采用固体载热褐煤悬浮热解装置进行褐煤提质的方法
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褐煤固体热载体热解提质工艺进展李文英;邓靖;喻长连【期刊名称】《煤化工》【年(卷),期】2012(40)1【摘要】This paper gave a comprehensive comparison and discussion of the technologies of lignite pyrolysis with solid heat carrier available home and abroad. And it analyses the advantages and disadvantages of the solid heat carrier. Clean and comprehensive utilization of coal is developing very fast in the last few years. The co-production system in combination with the circulating fluidized bed (CFB) combustion process with lignite pyrolysis over the catalytic solid heat carrier can improve the utilization of lignite. The polygeneration system shall be the leading means of lignite utilization in a clean and highly efficient way.%介绍了国内外几种典型的褐煤固体热载体热解提质工艺,并从原理、操作条件、原料、热解产品、能量利用率、局限性等方面对各种工艺进行了分析对比;分析了工业上常用的固体热载体的优缺点,提出了褐煤固体热载体热解技术的发展方向.【总页数】5页(P1-5)【作者】李文英;邓靖;喻长连【作者单位】太原理工大学煤科学与技术省部共建国家重点实验室培育基地,山西太原030024;太原理工大学煤科学与技术省部共建国家重点实验室培育基地,山西太原030024;太原理工大学煤科学与技术省部共建国家重点实验室培育基地,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TQ523.6【相关文献】1.褐煤固体热载体催化热解研究进展 [J], 李文英;喻长连;李晓红;邓靖2.固体热载体褐煤热解过程的数学模型与模拟计算 [J], 郭治;杜铭华;杜万斗3.固体热载体法褐煤热解过程中的传质传热特性 [J], 李方舟;李文英;冯杰4.橄榄石基固体热载体影响褐煤热解产物分布的分析 [J], 邓靖;李文英;李晓红;喻长连;冯杰;郭小汾5.固体热载体热解霍林河褐煤实验研究 [J], 曲旋;张荣;孙东凯;毕继诚因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
褐煤固体热载体法快速热解技术简介褐煤热解(干馏)是指在隔绝空气(或在非氧化气氛)条件下将褐煤加热,最终得到焦油、煤气和半焦的加工方法。
褐煤热解始于20世纪初,其目的是制取石蜡油和固体无烟燃料,随后发展了以制取发动机液体燃料为目的的工艺,如鲁奇二段炉、三段炉。
20世纪50年代,随着世界范围石油、天然气的开发与应用,煤的热解加工发展速度减慢甚至停顿。
但在一些褐煤资源丰富的国家,没有间断对褐煤热解的研究与开发。
20世纪70年代开始,为了由褐煤和低阶煤制取较高产率的液体产品和芳烃化合物,人们对褐煤热解工艺的研究开发重新重视,一些新工艺接续开发出来。
这些新工艺的目标是提高煤的液体产率,普遍使用的方法是加快热解反应的速度或在临氢的条件下进行热解反应,同时新工艺注意提高煤的利用率、提高过程的热效率及注重环境保护等。
褐煤热解工艺按照加热终温、加热速度、加热方式、热载体类型、气氛、压力等工艺条件分为不同类型。
国内外典型的褐煤热解工艺包括:外热立式炉工艺、内热立式炉工艺、美国的Toscoa1工艺、ENCOAL工艺、日本的煤快速热解工艺、德国的LR工艺、澳大利亚的流化床快速热解工艺、前苏联3TX(ETCh)—175工艺、中国的多段回转炉工艺、中国固体热载体新法干馏工艺及其他工艺。
褐煤固体热载体新法干馏工艺(技术)由中国大连理工大学开发,也称褐煤固体热载体法快速热解技术。
以下从发展历程、过程原理与产品方案、工艺特点等方面简要介绍。
2.2 过程原理与产品方案褐煤固体热载体法快速热解技术是将褐煤通过与热的载体(热半焦)快速混合加热使褐煤热解(干馏)得到轻质油品、煤气和半焦的技术。
固体热载体法快速热解属于煤的低温干馏过程。
煤低温干馏过程仅是一个热加工过程,常压生产即可制得煤气、焦油和半焦,实现了煤的部分气化和液化,所以也称为煤的温和气化或煤的轻度气化过程。
与煤的直接液化、间接液化相比,过程相对简单,投资少。
固体热载体法快速热解技术使用粉粒状原料(小于6mm),不怕煤热粉化,尤其适合于褐煤。
固体热载体褐煤热解过程的数学模型与模拟计算
郭治;杜铭华;杜万斗
【期刊名称】《神华科技》
【年(卷),期】2010(008)002
【摘要】根据褐煤热解动力学特性,针对固体热载体褐煤热解反应器中的热量传递特点,建立了相应的数学模型,并采用差分法进行了模拟求解,得到了固体热载体的冷却曲线和煤加热的升温曲线,以及褐煤挥发物随热解时间的变化曲线.计算结果表明:煤的挥发分及粒度对煤粒的温分布影响很大,挥发分越高、粒度越大,煤粒内外温差越大.同时,获得了未分解挥发物与热解时间的定量结果,为固体热载体煤热解反应器的设计提供了依据.
【总页数】4页(P69-72)
【作者】郭治;杜铭华;杜万斗
【作者单位】中国神华煤制油有限公司北京研究院,北京,100011;中国神华煤制油有限公司北京研究院,北京,100011;中国神华煤制油有限公司北京研究院,北
京,100011
【正文语种】中文
【中图分类】TQ53
【相关文献】
1.球型固体热载体煤粉热解过程传热计算及分析 [J], 王洪亮;蒙涛;张华;刘科伟;常少英;何德民
2.褐煤固体热载体干馏新技术——固体热载体循环系统的设计 [J], 周颖;郭树才
3.固体热载体煤热解过程中硫的迁移特性 [J], 潘登峰;曲旋;张荣;毕继诚
4.固体热载体法褐煤热解过程中的传质传热特性 [J], 李方舟;李文英;冯杰
5.固体热载体煤热解过程中氮的迁移 [J], 潘登峰;姚根有;郭文林;李伟斌;曲旋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
褐煤提质技术概况摘要:本文首先简单分析了目前我国褐煤资源的地位,同时指出褐煤提质的必要性,重点叙述了褐煤提质的技术,最后简单介绍了褐煤的工艺和应用。
关键词:褐煤;提质;技术;工艺;应用1 我国褐煤资源的地位我国是多煤少油少气的国家。
随着我国经济的不断发展,能源短缺问题日益凸显。
近年来新能源的开发和利用远远满足不了我国社会经济增长的需求,因此煤炭资源将是我国一段时期内的主要可利用资源。
然而目前我国烟煤、无烟煤等优质煤资源已被充分利用,拓展空间有限,而对褐煤的大规模开发利用刚刚开始,因此它对我国日后经济快速增长起着举足轻重的作用。
据我国煤炭地质局统计褐煤己探明的储量达1303亿吨,占全国煤炭储量的13%。
褐煤资源蕴藏量丰富,相信它将大大缓解我国资源短缺的问题。
2 褐煤提质的必要性作为一种宝贵的不可再生的资源,如何高效利用它是我们必须考虑的问题。
褐煤是煤化程度最低的煤类。
它的特点是水分含量高,氧含量高,挥发分高,发热量低。
高水分和高灰分,再加上褐煤易风化和自燃的特性使褐煤不适合远距离输送,应用受到很大限制。
解决褐煤利用的有效方法之一是褐煤的提质,褐煤提质加工后,水分显著降低,发热量大幅度提高,既可防止自燃、便于运输和贮存,又有利于褐煤在各领域的推广和应用。
3褐煤提质的技术所谓褐煤提质,是指褐煤经脱水、成型和热分解等加工利用过程后,褐煤的组成和结构发生变化,转化成具有近似烟煤性质的提质煤。
国内外褐煤提质加工技术归纳起来大体可分为干燥脱水提质技术、成型提质技术、热解提质技术3大类。
3.1 干燥脱水提质技术煤的干燥脱水技术很多,大致可以分为三类,分别为机械脱水、蒸发脱水和非蒸发脱水三类。
3.1.1 机械脱水机械脱水属于一种非自然脱水技术,是借助机械设备来完成的。
例如筛分脱水中需用固定筛(弧型筛)、振动筛(直线振动筛)和高频振动筛等设备。
离心脱水没有过滤式离心机或脱水沉降过滤式离心机也完成不了。
机械脱水技术在选煤厂已广泛应用,但其处理能力和脱水效率尚难适应褐煤脱水的要求。
谈我国褐煤提质技术的发展作者:马杰来源:《广东科技》 2014年第10期马杰(中煤西安设计工程有限责任公司,陕西西安 710054)摘要:褐煤在我国煤炭资源储备中占有重要地位,但褐煤含水量高,含碳量低,应用范围受到限制。
褐煤提质之后,水分大幅降低,热值大幅提高,其产品用途广泛,可作为动力、民用、液化、气化及炼焦用煤。
随着对褐煤经济价值认识的提高,世界各国开发出了多种褐煤提质加工技术,简要介绍了几种国内比较典型的褐煤提质技术及各种技术存在的优缺点,对国内褐煤提质技术的工业化发展的前景进行了展望。
关键词:褐煤;提质0 引言褐煤是煤化程度最低的煤种,为泥炭在适度压力下转变而成,煤化程度介于泥炭和烟煤之间,含水量高,在空气中易风化;含一定量的原生腐殖酸;含碳量低,含氧量高,氢含量变化大;挥发分一般在45%~55%之间,易自燃。
根据国际地质学家预测:全世界硬煤(包括烟煤和无烟煤)地质储量约为6万亿吨,占煤炭总储量的60%;褐煤地质储量约有4万亿吨,占煤炭储量40%。
我国已探明的褐煤总储量达1303亿吨,约占全国煤炭总储量的13%,在目前已探明的褐煤保有储量中,以内蒙古东北地区最多,约占全国褐煤保有量的3/4,且资源集中,埋藏浅,煤层厚度大并有相当一部分可供露天开采,是未来东北地区的主要能源和煤化工原料。
1 褐煤提质的意义褐煤提质,是指通过物理或者化学的方法改变煤的内部组织结构,提升煤的品质,包括干燥、热解及其他方法的提质。
由于褐煤含水量高,含碳量低,含氧量高,氢含量变化大,易风化,易自燃,低热值,难以长期储存及长途运输。
褐煤提质之后,水分大幅降低,热值大幅提高,运输成本相对减少,煤质接近于优质烟煤,其产品用途广泛,可作为动力、民用、液化、气化及炼焦用煤,为褐煤的应用开拓了新的领域,具有广阔的市场前景。
2 我国褐煤提质技术的发展随着工业用煤的缺口逐步增大和煤炭使用成本的增高,褐煤等低阶煤种的经济价值越来越被世界各国所重视,开发出了多种褐煤提质加工技术,但和国外技术相比较,我国的褐煤提质技术多处于试验研究阶段,工业示范的规模普遍较小,距大规模工业化生产还有段距离。
褐煤煤质提升方案褐煤是一种低品位煤炭资源,其含氧高、含硫多、水分多,不易燃烧,严重影响了其利用价值。
在当前环保和能源结构调整的背景下,开发褐煤资源、提高煤质已成为必然趋势。
本文将介绍褐煤煤质提升方案。
磁选磁选技术是一种分选高铁矿石、锰矿、铜矿、石英石等矿石的有效技术,也可以用于褐煤中火山岩盐等杂质的分离。
利用磁选机械设备,在褐煤气流中施加磁场,可使盐分子产生磁性,在磁场力的作用下分离出来,从而达到提高煤质的目的。
采用新型热解炉热解炉可将褐煤低温热解成它容易分解的气体燃料和固体材料,并从中分离出有价值的化学物质。
在传统热解炉的基础上,新型热解炉增加了高温区和催化剂,以提高热解效率,加速煤质分解,提高提取产品的品质和产量。
生物浸出法生物浸出法是利用微生物在特定环境下对褐煤中的有机物进行生物化学分解,将碳氢化合物转化为生物质或者甲酸的高效方法。
由于生物浸出法具有非常高的选择性和可控性,可以减少废弃物和污染物,提高了褐煤的利用价值,同时也可以改善环境。
溶剂抽提法溶剂抽提法是将褐煤和特有的溶剂相结合,使褐煤中有机物与溶剂分离,从而提高煤质的方法。
它具有选择性强、清洗度高、回收效率高等优势。
同时,这种方法可以在温和的条件下实现,避免对环境的污染,提高了褐煤资源利用的效率和经济效益。
硝酸浸出法硝酸浸出法是一种高效、能耗低、破坏度小的提高褐煤品位的方法。
硝酸可将褐煤中的颗粒物和杂质进行淡化和清洁,同时沉淀掉褐煤中不利于燃烧的有机物。
由此,可提高褐煤中的固体燃料含量,使其成为一种更高效、更环保的能源。
总结针对褐煤资源利用价值低的特点,我们有必要采取有效措施提高其品质。
本文介绍了褐煤煤质提升方案,分别提出了磁选、采用新型热解炉、生物浸出法、溶剂抽提法和硝酸浸出法五种方法。
这些方法可以有效提高褐煤的能源利用率、降低生产成本、保护环境,具有广泛的应用前景。
褐煤提质技术褐煤是地质年代短、煤化程度最低的一类煤,一般褐煤中水分含量、挥发分含量均高,而发热量低,易发生风化碎裂、易氧化自燃,不适易于远途运输和利用,因挥发分含量高导致直接燃烧时排出的烟气多、粉尘量大,对环境污染严重,因此,其热利用率低。
近年来,由于煤炭价格大幅上涨,价格相对低廉的褐煤开发利用已经被重视起来。
但由于褐煤不易储存和运输的特点,必须对其进行提质加工,以适应环保运输要求,利于大规模利用。
因此对褐煤热解提质加工,而后再做为燃料利用,就显得较为迫切。
目前我国研究开发的若干种褐煤热解技术中,已进行工业化试生产的技术主要有:大连理工大学的褐煤固体热载体法快速热解技术,鞍山热能研究院的褐煤低温干馏改质技术,北京柯林斯达能源技术开发公司的褐煤低温干燥改性提质技术。
这三种技术所采取的干燥方法和加工温度不同,产品方案和产品性能也有差异,已全部在国内褐煤产地建立了工业化试生产装置。
大连理工大学的褐煤固体热载体法快速热解技术原理为:将煤通过与热的载体(热解后的热焦)快速混合加热使煤热解(干馏)得到低温焦油、煤气和半焦(或提质褐煤)的技术。
固体热载体法快速热解提焦油属于煤的低温干馏过程。
煤的低温干馏过程是一个热加工过程,常压生产即可制得焦油、煤气和半焦(或提质褐煤),实现了煤的部分气化和液化,也称煤的温和气化或煤的温和转化。
该技术是一个以固体细颗粒(半焦)作干馏热载体为基本特点的系统。
核心部分是固体热载体循环系统,主要设备包括:加热提升管(用于提升和再次燃烧加热循环的颗粒固体热载体),热载体收集槽(将热的固体载体从燃烧烟气中分离出来,并贮存待用)、混合器(将原料粒子与热载体粒子迅速混合,引发干馏)和热解反应器(为混合后的物料提供充分停留时间,使热解反应进行完全)。
应根据褐煤质量性能、产品市场定位,来选择相应的褐煤加工技术。
在内蒙古褐煤富集的东部区,现有开发的褐煤提质项目均采用干燥脱水、无粘结剂高压成型技术,此技术的工艺戳成为:首先开动热风装置,将200℃~400℃的高温烟气通过管道从高温烟气入口接头送入轧辊中的高温气腔中将轧辊加热,用于烘干褐煤;再将褐煤从原煤料仓经螺旋送料器均匀的送入主进料器中,开启压料器电机,通过压料器将褐煤压到加压装置中的轧辊之间,经20~80吨压力挤压,将褐煤中水分脱除到1-5%以下;经高温挤压的煤料成为φ5~10mm的柱体;在高温挤压下产生的可燃气体,一氧化碳、碳氢化合物和水蒸汽混合物用引风机从加压装置中抽出。