一种新疆高氯煤低温热解提质方法和提质系统与流程

本发明属于煤的清洁燃烧领域，具体涉及一种新疆高氯煤低温热解提质方法和提质系统。

背景技术：

1、由mt/t 597-1996煤中氯含量分级国家标准可知，当煤中氯含量大于0.3%时即称为高氯煤。高氯煤在直燃时腐蚀、沾污和积灰现象极为严重。如何使高氯化煤清洁、高效、安全地燃烧已成为亟待解决的问题。

2、火法提质是解决高氯煤的一种较新且优越的办法，申请号为202111603432.8的中国专利公开了一种利用两段热解提升煤的品质并将nacl分离出去的火法提质方法。此方法最大的优点在于分离掉了大部分的氯盐，能有效的改善受热面腐蚀问题，减少由气溶胶产生的pm2.5。

3、但是，通过对高氯煤的深入了解，在热解过程中煤中氯的释放共分为三步，分别是：在200~400℃时以hcl释放，在500℃左右部分有机氯的释放，以及在700℃以上时无机氯的释放（见图2）。因此，上述专利共有两大缺陷，一：中低温热解以及二次高温热解使得煤中挥发分大量析出，降低了焦炭产量，使得应用在锅炉燃烧时性价比不高。由图1可知，当热解温度为350℃时焦炭产率约为87.6%，但当热解温度为650℃时，焦炭产率仅为65.5%。为提高焦炭产量，应尽可能的控制其热解温度。二：在中低温热解过程中忽视了存在于煤中空隙的氯以hcl释放，导致其所谓的不含氯盐的热解气仍含有氯，对后续的燃烧炉、回转炉外筒等多个设备造成腐蚀。

4、新疆沙尔湖高氯煤的氯含量远大于高氯盐的标准0.3%，高达1%，沙尔湖高氯煤中的氯有三种存在形态，一是存在于煤间隙的氯，该氯含量占总氯含量的10-20%，该种形态的氯从200℃开始以氯化氢的形式释放；二是有机氯，该氯含量占总氯含量的5%左右，有机氯的种类较多，既包括低沸点的小分子氯，如氯苯、氯甲苯等物质，沸点在200℃以下，还有高沸点的大分子氯，如二恶英等物质，沸点在500℃以上，因此有机氯的释放温度不确定，且释放形态也不一定是氯化氢；三是无机氯，该氯含量占总氯含量的80%左右，热解释放温度一般在700℃以上。想要尽可能的除去新疆高氯煤中的氯就必须针对高氯煤中氯的赋存形态入手，相关的氯迁徙与氯转化是解决该问题的良策。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，低温过程中会释放的hcl对后续的燃烧炉、回转炉外筒等多个设备造成腐蚀，以及有机氯复杂的释放温度和释放形态问题，本发明提供一种新疆高氯煤的低温热解提质方法及系统，既可以保证不含氯焦炭的产量，又可以提高高氯煤的除氯率。

2、本发明的目的是以下述方式实现的：

3、一种新疆高氯煤低温热解提质方法，包括以下步骤，首先，将高氯煤破碎，与添加剂混合，搅拌均匀，所述添加剂为碱金属氧化物，添加剂的用量为高氯煤质量的3%-5%；其次，将高氯煤与添加剂的混合物放入回转热解炉中，加热至300-350℃热解；然后，将不含氯盐的热解气和含氯焦炭进行气固分离，热解气与空气一起进入热解气燃烧炉燃烧产生高温烟气，返回回转热解炉外筒，含氯焦炭通过水洗和干燥，得到不含氯焦炭。

4、所述碱金属氧化物为cao和/或na2o。

5、高氯煤粒径小于1cm。

6、水洗温度不低于60℃，水洗时伴随搅拌；干燥温度为180-220℃。

7、一种新疆高氯煤低温热解提质系统，包括混合罐、回转热解炉、气固分离装置、热解气燃烧炉、水洗装置和干燥炉，回转热解炉包括互不连通的内筒和外筒，混合罐（1）出料口与回转热解炉的内筒连通，回转热解炉的内筒的出料口与气固分离装置的进料口连通，气固分离装置的气体出口连通热解气燃烧炉，热解气燃烧炉连通回转热解炉的外筒，气固分离装置的固体出口连通水洗装置，水洗装置连接干燥炉。

8、热解气燃烧炉连接稳燃设备。

9、回转热解炉的外筒外部设置冷风控温装置和/或循环控温装置。

10、回转热解炉的外筒连通干燥炉，干燥炉连接水洗装置，回转热解炉的外筒与干燥炉的通路上设置引风机。

11、水洗装置连接尾气处理系统。

12、热解气燃烧炉分别连接水洗装置和/或干燥炉。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、1、本发明利用新疆高氯煤与碱金属添加剂共低温热解，将煤间隙的氯离子、无机氯以及有机氯这三种赋存形态的氯统一转化为易溶于水的nacl/cacl2等物质，除氯效果绝佳，可除去高氯煤中98%以上的氯，提质后煤的品质也可得到保障。

15、2、本发明利用与添加剂共低温热解再水洗的方法，保证了焦炭的产量及热值，减少了二恶英产生的危害，实现锅炉的安全、清洁和高效的燃烧。

16、3、本发明更进一步的减少热解气中的氯含量，保障了热解气以及后续烟气的纯净性，实现了烟气的余热梯度利用和清洁排放。

17、4、本发明有效防止了由氯引起的受热面腐蚀和沾污问题，同时也减少了直排到大气中的由气溶胶产生的pm2.5，减少污染环境，保护人体健康。

技术特征：

1.一种新疆高氯煤低温热解提质方法，其特征在于：包括以下步骤，首先，将高氯煤破碎，与添加剂混合，搅拌均匀，所述添加剂为碱金属氧化物，添加剂的用量为高氯煤质量的3%-5%；其次，将高氯煤与添加剂的混合物放入回转热解炉中，加热至300-350℃热解；然后，将不含氯盐的热解气和含氯焦炭进行气固分离，热解气与空气一起进入热解气燃烧炉燃烧产生高温烟气，返回回转热解炉外筒，含氯焦炭通过水洗和干燥，得到不含氯焦炭。

2.根据权利要求1所述新疆高氯煤低温热解提质方法，其特征在于：所述碱金属氧化物为cao和/或na2o。

3.根据权利要求1所述新疆高氯煤低温热解提质方法，其特征在于：高氯煤粒径小于1cm。

4.根据权利要求1所述新疆高氯煤低温热解提质方法，其特征在于：水洗温度不低于60℃，水洗时伴随搅拌；干燥温度为180-220℃。

5.一种新疆高氯煤低温热解提质系统，其特征在于：包括混合罐（1）、回转热解炉（2）、气固分离装置（4）、热解气燃烧炉（5）、水洗装置（7）和干燥炉（8），回转热解炉（2）包括互不连通的内筒（21）和外筒（22），混合罐（1）出料口与回转热解炉的内筒（21）连通，回转热解炉的内筒（21）的出料口与气固分离装置（4）的进料口连通，气固分离装置（4）的气体出口连通热解气燃烧炉（5），热解气燃烧炉（5）连通回转热解炉的外筒（22），气固分离装置（4）的固体出口连通水洗装置（7），水洗装置（7）连接干燥炉（8）。

6.根据权利要求5所述新疆高氯煤低温热解提质系统，其特征在于：热解气燃烧炉（5）连接稳燃设备（6）。

7.根据权利要求5所述新疆高氯煤低温热解提质系统，其特征在于：回转热解炉的外筒（22）外部设置冷风控温装置（9）和/或循环控温装置（10）。

8.根据权利要求5所述新疆高氯煤低温热解提质系统，其特征在于：回转热解炉的外筒（22）连通干燥炉（8），干燥炉（8）连接水洗装置（7），回转热解炉的外筒（22）与干燥炉（8）的通路上设置引风机（11）。

9.根据权利要求5所述新疆高氯煤低温热解提质系统，其特征在于：水洗装置（7）连接尾气处理系统。

10.根据权利要求5所述新疆高氯煤低温热解提质系统，其特征在于：热解气燃烧炉（5）分别连接水洗装置（7）和/或干燥炉（8）。

技术总结本发明公开一种新疆高氯煤低温热解提质方法和提质系统，体制方法包括：首先，将高氯煤破碎，与添加剂混合，搅拌均匀，所述添加剂为碱金属氧化物，添加剂的用量为高氯煤质量的3%‑5%；其次，将高氯煤与添加剂的混合物放入回转热解炉中，加热至300‑350℃热解；然后，将不含氯盐的热解气和含氯焦炭进行气固分离，热解气与空气一起进入热解气燃烧炉燃烧产生高温烟气，返回回转热解炉外筒，含氯焦炭通过水洗和干燥，得到不含氯焦炭。利用新疆高氯煤与碱金属添加剂共低温热解，将煤间隙的氯离子、无机氯以及有机氯这三种赋存形态的氯统一转化为易溶于水的氯化钠/氯化钙等物质，除氯效果绝佳，可除去高氯煤中98%以上的氯，提质后煤的品质也可得到保障。技术研发人员：马江东,张兰,王学斌,王凤琴,马道洋,胡中发,张占奎,朱丽华,桑清莲受保护的技术使用者：河南省锅炉压力容器检验技术科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/2/1