一種包覆有低階煤和生物質顆粒的型煤原料的提質工藝制造技術

本發明專利技術提供了一種包覆有低階煤和生物質顆粒的型煤原料的提質工藝，包括，將生物質制粒后與低階煤、有機粘結劑混合形成低階煤本體原料；對非低階煤加壓形成非低階煤型煤底層；在所述非低階煤型煤底層上加入所述低階煤本體原料和非低階煤，并使所述非低階煤位于所述低階煤本體原料的外圍，繼續加壓形成型煤中層；再在該型煤中層上加入非低階煤并加壓得到該型煤原料；對該型煤原料進行提質，得到粗煤氣、焦油、粗苯和焦炭。本發明專利技術的提質工藝不僅解決了現有技術因不存在大規模的工業化設備而使低階煤和生物質應用受限的問題，還有效克服了現有的搗固焦爐利用度低、提質行業產能過剩的問題，使得本發明專利技術既有可觀的經濟效益又有一定的社會效益。

Quality upgrading process of briquette material coated with low rank coal and biomass particles

The invention provides a coating and upgrading technology, briquette raw materials of low rank coal and biomass particles including biomass after granulation and low rank coal, organic binder mixed to form a low rank coal bulk raw materials; for non low rank coal pressure formation of low rank coal briquette bottom; in the non low rank coal briquette the bottom is added to the low rank coal bulk raw material and non low rank coal, and the non peripheral low rank coal in the low rank coal body material, to pressure the formation of briquette in the middle; adding coal middle low rank coal and non pressurized by the quality of the raw materials of coal briquette; raw materials, crude gas, tar, crude benzene and coke. The quality and technology of the invention not only solves the problem of the existing technology because there is no large-scale industrial equipment and the low rank coal and biomass application is restricted, but also effectively overcomes the problem of low, overcapacity in the industry and make use of the existing tamping coke oven, the invention can not only view the economic benefits and social benefits.

【技術實現步驟摘要】
一種包覆有低階煤和生物質顆粒的型煤原料的提質工藝
本專利技術涉及一種適用于搗固焦爐的包覆有低階煤和生物質顆粒的型煤原料的提質工藝，屬于低階煤提質轉化

技術介紹
自十八世紀以來，煤炭已成為人類世界廣泛使用的能源之一，就我國的能源消費結構而言，目前煤炭占據70％左右，是國民賴以生存的主要能源。依據結構和組成的不同，煤炭分為褐煤、煙煤和無煙煤三大類，其中煙煤又分為低變質煙煤和中變質煙煤，低變質煙煤又稱作次煙煤，其與褐煤一起統稱為“低階煤”。據統計，我國低階煤的儲量占全國已探明的煤炭儲量的55％以上，高達5612億噸，但由于低階煤作為煤化作用初期的產物，具有含碳量低、水分高、易粉化、易自燃、揮發份高、浸水強度差、抗跌強度差等特點，因而嚴重限制了低階煤的直接開發利用，這無疑造成了巨大的資源浪費。另外，隨著國內能源需求的日益增大和優質煤炭資源量的銳減，低階煤的提質轉化與綜合利用已然成為當前我國能源研究與開發的重點領域。迄今為止，國內外針對低階煤的提質加工技術大致可分為熱解提質技術、非蒸發脫水提質技術和成型提質技術三大類，其中，對于成型提質技術而言，低階煤在成型過程中，高壓或剪切等物理作用對其凝膠結構和孔隙系統產生了不可逆的破壞，因而能夠從本質上提升低階煤的煤階，使其煤化程度也隨之提高，從而解決了干燥低階煤的粉塵大、易重新吸水、易于自燃等不足。但目前的低階煤提質技術均處于試驗研究和工程化初始應用階段，不存在使其大規模工業化應用的設備，由此限制了低階煤的開發利用。生物質能是綠色植物將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量，即以生物質為載體的能量形式，它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時也是唯一一種可再生的碳源。近年來研發的生物質固化成型技術改變了傳統的生物質能利用方式，將松散的生物質轉化為高密度的成型燃料，直接燃燒或用作氣化、液化原料，成為生物質能開發利用的一種有效途徑，也是替代常規能源的有效方法，然而遺憾的是，目前尚不具備使生物質燃料大規模工業化應用的設備。搗固焦爐是煤的焦化工藝中使用的大型化設備，其占地面積廣，投資基建費用大。煤焦化是以煤為原料經高溫干餾生產焦炭，同時獲得煤氣、煤焦油并回收其它化工產品的一種煤轉化工藝，其焦炭產品主要是冶金焦或化工焦。由于工業上對這類焦炭的品質要求很高，使得生產冶金焦或化工焦所采用的煤原料主要是焦煤、1/3焦煤、氣煤、肥煤、瘦煤、貧瘦煤等煤種，屬于中變質煙煤，但是近年來煤炭資源的短缺，特別是用于焦化工業的中高品質煤原料的減少，使得焦化行業的原料成本與日俱增，加之近幾年鋼鐵、冶金等大量需要冶金焦或化工焦的行業的衰退，導致焦炭產品的需求量減少、價格下滑，從而迫使焦化廠急劇縮減焦炭產量，由此帶來的后果是搗固焦爐停止運行，而一旦焦爐停用便會報廢，那么為了保護斥巨資投建的搗固焦爐設備，就不得不在最低程度內維持焦爐的運行，這樣不僅降低了搗固焦爐的利用度，還會造成焦化行業的產能過剩。因此，如何拯救瀕臨負增長的焦化產業，提高搗固焦爐的利用度，解決焦化行業產能過剩的問題已成為當前遏制焦化行業發展的瓶頸。綜上所述，在目前的形勢下如何能夠將搗固焦爐應用于低階煤和生物質的開發利用領域以使上述問題都得以迎刃而解，是困擾本領域技術人員的一個技術難題。
技術實現思路
本專利技術解決的技術問題在于克服現有技術無法實現低階煤和生物質能大規模應用的缺陷及現有的搗固焦爐利用度低的問題，進而提供一種適于搗固焦爐的含有低階煤和生物質顆粒的型煤原料的提質工藝。為此，本專利技術實現上述目的的技術方案為：一種包覆有低階煤和生物質顆粒的型煤原料的提質工藝，包括：(1)將生物質原料干燥、粉碎并壓制成顆粒物，備用；(2)將低階煤與有機粘結劑混合形成混合物，所述混合物經粉碎后再與步驟(1)的顆粒物混勻形成低階煤本體原料，備用；其中，所述有機粘結劑在850℃隔絕空氣條件下的干餾失重小于50％，以質量計所述顆粒物的加入量為所述低階煤本體原料質量的20-50％；(3)對非低階煤進行加壓成型，形成非低階煤型煤底層；在所述非低階煤型煤底層上加入所述低階煤本體原料和非低階煤，并使所述非低階煤位于所述低階煤本體原料的外圍，對所述低階煤本體原料和所述非低階煤進行加壓成型，形成型煤中層；再在所述型煤中層上繼續加入非低階煤并加壓成型，得到最終的型煤原料；(4)將步驟(3)的型煤原料推入焦爐內進行提質處理，控制提質溫度為850-950℃，提質時間不小于16小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產品焦炭。干燥后的所述生物質原料的含水率為13-17wt％，所述顆粒物的密度為1.2-1.4g/cm3。以質量計，所述有機粘結劑的加入量為所述低階煤質量的5-40％。所述有機粘結劑為軟化點大于100℃的瀝青質。所述瀝青質為軟化點不小于120℃的煤瀝青或石油瀝青。所述瀝青質為高溫瀝青，以質量計，所述高溫瀝青的固定碳含量在25％以上，碳氫比為8-11。所述低階煤的G值小于50、揮發分含量大于40％；以質量計，所述低階煤本體原料的加入量為所述型煤原料質量的40-70％。所述低階煤本體原料的加入量為所述型煤原料質量的40-50％。所述顆粒物的加入量為所述低階煤本體原料質量的20-35％。所述提質處理在搗固焦爐中進行，所述型煤原料在搗固設備中進行搗固成型。本專利技術所述的提質工藝采用的顆粒物可以是任意形狀的，其體積以不超過25cm3為宜。本專利技術的上述技術方案具有如下優點：1、本專利技術提供的包覆有低階煤和生物質顆粒的型煤原料的提質工藝，通過加入在850℃隔絕空氣條件下干餾失重小于50％的有機粘結劑，利用其粘結性將低階煤和生物質顆粒粘結成型，一方面可使低階煤和生物質顆粒能夠推入搗固焦爐中進行提質處理，另一方面還使得低階煤和生物質顆粒提質完成后的固體產物不易粉化，易于搗固焦爐的推焦，更重要的是上述有機粘結劑與低階煤和生物質顆粒混合后，有機粘結劑中的有效成分可促進低階煤和生物質中的高分子聚合物在高溫下的降解，從而有助于提高低階煤和生物質原料的油氣產量，使油氣總量增產10％以上。并且，本專利技術的提質工藝通過將非低階煤設置在低階煤本體原料的外部，使得低階煤本體原料在高溫提質過程中產生的液體滲入至非低階煤中，有助于提高低階煤本體原料產生的焦炭的質量。由此，本專利技術的提質工藝不僅解決了現有技術因不存在大規模的工業化設備而使低階煤和生物質應用受限的問題，還有效克服了現有的搗固焦爐利用度低、提質行業產能過剩的問題。本專利技術的提質工藝充分利用高溫干餾能使生物質如農業廢棄物秸稈中的有機物轉換成油氣、且殘余物可用作化工焦的特性，通過在低階煤中嵌入適量的生物質顆粒，不僅有利于在降低型煤原料生產成本的條件下仍能確保較高的油氣和焦炭產率，還可有效實現對生物質能的資源化利用，減少因農業廢棄物的盲目焚燒所造成的環境污染，使得本專利技術既有可觀的經濟效益又有一定的社會效益。2、本專利技術提供的包覆有低階煤和生物質顆粒的型煤原料的提質工藝，優選有機粘結劑為軟化點不小于120℃的煤瀝青或石油瀝青，如此可提高低階煤和生物質原料提質后的固體產物—焦炭的品質，使得焦炭中的揮發分不大于3-4％，從而可用于發電、造氣以本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種包覆有低階煤和生物質顆粒的型煤原料的提質工藝，包括：(1)將生物質原料干燥、粉碎并壓制成顆粒物，備用；(2)將低階煤與有機粘結劑混合形成混合物，所述混合物經粉碎后再與步驟(1)的顆粒物混勻形成低階煤本體原料，備用；其中，所述有機粘結劑在850℃隔絕空氣條件下的干餾失重小于50％，以質量計所述顆粒物的加入量為所述低階煤本體原料質量的20?50％；(3)對非低階煤進行加壓成型，形成非低階煤型煤底層；在所述非低階煤型煤底層上加入所述低階煤本體原料和非低階煤，并使所述非低階煤位于所述低階煤本體原料的外圍，對所述低階煤本體原料和所述非低階煤進行加壓成型，形成型煤中層；再在所述型煤中層上繼續加入非低階煤并加壓成型，得到最終的型煤原料；(4)將步驟(3)的型煤原料推入焦爐內進行提質處理，控制提質溫度為850?950℃，提質時間不小于16小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產品焦炭。

【技術特征摘要】
1.一種包覆有低階煤和生物質顆粒的型煤原料的提質工藝，包括：(1)將生物質原料干燥、粉碎并壓制成顆粒物，備用；(2)將低階煤與有機粘結劑混合形成混合物，所述混合物經粉碎后再與步驟(1)的顆粒物混勻形成低階煤本體原料，備用；其中，所述有機粘結劑在850℃隔絕空氣條件下的干餾失重小于50％，以質量計所述顆粒物的加入量為所述低階煤本體原料質量的20-50％；(3)對非低階煤進行加壓成型，形成非低階煤型煤底層；在所述非低階煤型煤底層上加入所述低階煤本體原料和非低階煤，并使所述非低階煤位于所述低階煤本體原料的外圍，對所述低階煤本體原料和所述非低階煤進行加壓成型，形成型煤中層；再在所述型煤中層上繼續加入非低階煤并加壓成型，得到最終的型煤原料；(4)將步驟(3)的型煤原料推入焦爐內進行提質處理，控制提質溫度為850-950℃，提質時間不小于16小時，收集溢出的粗煤氣、焦油、粗苯的混合物，同時得到副產品焦炭。2.根據權利要求1所述的提質工藝，其特征在于，干燥后的所述生物質原料的含水率為13-17wt％，所述顆粒物的密度為1.2-1.4g/cm3。3.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林科，杜明來，趙文濤，馬芳，白洪彬，劉彥芳，
申請(專利權)人：北京三聚環保新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11