[发明专利]煤加工方法及其用于进行该方法的设备

说明书

本发明涉及动力工程煤转化(power-engineering coal conversion)领域，特别地，涉及以煤为基础的热动力和高热量固体燃料(焦炭)的用于冶金、电力工业(power production)和其他工业中的生产。

已知很多通过拟用于高热量固体燃料(焦炭)，优选褐煤的生产的流化床技术的用于煤热处理的方法。因此，其典型的例子是煤在流化床中的热接触焦化(thermal contact coking)方法(Andryushchenko A.I.，Popov A.I.，The foundations ofDesigning Power Engineering Installations for Power Plants，Moscow：VysshayaShkola，1980.)。粉煤(fine coal)在具有流化床的设备中在550-590℃温度下进行焦化。进入到流化床中的热是通过中间载体提供的，其角色通过在反应过程中生产的焦炭执行。为此目的，焦炭的再循环部分在焦炭加热器中在煤-焦炭转化过程中形成的热解气的燃烧燃烧中被加热。这种方法的主要产品是细粒焦炭(粒径：0-3mm)。煤的热分解产生的蒸汽产品被冷凝伴随焦油和热解气的释放。

这种方法的缺点包括炼焦过程涉及多步模式(multi-stage pattern)、应用工艺流程图和应用设备的设计的固有复杂性、以及源自包含在煤的热分解的产品中的某些物质(苯酚、多环芳烃和其它物质)的毒性的和致癌活性的工艺的环境危害。

还知到一种冶金中温焦炭的生产方法(RU22857515，国际分类号C10B49/10，2005年7月29日)。该方法允许煤在800-900℃通过流化床热氧化处理生产焦炭，该床由0-15mm范围的煤颗粒组成，并且向该床提供空气。

这种方法的缺点是加入的用于处理的该煤的窄粒径分布(0-15mm)，它要求用于研磨原料煤的增加的能量消耗，以及在焦化设备出口的高焦炭温度达到了煤处理的温度(800-900℃)导致需要冷却该固体产品的复杂的多级冷却系统。

根据专利RU2209901，国际分类号C10B47/04，2005年7月27日，记载了已知用于加工固体燃料的设备，该设备包括设计(implemented)成顶部(level)、中部和底部的组合的层状的轴型结构。该顶部由加料门、气体出口管线(manifold)，一个液压锁和一个电热组件(electrical thermal assembly)组成。该中部由圆柱形壳和水套(water jacket)组成，该底部具有截锥形并由卸料组件(discharge assembly)、炉篦(grate)、用于空气或/和冷却气体供应的入口单元，以及复数个热电传感器。

其缺点是间歇操作模式和由于煤在该设备中的延长停留(几个小时)导致的低的特定(specific)生产能力，它们相组合导致每单位产品的高特别资本成本。

与本发明所要保护的设备最接近的是用于煤燃烧的带有流化床的的能量生成锅炉(power-generating boiler)(Baskakov A.P.，Matsnev V.V.and Raspopov I.V.，Boilers and Fumaces with Fluidized Bed，Moscow，Energoatomizdat，1995)。然而，该锅炉组件仅用于以以固体燃料的最小量机械欠烧来生产热能，。其另外一个缺点是灰分(ash)和矿渣废弃物的必要性导致环境污染。

本发明的目的是提高效率和简化热加工煤的方法，以及提高环境安全。

本发明的工程结果是高热量固体燃料和得自煤的热能量的生产。

上述结果通过以下步骤实现：使用粒径为0-15mm的煤作为原料，和在流化床的两个区段中连续进行煤加工，是在650-800℃下在空气流中在该第一个区段中进行热氧化处理，在第二个区段中所得焦炭通过加入的水蒸气或预冷却的烟道气被冷却。用于实施该方法的设备包括锅炉，其中该加热炉(furnace)由被隔板(barrier)分隔的两个流化床区段组成，第一区段提供以空气流，第二区段提供以水蒸气或预冷却的烟道气。