使用高温烟气作低阶煤提质补充燃料的方法

摘要

本发明公开了一种使用高温烟气作低阶煤提质补充燃料的方法，包括如下步骤：1)将低阶煤型煤燃烧产生的高温含氧烟气经过除尘后作为氧化剂和补充热源与低阶煤提质过程中产生的低热值气体混掺进行燃烧，使低热值气体充分燃尽，高温烟气和低热值气按供热比1∶4的比例进行混掺；2)通过混掺燃烧后生成氧含量小于1％的乏氧热气体；3)将所述乏氧热气体循环作为低阶煤低温干馏提质的热源。本发明就地利用褐煤产地资源代替LNG或LPG高热值气体燃料，节约大量生产成本，降低对高热值气需求；此外，本发明作为辅助燃料点燃并与气载体褐煤低温干馏低热值煤气充分燃烧，将燃烧后的乏氧热气体作为褐煤低温干馏热源，实现资源重复利用，避免浪费和环境污染。

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用高温烟气作低阶煤提质补充燃料的方法。

背景技术

我国是世界上少数能源消耗以煤为主的国家，受国际原油价格不断攀升，寻找石油替代品的步伐也在加快。油贵煤廉，受“煤制气”、“煤制油”、“煤制甲醇”高额利润的诱惑，各路资本纷纷进军煤气化和液化行业。由于煤气化和液化领域进入门槛比较高，技术难度高，资金投入大，存在巨大资源浪费风险；同时煤气化和液化领域是一个高耗水、高能耗和高排放的项目，而我国水资源与煤炭分布呈逆向分布；因此在选择项目时要考虑“量力而行”和“量水而行”。

低阶煤的干燥和低温热解技术一方面技术难度较低，投资较少，并且有较为成熟的工业参考经验；另一方面项目耗水、耗能较低，排放环保，并且产品高附加值、燃烧效率高、燃烧环保；近年来成为低阶煤综合利用的发展热点。而使用热气体作为热载体对低阶煤，特别是褐煤进行低温热解提质早在上世纪初就开始发展，上世纪80年代众多技术纷纷建立自己的工业示范装置，而在本世纪已经逐步发展成为成熟的工业化技术。

褐煤由于挥发份大、活性高，对加热气体含氧量要求极高，特别是干馏过程，一般要求含氧量在1％以下，使用燃煤热烟气是很难满足要求，虽然使用LNG或LPG可以满足，但是针对我国多煤少油的国情，特别是我国褐煤产地的实际情况而言是一种很大能源浪费，而热解尾气中含有一定量的可燃组分，直接排放会污染环境、浪费能源，然而由于其热值偏低，正常情况下很难将其点燃燃尽使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种使用高温烟气作低阶煤提质补充燃料的方法，该方法能够大大降低生产成本。

为了解决上述问题，本发明提供的一种使用高温烟气作低阶煤提质补充燃料的方法包括如下步骤：

1)将低阶煤型煤燃烧产生的高温含氧烟气经过除尘后作为氧化剂和补充热源与低阶煤提质过程中产生的低热值气体混掺进行燃烧，使低热值气体充分燃尽，高温烟气和低热值气按供热比1∶4的比例进行混掺；

2)通过混掺燃烧后生成氧含量小于1％的乏氧热气体；

3)将所述乏氧热气体循环作为低阶煤低温干馏提质的热源。

优选地，所述高温含氧烟气的出口烟气温度控制在700～900℃。

优选地，所述高温含氧烟气的含氧量控制在9～10％。

本发明具有如下优点：

1、就地利用褐煤产地资源代替LNG或LPG高热值气体燃料，节约大量生产成本，降低对高热值气需求；

2、作为辅助燃料点燃并与气载体褐煤低温干馏低热值煤气充分燃烧，将燃烧后的乏氧热气体作为褐煤低温干馏热源，实现资源重复利用，避免浪费和环境污染；

3、解决燃煤高温热烟气作为热载体气体时含氧太高的技术难题。

附图说明

图1为本发明使用的装置的结构示意图。

1-鼓风风机

2-型煤炉

3-旋风分离器

4-鼓风风机

5-气体燃烧炉

6-燃烧器

7-鼓风风机

8-引风风机

具体实施方式

如图1所示，型煤在型煤炉2中燃烧产生高温含氧烟气，高温烟气通过旋风分离器3除尘后进入燃烧器6与低热值气体混掺并被点燃，在气体燃烧炉5内充分燃烧产生大量乏氧热气体，高温烟气和低热值气按供热比1∶4的比例进行混掺。通过引风风机8将产生的乏氧热气体进入干馏反应器为褐煤低温干馏提质提供热源。通过鼓风风机1、鼓风机4和鼓风风机7协调控制热气体中含氧量和低热值气燃烧状态。

实施例1

使用内蒙古锡林浩特褐煤为原料的低位发热量约为2512大卡/千克的褐煤型煤作为型煤炉燃料，低热值气热值约为360大卡/千克，温度88℃，具体成分见表1，燃烧量为1000吨/天。表2为出口乏氧热气体含氧量为0.75％具体参数。表3为型煤和使用LNG消耗成本比较。

表1热解气气体成分

  气体  N₂  O₂  CO₂  CO  CH₄  NCHC  H₂  体积比  50.7％  0  24.6％  2.4％  1.2％  1.3％  0.006％  气体  H₂S  SO₂  NH₃  NO  Ar  H₂O  体积比  0.13％  0.67％  0.025％  0.013％  0.86％  18.1％

表2出口乏氧热气体含氧量为0.75％具体参数

  褐煤炉负荷  MW  10.2

  褐煤低位发热值  kJ/kg  14000  褐煤消耗量  kg/h  2619.3  型煤中添加剂质量分数  n₁  0.25  型煤中褐煤质量分数  n₂  0.75  型煤低位发热量  kJ/kg  10499  型煤消耗量  kg/h  2951  型煤燃烧烟气量  Nm³/h  27756.3  烟气中O₂体积分数  0.101  型煤炉出口烟气温度  ℃  790  低热值热解气热值  Kcal/Nm³  361.3  低热值气额定体积流量  Nm³/h  31287.000  两种气体掺混燃烧后烟气体积流量  Nm³/h  57979.2  烟气中O₂体积分数  0.75  掺混燃烧后烟气总质量流量  kg/h  79110.3  掺混燃烧绝热燃烧温度  ℃  1160

表3低阶煤型煤和使用LNG消耗成本比较

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。