阅读说明：本技术 一种煤改质方法 (Coal upgrading method ) 是由 魏廷锦 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：一种煤改质方法,属于煤改质技术领域,其特征在于：在不超过600℃的温度下对低级煤进行热处理以使煤脱水,热解含氢的含氧基团并蒸馏出焦油；通过使热处理过的煤与焦油蒸汽接触,将焦油涂覆在热处理过的煤的表面上到300℃,同时保持煤的温度低于焦油蒸汽的温度150℃。本发明所述技术方案,可以用焦油均匀地涂覆煤,并且根据本发明升级的煤不仅在运输或储存期间和之后具有降低的水分,而且还具有增加的每单位重量的热值。经本发明所述煤改质方法产生的高级煤,它的水平性以及在运输或储存期间和之后的热值和水分含量均有有效降低。(A coal upgrading method belongs to the technical field of coal upgrading, and is characterized in that: heat-treating low-rank coal at a temperature of not more than 600 ℃ to dehydrate the coal, pyrolyze oxygen-containing groups containing hydrogen, and distill off tar; tar is coated on the surface of the heat-treated coal to 300 ℃ by contacting the heat-treated coal with tar steam while maintaining the temperature of the coal below the temperature of the tar steam by 150 ℃. The technical solution according to the present invention makes it possible to coat coal with tar uniformly, and the coal upgraded according to the present invention has not only reduced moisture during and after transportation or storage, but also increased calorific value per unit weight. The high-grade coal produced by the coal upgrading method of the invention has effectively reduced horizontality, and heating value and moisture content during and after transportation or storage.)

一种煤改质方法

技术领域

本发明属于煤改质技术领域，尤其涉及一种煤改质方法。

背景技术

煤通常用作化学工业的许多领域中的燃料和其他多样化的用途，但实际用于此类目的的大多数煤是高级煤，通常称为烟煤。次烟煤和褐煤等低等级煤占地球上所有类型煤的一半以上，这种低级煤由于其高水分含量在20％至70％的范围内，导致燃烧器的热效率降低和运输效率降低。如果在干燥后储存，它们往往会重新吸收水分或自发地点燃，由于这些原因它们迄今尚未被广泛使用。

为了更广泛地利用这种低级煤用于燃料和化学目的，有必要将它们转化为在运输或储存期间或之后吸收少量水分的煤，使其经受适当的脱水处理和预防水分再吸收。现有技术已经提出了与煤改质有关的方法，通过加热煤产生的气态焦油作为液体焦油在水中回收，从而形成焦油和水的乳液。加热的煤通过乳液冷却，并且热处理过的煤的表面涂覆沉积在其上的焦油，煤含水量降低。然而在这种方法中，由于室温下的焦油直接散布在经过热处理的煤上，因此难以沉积。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种煤改质方法。

本发明所述煤改质方法，在不超过600℃的温度下对低级煤进行热处理以使煤脱水，热解含氢的含氧基团并蒸馏出焦油；通过使热处理过的煤与焦油蒸汽接触，将焦油涂覆在热处理过的煤的表面上到300℃，同时保持煤的温度低于焦油蒸汽的温度150℃。

进一步，本发明所述煤改质方法，还包括在所述热处理之前在低于200℃的温度下干燥低级煤；所述热处理步骤的温度为200℃至600℃。

进一步，本发明所述煤改质方法，所述焦油的蒸馏包括：收集包括焦油蒸气的各种气体；冷却各种气体以冷凝焦油蒸气；将冷凝的焦油与其他气体分开；使冷凝的焦油蒸发产生焦油蒸气。

进一步，本发明所述煤改质方法，所述蒸发步骤中产生的焦油蒸汽与惰性载气一起进料到煤中。

进一步，本发明所述煤改质方法，所述干燥步骤和所述热处理步骤分别在150℃至200℃和350℃至450℃的温度下进行。

本发明所述煤改质方法，包括以下步骤：在不超过600℃的温度下加热低级煤以降低煤的水分含量并通过破坏性蒸馏从煤中获得焦油；通过使冷却的煤与蒸气状态的蒸馏焦油接触，用焦油涂覆冷却煤的表面；所述涂覆步骤是在煤和焦油蒸汽之间的温差为150-300℃的条件下进行。

进一步，本发明所述煤改质方法，所述加热步骤包括以下步骤：在低于200℃的温度下干燥煤并且在200℃至600℃的温度下进行干燥煤的破坏性蒸馏以获得焦油和降低煤的含水量。

进一步，本发明所述煤改质方法，将所述低级煤首先加热至低于200℃的温度将所述煤干燥至1％至5％的水分含量，然后将所述煤加热至350℃至450℃进行破坏性蒸馏。

进一步，本发明所述煤改质方法，所述涂覆步骤之前将经热处理的煤冷却至100℃的温度。

本发明所述煤改质方法，可以用焦油均匀地涂覆煤，并且根据本发明升级的煤不仅在运输或储存期间和之后具有降低的水分，而且还具有增加的每单位重量的热值。经本发明所述煤改质方法产生的高级煤，它的水平性以及在运输或储存期间和之后的热值和水分含量均有有效降低。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明所述煤改质方法进行详细说明。

本发明所述煤改质方法，在不超过600℃的温度下对低级煤进行热处理以使煤脱水，热解含氢的含氧基团并蒸馏出焦油；通过使热处理过的煤与焦油蒸汽接触，将焦油涂覆在热处理过的煤的表面上到300℃，同时保持煤的温度低于焦油蒸汽的温度150℃。还包括在所述热处理之前在低于200℃的温度下干燥低级煤；所述热处理步骤的温度为200℃至600℃。所述焦油的蒸馏包括：收集包括焦油蒸气的各种气体；冷却各种气体以冷凝焦油蒸气；将冷凝的焦油与其他气体分开；使冷凝的焦油蒸发产生焦油蒸气。所述蒸发步骤中产生的焦油蒸汽与惰性载气一起进料到煤中。所述干燥步骤和所述热处理步骤分别在150℃至200℃和350℃至450℃的温度下进行

在实施例中将热处理过的煤放入饱和的干燥器中240小时后的平衡水分，平衡水分直至焦油涂层量达到约5％时才会降低，但当该量超过5％时，它几乎不会进一步降低，从煤中蒸馏出的焦油量以干重计为4％至12％。还应注意，随着焦油蒸馏温度升高，平衡水分降低。这是因为亲水性含氧基团以水，二氧化碳和一氧化碳的形式热解和排出，因此具有煤的疏水性。

当加热到200℃以上时，含氧基团被热解。氧的减少导致碳和碳的相应增加煤中的氢，导致煤的热值增加。根据本发明在400℃下焦油蒸馏后的煤显示出6800cal / kg的热值，这与烟煤相比是好的。焦油开始在约200℃的温度下形成，焦油形成的量在约400℃时最大。在600℃以上，焦油产率几乎为零，因为在这样的高温下促进了通过热解的气化。因此，用于蒸馏焦油的热处理优选在200至600℃的温度下进行，特别是350至450℃的温度可以以最高的效率实现焦油的蒸馏。平衡水分当焦油蒸汽和煤之间的温差在约150-300℃的范围内时，温度低。当温差低于150℃时，平衡水分的增加可归因于焦油蒸气难以吸附在煤表面上的事实。当温差超过300℃时，平衡水分也增加。这是由于焦油的冷凝，这阻碍了煤与焦油蒸汽的均匀涂覆。因此，需要将温差20保持在150-300℃的范围内，以实现均匀涂覆。

将原煤送入磨机进行粉碎，粉煤通过料斗输送到干燥塔。干燥塔中有一个加热管，其中煤被加热到温度约为150℃并干燥，使水分含量降至1至5％。干燥塔还在上部具有排水管，蒸汽和各种气态物质通过该排水管排出。将来自干燥塔的干煤送入具有加热管的加热塔，并由此加热至约400℃。通过这种加热，同时产生焦油蒸气、水蒸气和其它气体，并且干煤的湿度含量进一步降低。各种气态物质从加热塔转移到冷却塔，以将它们冷却到约60℃。

液体焦油，水和气体的冷却材料通过分离器进行分离，其中气体与液体焦油和水分离，以转移到气体燃烧器，其中气体被燃烧。液体焦油与水从另一个分离器分离并送入加热器。在加热器中，焦油被加热到约400℃以蒸发，控制加热使得焦油蒸汽和干燥之间的温差。来自加热塔的煤保持在150至300℃。将来自加热塔的干煤送入涂料塔，在那里将其自然冷却至约100℃，并用来自加热器的焦油蒸汽与来自气体容器的载气氮气一起涂覆。涂料中的气体塔从其上部排出，转移到气体燃烧器并与来自分离器的气体一起燃烧。燃烧气体用于干燥煤。作为热源为了加热加热管，使用在煤气发生器中由煤重油等的共同产生的热气体。

在上述方法中，来自碾磨机的煤可以直接转移到加热塔而不在干燥塔中干燥，并且经受水分减少和焦油生产。在这种情况下，尽管不需要干燥塔，但是操作成本可能高于使用干燥塔时的操作成本。

在前述实施例中，煤用从相同煤中蒸馏的焦油涂覆，但是当然可以使用从其他煤中蒸馏出的焦油。因此，根据本发明，可以用焦油均匀地涂覆煤，并且根据本发明升级的煤不仅在运输或储存期间和之后具有降低的水分，而且还具有增加的每单位重量的热值。