[发明专利]中低阶煤分质梯级利用的系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体而言，本发明涉及中低阶煤分质梯级利用的系统和方法。

背景技术

我国能源结构特点是“富煤贫油少气”，资源禀赋现状决定了我国必须要发展煤化工，以实现通过煤头获得化工产品，实现对石油和天然气的部分替代，以保障我国经济发展和能源安全。同时，我国经济发展需要大量钢铁，我国多采用高炉炼铁方式生产钢铁，而高炉炼铁不仅需要优质昂贵的焦炭，而且高炉污染严重、能耗较高。目前，急需一种高效、清洁的利用煤炭和冶炼钢铁的新技术，破解以上难题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出中低阶煤分质梯级利用的系统和方法，利用该系统和方法可以实现中低阶煤的分质梯级利用。

根据本发明的一个方面，本发明提出了中低阶煤分质梯级利用的系统，包括：

中低阶煤破碎装置，所述中低阶煤破碎装置具有中低阶煤入口和中低阶煤粉出口；

含铁物料破碎装置，所述含铁物料破碎装置具有含铁物料入口和含铁矿粉出口；

混合装置，所述混合装置具有中低阶煤粉入口、含铁矿粉入口和混合物料出口，所述中低阶煤粉入口与所述中低阶煤粉出口相连，所述含铁矿粉入口与所述含铁矿粉出口相连，

热解冶炼炉，所述热解冶炼炉具有本体，所述本体内由上至下分为热解段和冶炼段，所述本体中部侧壁上设置有烘炉喷枪，所述热解段顶壁上具有混合物料入口和热解油气出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连，所述热解段适于中低阶煤粉发生热解产生热解油气和热解碳；所述冶炼段的侧壁上具有含氧气体喷伞，通过所述含氧气体喷伞向所述冶炼段喷入含氧气体，发生不完全燃烧放热和产生富含一氧化碳的气体，使所述混合物料发生还原反应，所述冶炼段的底端具有还原产物出口；

熔分炉，所述熔分炉具有还原产物入口、铁水出口和尾渣出口，所述还原产物入口与所述还原产物出口相连。

通过采用本发明上述实施例的中低阶煤分质梯级利用的系统，首先将中低阶煤粉与含铁矿粉经混合后在热解冶炼炉的热解段内进行热解，获得高附加值的油气资源。进一步地，利用中低阶煤粉热解后得到的热解炭再次与含铁物料在热解冶炼炉的冶炼段发生还原反应得到还原产物。并且冶炼段内冶炼产生的高温烟气向上从热解段顶壁上的热解油气出口排出，进而与热解段的物料球团逆向接触，加热物料，促进热解的进行。由此，通过采用本发明上述实施例的中低阶煤分质梯级利用的系统，可以对中低阶煤进行分质梯级利用，进而获得高附加值的油气资源，同时实现了含铁矿粉的有效处理。

另外，根据本发明上述实施例的中低阶煤分质梯级利用的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述热解段内的温度为550-900摄氏度。

在本发明的一些实施例中，所述混合物料在所述热解段内进行热解的时间为30-60分钟。

在本发明的一些实施例中，所述冶炼段内的温度为1200-1300摄氏度，

任选地，所述混合物料在所述冶炼段内进行还原反应的时间为25-50分钟。

在本发明的一些实施例中，所述热解冶炼炉内的压力为0.1-0.5KPa。

根据本发明的第二方面，本发明还提出了利用前面实施例的中低阶煤分质梯级利用的系统分质梯级利用中低阶煤的方法，包括：

利用所述中低阶煤破碎装置对中低阶煤进行破碎处理，以便得到中低阶煤粉；

利用所述含铁物料破碎装置对含铁物料进行破碎处理，以便得到含铁矿粉；

将所述中低阶煤粉和所述含铁矿粉在混合装置内进行混合处理，以便得到混合物料；

将所述混合物料送至所述热解冶炼炉内，使所述混合物料中的在中低阶煤在热解段内发生热解，产生热解油气和热解碳；使热解后混合物料进入冶炼段，向所述冶炼段内通入含氧气体，发生不完全燃烧放热和产生富含一氧化碳的气体，使所述混合物料发生还原反应，以便得到还原产物；

将所述还原产物在所述熔分炉内进行熔分处理，以便得到铁水和尾渣。