一種褐煤提質方法

專利名稱：一種褐煤提質方法
一種褐煤提質方法技術領域
本發明公開一種褐煤的提質方法及采用所述方法提質得到的褐煤。
背景技術：
全世界的褐煤地質儲量約為4萬億T，占全球煤炭地質儲量的40%左右，我國已有探明褐煤保有儲量1300億T，占全國煤炭總儲量的13%左右，儲量巨大，且埋藏深度淺，可采煤層厚，大多適宜露天開采，生產安全，開采成本低。但是，其熱值低，一般在 2700-3600Kcal/kg之間，水分高，全水分在40%左右，毛煤松軟，孔隙率大，易碎裂，比表面積大，易風化、氧化、燃點低，發火期較短，外運困難。
褐煤中的水有三類，即自由水、內在水和結晶水。當褐煤加熱到100°C以上時，大部分的自由水能夠被蒸發。當褐煤在常壓下繼續加熱到150°C以上時，褐煤內在水開始被脫除，羥基官能團發生分解，析出二氧化碳氣體，同時將褐煤的內在水排除。進一步提高溫度， 將導致越來越多的羥基官能團分解，從而引起褐煤的表面性質改變。結晶水是和灰分共存的水，要在更高的溫度下才能分解。
目前，國內的褐煤提質，從2005年開始褐煤的集中地區，我國的內蒙古各地陸續采用干燥筒烘干的辦法對褐煤進行簡單提質，水分從40%左右烘干到15%左右，這種方法對含水量的降低具有一定的效果，但從根本上并未對褐煤起到提質和改變化學成分含量的意義。也有采取高溫燃燒反應炭化的工藝，但工藝流程是古老的燒炭原理改造的一種工藝，無法大規模生產并浪費資源污染環境。個別采用立窯分級靜態高溫燒制，結果是炭化不均，灰化嚴重，降低炭質的結果。
因此，現有的褐煤提質方法部分能解決炭質化合物的轉化，而不能工業化的生產， 效率低，污染大，處理能力受到限制。部分技術單一地解決了褐煤的含水量高的問題，未能解決褐煤的化合物轉化問題，無法提高固定碳。發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足之處而提供一種能夠對褐煤的炭質進行充分轉化、燃燒反應過程損失較小，有效提高褐煤利用率的褐煤提質方法。
為實現上述目的，本發明采取的技術方案為一種褐煤提質方法，包括以下步驟
(I)初加工根據不同煤化程度將褐煤分級、篩選，密壓成型、真空吸水，然后在褐煤中加入固化材料形成褐煤球團；
(2)高溫燃燒轉化將步驟(I)中的褐煤球團加入高溫爐的轉化倉，所述轉化倉由依次連接的預熱倉、低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉組成，所述預熱倉的溫度為200°C，所述低溫倉的溫度為500°C，所述中溫倉的溫度為900°C，所述高溫倉的溫度為1250°C，所述均化倉的溫度為1150°C，所述褐煤球團依次進入所述轉化倉的預熱倉、低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉，所述褐煤球團進入轉化倉后，轉化倉處于轉動狀態，所述褐煤球團經過高溫爐高溫燃燒轉化后，從轉化倉的均化倉排出，得褐煤半成品；
(3)補充燃燒及炭化將步驟(2)得到的褐煤半成品加入到轉化釜，未充分燃燒的褐煤在轉化釜中進一步升溫燃燒轉化，至轉化完全后停止對褐煤加熱，然后將轉化釜密封， 使褐煤在欠氧狀態下還原炭化；或者，將步驟(2)處理后的褐煤加入到轉化釜中，將轉化釜密封，使褐煤在欠氧狀態下還原炭化；
(4)成型固化將步驟(3)得到的褐煤添加固化劑壓制成產品。
本發明所述褐煤提質方法，步驟(I)中的初加工將褐煤通過篩選、分級取得不同煤化程度級別的褐煤，然后經過密壓成型，真空吸水的方式對褐煤進行初加工，清除褐煤中的部分水分雜質。最后在褐煤中添加固化材料形成褐煤球團，使得褐煤進入到高溫爐燃燒轉化時保證強度，均勻地在高溫爐的各個倉中運送燃燒，防止裂化減少煤粉的產生。
經過初加工后得到的褐煤球團進入步驟(2)高溫燃燒轉化階段，褐煤球團進入高溫爐的轉化倉，褐煤從高溫爐的進料口進入到轉化倉中，所述轉化倉由依次連接的預熱倉、 低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉組成，進入轉化倉中的褐煤球團依次進入所述轉化倉的預熱倉、低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉，所述褐煤球團進入轉化倉中后，轉化倉處于轉動狀態。由于轉化倉處理轉動裝填，進去其中的褐煤球團將隨轉化倉一起轉動，轉化倉的轉動不僅有助于褐煤球團依次進入到所述轉化倉的預熱倉、低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉，更重要地，轉化倉的轉動能夠使得褐煤球團在轉化倉的高溫燃燒轉化過程更加均勻，提高褐煤的轉化質量。所述預熱倉的溫度為200°C，所述低溫倉的溫度為500°C，所述中溫倉的溫度為900°C，所述高溫倉的溫度為1250°C，所述均化倉的溫度為1150°C，進入到轉化倉的褐煤球團，通過來自高溫倉流過的氣體，在溫度為200°C的預熱倉中得到烘干，在預熱倉中去掉20%的水分，同時褐煤的溫度可以加熱到150°C以上。經過預熱倉后的褐煤隨后進入溫度為500°C的低溫倉，進入到低溫倉中的褐煤溫度可上升到350至500°C，此時褐煤開始燃燒，部分化合物分解成可燃氣體參與燃燒，部分化合物分解成水蒸氣排出。從低溫倉排出后的褐煤進入到溫度為900°C的中溫倉，在中溫倉中，褐煤球團開始全面燃燒，化合物中的碳、 氫、氧元素全面分解。從中溫倉排出的褐煤進入到溫度為1250°C的高溫倉，在高溫倉中，褐煤的化合物中的碳全面轉化，部分CO參與煤炭共同燃燒使溫度得到短時提升。最后褐煤進入到均化倉中，受進風口冷空氣的影響均化倉的溫度比高溫倉略有下降，褐煤在均化倉中燃燒轉化后保持一段時間內高溫均化反應，最后從均化倉排出，得褐煤半成品。
將步驟(2)得到的褐煤半成品進行步驟(3)補充燃燒及炭化處理，經過步驟(2)處理后得到的褐煤半成品加入到轉化釜中，當所述褐煤半成品有未燃燒充分的，在轉化釜中對褐煤半成品繼續加熱至1150°C，使褐煤在轉化釜中繼續燃燒轉化，直至完全燃燒轉化，停止對褐煤球團的加熱，然后將轉化釜密封，使褐煤在欠氧狀態下還原炭化。當步驟(2)所得褐煤半成品中沒有未燃燒充分的，則無需對褐煤半成品繼續加熱燃燒轉化，可將步驟(2)得到的褐煤半成品加入轉化釜后，直接將轉化釜密封，使褐煤在欠氧狀態下還原炭化。最后， 將經過步驟(3)補充燃燒及炭化的褐煤按照用途添加固化劑壓制成不同形狀的產品。
作為本發明所述褐煤提質方法的優選實施方式，所述步驟(I)中的固化材料為淀粉和糖渣料。所述固化材料采用淀粉和糖渣料，在褐煤中添加淀粉和糖渣料后形成褐煤球團，有效保證了褐煤進入高溫爐燃燒轉化時的強度，使其均勻地在高溫爐的各個倉中運送燃燒，防止裂化減少煤粉的產生。
作為本發明所述褐煤提質方法的優選實施方式，所述步驟(2)中高溫爐的轉化倉沿水平面向上傾斜6-12°，所述轉化倉由下至上依次為均化倉、高溫倉、中溫倉、低溫倉和預熱倉。將所述轉化倉設計為沿水平面向上傾斜6-12°，所述轉化倉由下至上依次為均化倉、高溫倉、中溫倉、低溫倉和預熱倉，褐煤首先進入上面的預熱倉，由于整個轉化倉傾斜向上設計，使得褐煤可通過自身的重力從預熱倉依次進入到低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉，不僅方便，而且合理有效利用了資源。
作為本發明所述褐煤提質方法的優選實施方式，所述步驟(2)中褐煤球團進入轉化倉后，轉化倉以O. 5-15轉/分鐘的轉速轉動。轉化倉在轉動的過程中，褐煤球團在轉化倉中隨轉化倉轉動，使得褐煤球團在轉化倉中的燃燒轉化在不斷轉動的過程中進行，保證了褐煤球團燃燒轉化的均勻性。另外，當轉化倉設計為沿水平面向上傾斜6-12°時，轉化倉的轉動有助于褐煤球團從預熱倉依次進入到低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉，轉化倉的轉速大小直接影響褐煤球團在各個倉中的停留時間。
作為本發明所述褐煤提質方法的優選實施方式，所述步驟(2)中均化倉、高溫倉、 中溫倉、低溫倉和預熱倉的長度比為3:4:5:5:6:8。各個倉的長度直接影響了褐煤在其中的燃燒轉化時間，當各個倉的長度比例為3:4:5:5:6:8時，褐煤的燃燒轉化更完全。
作為本發明所述褐煤提質方法的優選實施方式，所述步驟(2)中的高溫爐還包括與所述轉化倉的預熱倉連接、用于回收褐煤揮發分在高溫燃燒過程中蒸發分解出來的苯萃化合物的苯萃回收倉。
作為本發明所述褐煤提質方法的優選實施方式，所述步驟(2)中的高溫爐還包括與所述苯萃回收倉連接、用于排放褐煤燃燒轉化過程中的廢氣的排煙囪。
作為本發明所述褐煤提質方法的優選實施方式，所述步驟(3)中的轉化釜包括釜體、設于所述釜體下部的發熱管以及設于所述發熱管上方的交換器，所述釜體的上方設有褐煤進口。步驟(2)得到的褐煤半成品從所述轉化釜釜體上方的褐煤進口進入到轉化釜， 當步驟(2)得到的褐煤半成品中有部分未燃燒充分的，進入到轉化釜中的褐煤半成品在釜體下部發熱管的作用下繼續加熱，使褐煤半成品升溫至1150°C，繼續燃燒轉化，至燃燒轉化完全后，停止對轉化釜中褐煤半成品的加熱，然后蓋上褐煤進口，將轉化釜密封，使轉化釜中的褐煤半成品在欠氧狀態下還原炭化。當步驟(2)得到的褐煤半成品中沒有未燃燒充分的，則不需用釜體中的加熱管對褐煤半成品繼續加熱，褐煤半成品加入到轉化釜中，直接將褐煤進口蓋上，將轉化釜密封，使褐煤半成品在欠氧狀態下還原炭化即可。所述褐煤半成品在轉化釜中的欠氧還原炭化過程中，轉化釜中的褐煤在釜體及釜體中設置的交換器的共同作用下均勻地在一定時間內冷卻，到達恒溫狀態，在此過程中，由于轉化釜密封，褐煤處于欠氧狀態，此逐漸冷卻的過程即完成了褐煤的欠氧還原炭化。
實踐中，通過檢測步驟(2)中高溫爐轉化倉的均化倉出口的氣體來判斷經過步驟(2)處理得到的褐煤半成品是否存在未燃燒充分的部分，當檢測到均化倉出口的氣體中含有瓦斯、一氧化碳、半水煤氣等氣體時，則經過步驟(2)處理得到的褐煤半成品中存在部分未燃燒充分的情況，則進入到轉化釜中的褐煤半成品需要發熱管對其繼續升溫燃燒轉化。 否則，當均化倉出口的氣體中不含有這些氣體時，則經過步驟(2)處理得到的褐煤半成品已經充分燃燒轉化，進入到轉化釜中的褐煤半成品就無需再用發熱管對其繼續升溫燃燒轉化，直接將轉化釜密封進行欠氧還原即可。
作為本發明所述褐煤提質方法的優選實施方式，所述步驟(I)中分級、篩選得到的褐煤含水量為55%，揮發分大于50%，發熱量為12-21大卡。本發明所述方法中，采用的原料褐煤的含水量為55%，揮發分大于50%，發熱量為12-21大卡，是滇西南的褐煤。
作為本發明所述褐煤提質方法的優選實施方式，經過步驟(I)初加工得到的褐煤球團的含水量為30%。
一種采用如上所述方法提質得到的褐煤，所述褐煤的含水量為1_5%，固定碳含量為65-80%，揮發分含量為10-20%，發熱量為5000-7000大卡。采用如上所述方法提質得到的褐煤含水量低、發熱量大，所得產品可替代木炭進入各個領域，所得產品比無煙煤質優。
本發明所述方法將褐煤經過四個步驟的加工處理，將褐煤不同的炭質化合物在不同溫度及反應時間達到理想的轉化效果，使褐煤化合物中的炭質能夠全面地轉化，褐煤的物理性質和化學性質得到轉變，化學性質穩定，各種有益指標提升，有效提高了褐煤的利用價值。


圖I為本發明所述褐煤提質方法的流程圖。
圖2為本發明所述褐煤提質方法所用高溫爐的一種實施例的結構示意圖。
圖3為圖2所示高溫爐沿水平面向上傾斜一定角度的結構示意圖。
圖4為本發明所述褐煤提質方法所用轉化釜的一種實施例的結構示意圖。
具體實施方式
為更好的說明本發明的目的、技術方案和優點，下面將結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
一種褐煤提質方法，如附圖I所示，包括以下步驟(I)初加工根據不同煤化程度將褐煤分級、篩選，密壓成型、真空吸水，然后在褐煤中加入固化材料形成褐煤球團；(2) 高溫燃燒轉化將步驟(I)中的褐煤球團加入高溫爐的轉化倉，所述轉化倉由依次連接的預熱倉、低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉組成，所述預熱倉的溫度為200°C，所述低溫倉的溫度為500°C，所述中溫倉的溫度為900°C，所述高溫倉的溫度為1250°C，所述均化倉的溫度為1150°C，所述褐煤球團依次進入所述轉化倉的預熱倉、低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉，所述褐煤球團進入轉化倉后，轉化倉處于轉動狀態，所述褐煤球團經過高溫爐高溫燃燒轉化后，從轉化倉的均化倉排出，得褐煤半成品；(3)補充燃燒及炭化將步驟(2)得到的褐煤半成品加入到轉化釜，未充分燃燒的褐煤在轉化釜中進一步升溫燃燒轉化，至轉化完全后停止對褐煤加熱，然后將轉化釜密封，使褐煤在欠氧狀態下還原炭化；或者，將步驟(2) 處理后的褐煤加入到轉化釜中，將轉化釜密封，使褐煤在欠氧狀態下還原炭化；(4)成型固化將步驟(3)得到的褐煤添加固化劑壓制成產品。
步驟(I)中的初加工將褐煤通過篩選、分級取得不同煤化程度級別的褐煤，然后經過密壓成型，真空吸水的方式對褐煤進行初加工，清除褐煤中的部分水分雜質。最后在褐煤中添加固化材料形成褐煤球團，使得褐煤進入到高溫爐燃燒轉化時保證強度，均勻地在高溫爐的各個倉中運送燃燒，防止裂化減少煤粉的產生。較佳地，所述固化材料采用淀粉和糖渣料。在具體的實施方式中，本發明所采用的原料褐煤為滇西南的褐煤，含水量為55%以上，揮發分為50%以上，發熱量為12-21大卡，而經過步驟(I)初加工后得到的褐煤球團的含水量為30%。
經過初加工后得到的褐煤球團進入步驟(2)高溫燃燒轉化階段，褐煤球團進入高溫爐的轉化倉，褐煤從高溫爐的進料口進入到轉化倉中，所述轉化倉由依次連接的預熱倉、 低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉組成，進入轉化倉中的褐煤球團依次進入所述轉化倉的預熱倉、低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉，所述褐煤球團進入轉化倉中后，轉化倉處于轉動狀態。由于轉化倉處理轉動裝填，進去其中的褐煤球團將隨轉化倉一起轉動，轉化倉的轉動不僅有助于褐煤球團依次進入到所述轉化倉的預熱倉、低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉，更重要地，轉化倉的轉動能夠使得褐煤球團在轉化倉的高溫燃燒轉化過程更加均勻，提高褐煤的轉化質量。所述預熱倉的溫度為200°C，所述低溫倉的溫度為500°C，所述中溫倉的溫度為900°C，所述高溫倉的溫度為1250°C，所述均化倉的溫度為1150°C，進入到轉化倉的褐煤球團，通過來自高溫倉流過的氣體，在溫度為200°C的預熱倉中得到烘干，在預熱倉中去掉20%的水分，同時褐煤的溫度可以加熱到150°C以上。經過預熱倉后的褐煤隨后進入溫度為500°C的低溫倉，進入到低溫倉中的褐煤溫度可上升到350至500°C，此時褐煤開始燃燒，部分化合物分解成可燃氣體參與燃燒，部分化合物分解成水蒸氣排出。從低溫倉排出后的褐煤進入到溫度為900°C的中溫倉，在中溫倉中，褐煤球團開始全面燃燒，化合物中的碳、 氫、氧元素全面分解。從中溫倉排出的褐煤進入到溫度為1250°C的高溫倉，在高溫倉中，褐煤的化合物中的碳全面轉化，部分CO參與煤炭共同燃燒使溫度得到短時提升。最后褐煤進入到均化倉中，受進風口冷空氣的影響均化倉的溫度比高溫倉略有下降，褐煤在均化倉中燃燒轉化后保持一段時間內高溫均化反應，最后從均化倉排出，得褐煤半成品。
將步驟(2)得到的褐煤半成品進行步驟(3)補充燃燒及炭化處理，經過步驟(2)處理后得到的褐煤半成品加入到轉化釜中，當所述褐煤半成品有未燃燒充分的，在轉化釜中對褐煤半成品繼續加熱至1150°C，使褐煤在轉化釜中繼續燃燒轉化，直至完全燃燒轉化，停止對褐煤球團的加熱，然后將轉化釜密封，使褐煤在欠氧狀態下還原炭化。當步驟(2)所得褐煤半成品中沒有未燃燒充分的，則無需對褐煤半成品繼續加熱燃燒轉化，可將步驟(2)得到的褐煤半成品加入轉化釜后，直接將轉化釜密封，使褐煤在欠氧狀態下還原炭化。最后， 將經過步驟(3)補充燃燒炭化的褐煤按照用途添加固化劑壓制成不同形狀的產品。
所述步驟(2)中所用的高溫爐的一種實施例的結構示意圖如附圖2所示，所述高溫爐包括由依次連接的預熱倉22、低溫倉24、中溫倉25、高溫倉26和均化倉28組成的轉化倉20，所述預熱倉22連接有進料口 10，所述均化倉28連接有出料口 30，褐煤通過所述進料口 10進入到預熱倉22中，受到來自高溫倉26流過的氣體作用，褐煤在預熱倉22中得到烘干，在預熱倉22中能夠去掉20%的水分，同時褐煤的溫度可以加熱到150°C以上。由于整個轉化倉20沿水平面向上傾斜6-12°，如附圖3所示，轉化倉20由下至上依次為均化倉28、 高溫倉26、中溫倉25、低溫倉24和預熱倉22，因此，進入到預熱倉22的褐煤逐漸從預熱倉 22向下滑落，褐煤依次滑落進入低溫倉24、中溫倉25、高溫倉26和均化倉28，完成上述的高溫燃燒轉化過程。
較佳地，所述高溫爐的均化倉28、高溫倉26、中溫倉25、低溫倉24和預熱倉22的長度比為3:4:5:5:6: 8。在具體的實施方式中，可將均化倉28的長度設計為15m，高溫倉26 的長度設計為20m，中溫倉25的長度設計為25m，低溫倉24的長度設計為25m，預熱倉22的長度設計為30m。
較佳地，如附圖2和3所示，所述高溫爐還設有苯萃回收倉40，所述苯萃回收倉40 可將褐煤揮發分在高溫燃燒過程中蒸發分解出來的苯萃化合物，通過除塵、吸收等作用粗體回收，增加效益。所述苯萃回收倉40的長度可根據均化倉28、高溫倉26、中溫倉25、低溫倉24和預熱倉22的長度及需要設計，在具體的實施方式中，當均化倉28的長度設計為 15m、高溫倉26的長度設計為20m、中溫倉25的長度設計為25m、低溫倉24的長度設計為 25m、預熱倉22的長度設計為30m時,苯萃回收倉40的長度可設計為40m。
較佳地，所述高溫爐還設有排煙 50，所述排煙 50可用于排放褐煤燃燒轉化過程中的廢氣，同時可用于抽風。所述排煙囪50的高度可根據需要設計，在具體的實施方式中，所述排煙囪50的高度可設計為50m。
較佳地，褐煤球團進入轉化倉20后，所述高溫爐的轉化倉20以O. 5-15轉/分鐘的轉速轉動。當所述高溫爐的轉化倉20轉動時，褐煤進入到轉化倉20中高溫燃燒轉化的過程中，褐煤隨轉化倉20 —起轉動，能夠使褐煤的高溫燃燒轉化更加均勻徹底。同時，旋轉的轉化倉20也對褐煤在轉化倉20各個倉中的轉化起到輸送作用，轉化倉20的轉速大小直接影響褐煤在轉化倉20的預熱倉22、低溫倉24、中溫倉25、高溫倉26和均化倉28中的停留時間，即褐煤在轉化倉20中的高溫燃燒轉化時間，可根據需要選擇轉化倉20的轉速，較佳地，所述轉化倉20的轉速為O. 5-15轉/分鐘。實踐中，所述高溫爐可連接有為轉化倉 20的轉動提供動力的轉動機構(圖中未畫出)，所述轉動機構配備有變速器(圖中未畫出)， 通過控制變速器控制轉速的大小，方便高效。
所述高溫爐內的溫度較高，因此爐內可用高鋁耐火材料、莫來石等材料筑成。所述高溫爐的爐內可采用耐火材料設計形成螺紋裝結構，如附圖2和3所示，更有助于褐煤在高溫爐內的高溫燃燒轉化。
褐煤從高溫爐的進料口 10進入到預熱倉22后，根據各倉的溫度參數，適應性的調整進料口 10處褐煤的進料量和空氣流量。褐煤由預熱倉22向均化倉28方向移動，高溫氣體由均化倉28向預熱倉22方向移動，褐煤原料在從預熱倉22向均化倉28移動的過程中， 一路得到加熱、燃燒，起到蒸發水分、燃燒分解、固定碳還原的系列功能作用。褐煤在高溫爐中的燃燒轉化時間由高溫爐的轉速控制。
所述步驟(3)中所用的轉化釜的一種實施例的結構示意圖如附圖4所示，所述轉化釜包括釜體60、設于所述釜體60下部的發熱管80以及設于所述發熱管80上方的交換器 90，所述釜體60的上方設有褐煤進口 70。在高溫爐中燃燒轉化后得到的褐煤半成品從轉化釜上方的褐煤進口 70進入到轉化釜中，當所述褐煤半成品有未燃燒充分的，在轉化釜中通過釜體60下部的發熱管80對褐煤半成品繼續加熱至1150°C，使褐煤在轉化釜中繼續燃燒轉化，直至完全燃燒轉化，停止對褐煤球團的加熱，使得褐煤半成品在轉化釜中得到補充燃燒轉化，保證轉化質量；然后將轉化釜密封，使褐煤在欠氧狀態下還原炭化。當步驟(2)所得褐煤半成品中沒有未燃燒充分的，則無需對褐煤半成品繼續加熱燃燒轉化，可將步驟(2) 得到的褐煤半成品加入轉化釜后，直接將轉化釜密封，使褐煤在欠氧狀態下還原炭化。一般情況下，進入到轉化釜中的褐煤半成品直接在欠氧狀態下欠氧還原即可，只有發現部分褐煤半成品未得到全面燃燒反應時，才在轉化釜中通過發熱管80對其繼續升溫補救轉化。所述褐煤半成品在轉化釜中的欠氧還原炭化過程中，轉化釜中的褐煤在釜體60及釜體60中設置的交換器90的共同作用下均勻地在一定時間內冷卻，到達恒溫狀態，在此過程中，由于轉化釜密封，褐煤處于欠氧狀態，此逐漸冷卻的過程即完成了褐煤的欠氧還原炭化，然后進入到下一個成型固化工序。
在具體的實施方式中，通過檢測步驟(2)中高溫爐轉化倉的均化倉出口的氣體來判斷經過步驟(2)處理得到的褐煤半成品是否存在未燃燒充分的部分，當檢測到均化倉出口的氣體中含有瓦斯、一氧化碳、半水煤氣等氣體時，則經過步驟(2)處理得到的褐煤半成品中存在部分未燃燒充分的情況，則進入到轉化釜中的褐煤半成品需要發熱管對其繼續升溫燃燒轉化。否則，當均化倉出口的氣體中不含有這些氣體時，則經過步驟(2)處理得到的褐煤半成品已經充分燃燒轉化，進入到轉化釜中的褐煤半成品就無需再用發熱管對其繼續升溫燃燒轉化，直接將轉化釜密封進行欠氧還原即可。
所述步驟(4)的成型固化是將燃燒炭化后的褐煤按照不同的用途，添加不同的固化劑壓制成不同形狀的產品。所述固化劑可采用淀粉、糖粉等。
實施例I
本發明褐煤提質方法與現有方法的對比
褐煤原料采用滇西南的褐煤，其水分為55%，揮發分為50%，發熱量為12-21大卡。 發明組和對比組均采用此種褐煤原料。
發明組采用本發明所述的褐煤提質方法，具體包括以下步驟
(I)將褐煤密壓成型、真空吸水，然后在褐煤中加入淀粉和糖渣料作為固化材料形成褐煤球團，所得褐煤球團的含水量為30% ；
(2)高溫燃燒轉化將步驟(I)中得到的褐煤球團加入高溫爐的轉化倉，所述高溫爐的結構如附圖2和3所示，所述轉化倉由依次連接的預熱倉、低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉組成，所述轉化倉沿水平面向上傾斜6-12°，所述預熱倉的溫度為200°C，所述低溫倉的溫度為500°C，所述中溫倉的溫度為900°C，所述高溫倉的溫度為1250°C，所述均化倉的溫度為1150°C，所述褐煤球團依次進入所述轉化倉的預熱倉、低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉，在整個過程中，轉化倉以O. 5-15轉/分鐘的轉速轉動。所用高溫爐的轉化倉中，均化倉的長度為15m，高溫倉的長度為20m，中溫倉和低溫倉的長度均為25m，預熱倉的長度為 30m,苯萃回收倉的長度為40m,排煙囪的高度為50m,所述均化倉、高溫倉、中溫倉、低溫倉和預熱倉的直徑相同，均為I. 3-4. 7m。褐煤在轉化倉中燃燒轉化后從高溫爐的出料口取出， 即得褐煤半成品；
(3)補充燃燒炭化將步驟(2)得到的褐煤半成品從轉化釜的褐煤進口加入到轉化釜中，所述轉化釜的結構如附圖4所示，將發熱管通電發熱，對進入到轉化釜中的褐煤半成品繼續升溫加熱至1150°C，使褐煤半成品繼續燃燒轉化，至燃燒轉化完全后，切斷發熱管的電源，停止對轉化釜中褐煤半成品的加熱，然后蓋上褐煤進口，將轉化釜密封，轉化釜中的褐煤在釜體及釜體中設置的交換器的共同作用下均勻地在一定時間內冷卻，到達恒溫狀態，在此過程中，由于轉化釜密封，褐煤處于欠氧狀態，此逐漸冷卻的過程即完成了褐煤的欠氧還原炭化；
(4)將步驟(3)中轉化釜中達到恒溫狀態的褐煤取出，然后根據不同的用途添加不同的固化劑，壓制成不同形狀的產品。最后，檢測所述產品的含水量、固定碳、揮發分含量以及發熱量。
對比組采用現有技術中的立窯分級靜態高溫燒制，以固定模式(立窯)的方式進行燃燒反應，在燃燒反應的過程中，立窯是不轉動的。同樣測定對比組所得產品的含水量、固定碳、揮發分含量以及發熱量，與發明組對比結果如表I所示。
表I含水量、固定碳、揮發分、發熱量對比
組別含水量(％)固定碳(％)揮發分(％)發熱量(大卡)發明組1-5%65-8010-205000-7000對比組8-1550-6035-402000-3000
由表I可知，采用本發明所述褐煤提質方法提質得到的褐煤與采用現有技術的立窯分級靜態高溫燒制方法得到的褐煤相比，含水量顯著較低，固定碳含量顯著較高，揮發分大大減少，發熱量顯著提高。因此，本發明所述褐煤提質方法能夠使化合物里面的炭質全面地轉化，各種有益指標顯著提升，有效提高了褐煤的利用價值。
本發明所述褐煤提質方法，改變了高溫爐燃燒反應的方式，現有技術都是以固定模式(立窯)的方式進行燃燒反應，而本發明采用的爐窯(轉窯)轉動技術，解決了褐煤在燃燒反應過程中不均勻的技術難題。在本發明的轉窯中，褐煤能一次性的從進料口到出料口完成褐煤的烘干，使褐煤的含水量從55%以上顯著下降到1-5%。褐煤經過高溫爐的低溫倉的與燃燒，到中溫倉的全面燃燒，炭質化合物的分解轉化，高溫倉的徹底燃燒反應轉化，基本完成了褐煤進入窯中的化學反應過程。整個過程系統的使褐煤揮發分中的45%以上轉化為固定碳，使揮發分降低固定碳提高，提高了發熱值。而轉化釜的設置能夠對從高溫爐出來的褐煤半成品進一步補救轉化，褐煤在轉化釜中可繼續加熱燃燒轉化，能夠把高溫爐產出的轉化程度未能達到要求的半成品進一步補救轉化，從而保證了所得褐煤產品的質量穩定和產量，有效地對褐煤的炭質進行了充分的轉化，實現了燃燒反應過程的最小損失，保證了褐煤的利用率，實現了工業化大規模生產的條件。
最后所應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。權利要求
1.一種褐煤提質方法，其特征在于，包括以下步驟(1)初加工根據不同煤化程度將褐煤分級、篩選，密壓成型、真空吸水，然后在褐煤中加入固化材料形成褐煤球團；(2)高溫燃燒轉化將步驟(I)中的褐煤球團加入高溫爐的轉化倉，所述轉化倉由依次連接的預熱倉、低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉組成，所述預熱倉的溫度為200°C，所述低溫倉的溫度為500°C，所述中溫倉的溫度為900°C，所述高溫倉的溫度為1250°C，所述均化倉的溫度為1150°C，所述褐煤球團依次進入所述轉化倉的預熱倉、低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉，所述褐煤球團進入轉化倉中后，轉化倉處于轉動狀態，所述褐煤球團經過高溫爐高溫燃燒轉化后，從轉化倉的均化倉排出，得褐煤半成品；(3)補充燃燒及炭化將步驟(2)得到的褐煤半成品加入到轉化釜，未充分燃燒的褐煤在轉化釜中進一步升溫燃燒轉化，至轉化完全后停止對褐煤加熱，然后將轉化釜密封，使褐煤在欠氧狀態下還原炭化；或者，將步驟(2)處理后的褐煤加入到轉化釜中，將轉化釜密封，使褐煤在欠氧狀態下還原炭化；(4)成型固化將步驟(3)得到的褐煤添加固化劑壓制成產品。
2.如權利要求I所述的褐煤提質方法，其特征在于，所述步驟(I)中的固化材料為淀粉和糖渣料。
3.如權利要求I所述的褐煤提質方法，其特征在于，所述步驟(2)中高溫爐的轉化倉沿水平面向上傾斜6-12°，所述轉化倉由下至上依次為均化倉、高溫倉、中溫倉、低溫倉和預熱倉。
4.如權利要求I或3所述的褐煤提質方法，其特征在于，所述步驟(2)中褐煤球團進入轉化倉后，轉化倉以O. 5-15轉/分鐘的轉速轉動。
5.如權利要求I所述的褐煤提質方法，其特征在于，所述步驟(2)中的均化倉、高溫倉、 中溫倉、低溫倉和預熱倉的長度比為3:4:5:5:6:8。
6.如權利要求1-5任一所述的褐煤提質方法，其特征在于，所述步驟(2)中的高溫爐還包括與所述轉化倉的預熱倉連接、用于回收褐煤揮發分在高溫燃燒過程中蒸發分解出來的苯萃化合物的苯萃回收倉。
7.如權利要求6所述的褐煤提質方法，其特征在于，所述步驟(2)中的高溫爐還包括與所述苯萃回收倉連接、用于排放褐煤燃燒轉化過程中的廢氣的排煙囪。
8.如權利要求I所述的褐煤提質方法，其特征在于，所述步驟(3)中的轉化釜包括釜體、設于所述釜體下部的發熱管以及設于所述發熱管上方的交換器，所述釜體的上方設有褐煤進口。
9.如權利要求I所述的褐煤提質方法，其特征在于，經過步驟(I)初加工得到的褐煤球團的含水量為30%。
10.一種采用如權利要求I所述方法提質得到的褐煤，其特征在于，所述褐煤的含水量為1-5%，固定碳含量為65-80%，揮發分含量為10-20%，發熱量為5000-7000大卡。
全文摘要
本發明公開一種褐煤提質方法，所述方法包括以下步驟(1)初加工將褐煤分級、篩選，密壓成型、真空吸水，然后加入固化材料形成褐煤球團；(2)高溫燃燒轉化將褐煤球團加入高溫爐的轉化倉，所述轉化倉由依次連接的預熱倉、低溫倉、中溫倉、高溫倉和均化倉組成，所述褐煤球團進入轉化倉中后，轉化倉處于轉動狀態；(3)補充燃燒及炭化將經過步驟(2)處理后的褐煤加入到轉化釜，褐煤在轉化釜中進一步升溫轉化及炭化；(4)成型固化添加固化劑壓制成產品。本發明所述褐煤提質方法，將褐煤不同的炭質化合物在不同溫度及反應時間達到理想的轉化效果，褐煤轉化完全，各種有益指標提升，有效提高了褐煤的利用價值。
文檔編號C10L9/08GK102977969SQ20121049237
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者陳賜來 申請人:陳賜來