改性煤製造設備的製作方法

2023-09-17 04:40:40

改性煤製造設備的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種可以不降低改性煤的生產量的前提下高效地除去焦油的改性煤製造設備。該改性煤製造設備具備：生成加熱氣體(11)的燃燒爐(124)、向燃燒爐供給在乾餾裝置(121)中產生的乾餾氣體(14)的乾餾氣體供給管(101)、接收在燃燒爐中生成的加熱氣體的一部分並使該加熱氣體進行熱交換而生成廢熱氣體(13)的蒸氣發生器(125)、向乾餾氣體供給管供給廢熱氣體和在乾餾裝置(121)中由加熱氣體對乾燥煤進行間接加熱而形成的低溫加熱氣體(12)的排氣管(52)、廢熱氣體進送管(54)、混合氣體進送管(55)、鼓風機(126)、混合氣體供給管(56)、混合氣體分支管(102)、流量調節閥(103)、混合氣體連接管(104)。
【專利說明】改性煤製造設備

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種改性煤製造設備，在應用於對褐煤或次煙煤等之類的多孔且水分 含量多的低品位煤（低質煤）進行改性的情況下尤其有用。

【背景技術】
[0002] 像褐煤或次煙煤等那樣的多孔且水分含量多的低品位煤（低質煤）由於每單位重 量的發熱量低，因此通過進行加熱處理而使之乾燥，來提高每單位重量的發熱量。
[0003] 作為進行此種低品位煤的改性的改性煤製造設備，例如有如下的設備，即，具備： 利用加熱氣體將低品位煤間接地加熱而乾餾的間接加熱方式的乾餾裝置、將所述乾餾裝置 中產生的乾餾氣體經由乾餾氣體供給管供給並將該乾餾氣體等燃燒而生成所述加熱氣體 的燃燒爐。
[0004] 雖然上述的乾餾氣體由低沸點成分構成，然而由於在較高溫度下處理所述低品位 煤，因此會伴隨有高沸點成分的焦油（乾餾油）。當所述乾餾氣體被冷卻時，所述焦油就會 附著在該乾餾氣體所流通的管道等的壁面上。當焦油的附著量變多時，就有可能產生堵塞 所述管道等問題，因此開發出了各種除去所述焦油的技術。
[0005] 例如，在下述的專利文獻1中，公開過如下的去焦方法，S卩，利用將空氣用水蒸 氣或惰性氣體稀釋而將氧濃度調節為3體積％?21體積％、並且將溫度調節為350°C? 500°C的氣體，將附著於管內的焦炭燃燒除去。
[0006] 在下述的專利文獻2中，公開過如下的藉助外熱爐的處理物的熱分解處理方法， 艮P，通過向外熱爐的內筒內供給含有氧的氣體，而使因熱分解而生成的處理物中的有機物 的碳化物或可燃性氣體燃燒，由此升高熱分解氣體的溫度，防止其液化或固化。
[0007] 在先技術文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本特開平5-188653號公報（例如參照段落[0013]、[0017]等） [0010] 專利文獻2 :日本特開2004-3738號公報（例如參照段落[0011]、[0014]、[0015] 等）
[0011] 但是，如果將上述的專利文獻1中記載的去焦方法應用於上述的改性煤製造設備 中，則必須在將乾餾裝置自身停止的狀態下實施去焦，或者將從乾餾裝置向燃燒爐供給幹 餾氣體的管道設為2個系統，在將1個系統停止的狀態下實施去焦，從而會因設備的運轉率 降低、大型化等而使改性煤的生產成本增加。也就是說，無法高效地除去焦油。
[0012] 另外，雖然通過將調節了氧濃度的氧濃度調節氣體直接向所述乾餾氣體供給管供 給，可以將運轉中產生的焦油燃燒而抑制該焦油向乾餾氣體供給管上的附著，然而如果意 圖由空氣或惰性氣體（氮氣或水蒸氣）來製造所述氧濃度調節氣體，則需要用於該目的的 裝置，從而會因該裝置而使改性煤的生產成本增加。另外，為了與所述焦油反應而必須事先 將所述氧濃度調節氣體升溫，從而需要追加能量。也就是說，無法高效地除去焦油。
[0013] 由於在上述的專利文獻2中記載的藉助外熱爐的處理物的熱分解方法中，將因熱 分解而生成的處理物的有機物的碳化物自身燃燒，因此如果將該方法應用於改性煤製造設 備的乾餾裝置中，就會降低改性煤的生產量。


【發明內容】

[0014] 基於以上的情況，本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在於，提供能夠在 不降低改性煤的生產量的前提下高效地除去焦油的改性煤製造設備。
[0015] 解決上述問題的第一發明的改性煤製造設備，其特徵在於，是具備使煤乾燥的幹 燥機構、將乾燥了的所述煤利用加熱氣體間接加熱而乾餾的間接加熱式乾餾機構、和將幹 餾了的所述煤冷卻的冷卻機構的改性煤製造設備，所述改性煤製造設備還具備：加熱氣體 生成機構，其生成所述加熱氣體；乾餾氣體供給機構，其向所述加熱氣體生成機構供給在所 述間接加熱式乾餾機構中產生的乾餾氣體；廢熱氣體生成機構，其接收在所述加熱氣體生 成機構中生成的所述加熱氣體的一部分，使該加熱氣體進行熱交換而生成廢熱氣體；混合 氣體供給機構，其向所述乾餾氣體供給機構供給所述廢熱氣體和在所述間接加熱式乾餾機 構中由所述加熱氣體對所述煤進行間接加熱而形成的低溫加熱氣體。
[0016] 解決上述問題的第二發明的改性煤製造設備是上述的第一發明的改性煤製造設 備，其特徵在於，還具備氣體溫度測量機構，其設於所述乾餾氣體供給機構中，用以測量氣 體溫度，所述混合氣體供給機構具備：氣體流量調節機構，其調節向所述乾餾氣體供給機構 供給的所述廢熱氣體和所述低溫加熱氣體的流量；和控制機構，其基於由所述氣體溫度測 量機構測量出的所述氣體溫度來控制所述氣體流量調節機構。
[0017] 發明效果
[0018] 根據本發明的改性煤製造設備，可以將低溫加熱氣體和廢熱氣體向乾餾氣體供給 機構供給。這樣，即使在乾餾氣體供給機構內乾餾氣體被冷卻而產生焦油（乾餾油）的液 化或固化，也可以利用所述低溫加熱氣體和所述廢熱氣體，氧濃度約成為1?2%左右，將 所述焦油氧化分解。其結果是，焦油輕質化，可以防止焦油向構成乾餾氣體供給機構的管道 等的壁面上的附著。另外，由於在將焦油輕質化時產生的輕質氣體發生燃燒，因此乾餾氣體 的溫度升高，可以防止焦油向構成乾餾氣體供給機構的管道等的壁面上的附著。可以不停 止裝置地將焦油氧化分解，與停止裝置後將焦油氧化分解的設備相比，可以提高設備的運 轉率。也就是說，可以高效地除去焦油。乾餾氣體與低溫加熱氣體及廢熱氣體的溫度大致 相同，不需要低溫加熱氣體及廢熱氣體的預熱，因而節能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是本發明的改性煤製造設備置的主要的實施方式的整體結構簡圖。
[0020] 其中，1低品位煤，2乾燥煤，3乾餾煤，4改性煤，11加熱氣體12低溫加熱氣 體，13廢熱氣體，14乾餾氣體，51加熱氣體進送管，52排氣管，53加熱氣體分支管，54 廢熱氣體進送管，55混合氣體進送管，56混合氣體供給管，101乾餾氣體供給管，102混 合氣體分支管，103流量調節閥，104混合氣體連接管，105氣體溫度測量器，106控制裝 置，111乾燥裝置，121乾餾裝置，122內筒，123外筒，124燃燒爐，125蒸氣發生器，126 鼓風機，127廢氣處理器，131冷卻裝置

【具體實施方式】
[0021] 基於附圖對本發明的改性煤製造設備的實施方式進行說明。
[0022] [主要的實施方式]
[0023] 基於圖1對本發明的改性煤製造設備的主要的實施方式進行說明。
[0024] 如圖1所示，首先，將褐煤、次煙煤等低品位煤1從未圖示的料鬥等向作為使該低 品位煤1乾燥的乾燥機構的乾燥裝置111供給。乾燥裝置111的送出口與將乾燥煤2乾餾 的乾餾裝置121的接收口 122a相連。乾餾裝置121的送出口 122b與作為將乾餾煤3冷卻 的冷卻機構的冷卻裝置131的接收口相連。
[0025] 乾餾裝置121具有內筒122和覆蓋內筒122的外筒123。向外筒123供給後述的 加熱氣體11。這樣，就會將供給到內筒122內的乾燥煤2間接地加熱而乾餾，生成乾餾煤 3。也就是說，乾餾裝置121是成為熱源的高溫氣體（加熱氣體）與低品位煤1不直接接觸 的間接加熱方式的裝置，例如為外熱式爐等，形成間接加熱式乾餾機構。
[0026] 乾餾裝置121的內筒122的氣體排出口經由乾餾氣體供給管101與燃燒爐124的 氣體接收口相連。這樣，就可以將因乾餾而生成的含有氣體狀的焦油（乾餾油）的乾餾氣 體14向燃燒爐124的氣體接收口供給。還向燃燒爐124的氣體接收口供給天然氣等燃料 (未圖示）。燃燒爐124將乾餾氣體14及天然氣等的燃料燃燒而生成加熱氣體11。也就是 說，燃燒爐124形成加熱氣體生成機構。燃燒爐124的氣體排出口經由加熱氣體進送管51 與乾餾裝置121的外筒123的氣體接收口相連。
[0027] 加熱氣體進送管51經由加熱氣體分支管53與蒸氣發生器125的氣體接收口相 連。蒸氣發生器125形成廢熱氣體生成機構，其因加熱氣體11與水熱交換而產生蒸氣，生 成廢熱氣體13。蒸氣發生器125的氣體排出口經由廢熱氣體進送管54與後述的排氣管52 相連。
[0028] 乾餾裝置121的外筒123的氣體排出口經由排氣管52與廢氣處理器127的氣體 接收口相連，所述廢氣處理器127是將由所述加熱氣體11將內筒122加熱而產生的低溫加 熱氣體12、以及廢熱氣體13淨化的廢氣淨化機構。而且，低溫加熱氣體12及廢熱氣體13 由廢氣處理器127淨化處理後向體系外排出。
[0029] 排氣管52經由混合氣體進送管55與鼓風機126的氣體接收口相連。鼓風機126 的氣體排出口經由混合氣體供給管56與燃燒爐124的氣體接收口相連。混合氣體供給管 56與混合氣體分支管102相連。混合氣體分支管102經由流量調節閥103與混合氣體連接 管104相連。混合氣體連接管104與乾餾氣體供給管101相連。
[0030] 在乾餾氣體供給管101中，設有測量管內的氣體溫度的作為氣體溫度測量機構的 氣體溫度測量器105。氣體溫度測量器105按照能夠將測量出的氣體溫度向控制流量調節 閥103的閥開度的作為控制機構的控制裝置106發送的方式與該控制裝置106連接。
[0031] 排氣管52、廢熱氣體進送管54、混合氣體進送管55、鼓風機126、混合氣體供給管 56、混合氣體分支管102、流量調節閥103、混合氣體連接管104等構成混合氣體供給機構。
[0032] 在如此構成的本實施方式的改性煤製造設備中，當將低品位煤1投入所述料鬥內 時，該料鬥就會將常溫的低品位煤1向乾燥裝置111每次定量地供給。通過將向乾燥裝 置111供給的低品位煤1用來自未圖示的乾燥用燃燒器的乾燥用的燃燒氣體（約150? 300°C )加熱到約200°C來除去水分，而變為乾燥煤2,移送到乾餾裝置121的內筒122內。 通過將移送到乾餾裝置121的乾燥煤2用來自燃燒爐124的加熱氣體11 (氣體溫度：約 1050°C、氧濃度：約2?3% )間接地加熱來乾餾，而去掉含有氣體狀的焦油的乾餾氣體14 等成分，變為乾餾煤3,進送到冷卻裝置131。通過將進送到冷卻裝置131的乾餾煤3冷卻 到約50°C，而形成改性煤4。
[0033] 另一方面，將燃燒爐124中生成的加熱氣體11 (氣體溫度：約1050°C、氧濃度：約 2?3% )經由加熱氣體進送管51進送到乾餾裝置121的外筒123。在外筒123內被用於 內筒122的加熱的加熱氣體11變為低溫加熱氣體12 (氣體溫度：約350°C、氧濃度：約2? 3% )。將低溫加熱氣體12進送到排氣管52。另外，將加熱氣體11經由加熱氣體進送管 51、加熱氣體分支管53進送到蒸氣發生器125。蒸氣發生器125中被用於水蒸氣的產生的 加熱氣體11變為廢熱氣體13 (氣體溫度：約350°C、氧濃度：約2?3% )。將廢熱氣體13 經由廢熱氣體進送管54進送到排氣管52。
[0034] 將低溫加熱氣體12和廢熱氣體13的一部分供給到廢氣處理器127。低溫加熱氣 體12和廢熱氣體13由廢氣處理器127淨化處理後向體系外排出。另外，將低溫加熱氣體 12和廢熱氣體13的餘部（氣體溫度：約350°C、氧濃度：約2?3% )經由混合氣體進送管 55進送到鼓風機126。
[0035] 將進送到鼓風機126的低溫加熱氣體12和廢熱氣體13的一部分經由混合氣體供 給管56向燃燒爐124供給。另外，將進送到鼓風機126的低溫加熱氣體12和廢熱氣體13 的餘部（氣體溫度：約350°C、氧濃度：約2?3% )經由混合氣體分支管102、流量調節閥 103、混合氣體連接管104向乾餾氣體供給管101供給。
[0036] 流量調節閥103的閥開度由控制裝置106基於利用氣體溫度測量器105測量出的 氣體溫度控制。控制裝置106例如如下所示地調節，S卩，當利用氣體溫度測量器105測量 出的氣體溫度為400°C以上時，就會打開流量調節閥103而使其開度變大，當所述氣體溫度 大於550°C時，就會縮小流量調節閥103。這樣，就會形成將低溫加熱氣體12及廢熱氣體 13 (氧濃度：約2?3% )與乾餾氣體14 (氣體溫度：約400°C、氧濃度：0% )混合了的混合 氣體，將該混合氣體中的氧濃度調節為約1?2%左右。其結果是，將氣體狀的焦油（乾餾 油）氧化分解（去焦），使該焦油輕質化，從而可以防止所述焦油向乾餾氣體供給管101上 的附著。另外，由於將所述焦油輕質化而變為輕質氣體，該輕質氣體發生燃燒，因此可以防 止氣體溫度的降低。這樣，就可以防止所述焦油向乾餾氣體供給管101上的附著。即，通過 基於乾餾氣體供給管101內的氣體溫度，調節向乾餾氣體供給管101供給的低溫加熱氣體 12和廢熱氣體13的量，就會在焦油將要附著於乾餾氣體供給管101內的壁面的時刻進行去 焦，從而可以高效地除去焦油。
[0037] 所以，根據本實施方式的改性煤製造設備，通過將低溫加熱氣體12和廢熱氣體13 向乾餾氣體供給管101內供給，而將乾餾氣體供給管101內的氣體12、13、14中的氧濃度調 節為約1?2%左右，並通過將乾餾氣體14中所含的焦油（乾餾油）氧化分解（去焦）而 將該焦油輕質化，就可以防止所述焦油向乾餾氣體供給管101上的附著。
[0038] 另外，由於在所述焦油輕質化時產生的輕質氣體發生燃燒，因此乾餾氣體14的溫 度升高，可以防止所述焦油向乾餾氣體供給管101等的壁面上的附著。乾餾氣體14與低溫 加熱氣體12及廢熱氣體13的溫度大致相同，不需要低溫加熱氣體12及廢熱氣體13的預 熱，因而節能。此外，可以不停止裝置地除去焦油，與停止裝置後除去焦油的設備相比，可以 提高設備的運轉率。也就是說，可以高效地除去焦油。
[0039] 本發明的改性煤製造設備由於可以不降低改性煤的生產量的前提下高效地除去 焦油，因此在各種產業中可以極為有益地利用。
【權利要求】
1. 一種改性煤製造設備，其特徵在於，具備使煤乾燥的乾燥機構、將乾燥了的所述煤利 用加熱氣體間接加熱而乾餾的間接加熱式乾餾機構、將乾餾了的所述煤冷卻的冷卻機構， 所述改性煤製造設備還具備： 加熱氣體生成機構，其生成所述加熱氣體； 乾餾氣體供給機構，其向所述加熱氣體生成機構供給在所述間接加熱式乾餾機構中產 生的乾餾氣體； 廢熱氣體生成機構，其接收在所述加熱氣體生成機構中生成的所述加熱氣體的一部 分，使該加熱氣體進行熱交換而生成廢熱氣體；以及 混合氣體供給機構，其將所述廢熱氣體、以及在所述間接加熱式乾餾機構中由所述加 熱氣體對所述煤進行間接加熱而形成的低溫加熱氣體向所述乾餾氣體供給機構供給。
2. 根據權利要求1所述的改性煤製造設備，其特徵在於， 還具備氣體溫度測量機構，其設於所述乾餾氣體供給機構中，測量氣體溫度， 所述混合氣體供給機構具備：氣體流量調節機構，其調節向所述乾餾氣體供給機構供 給的所述廢熱氣體和所述低溫加熱氣體的流量；和控制機構，其基於由所述氣體溫度測量 機構測量的所述氣體溫度來控制所述氣體流量調節機構。
【文檔編號】C10B57/10GK104066823SQ201380005984
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年2月21日 優先權日:2012年2月24日
【發明者】中川慶一, 大本節男, 佐藤文昭, 佐藤淳 申請人:三菱重工業株式會社