1.对成型褐煤进行温度分级分段提质的装置及方法

1.本发明应用于褐煤提质加工利用领域，具体涉及一种成型褐煤温度分级分段提质装置及方法。

背景技术：

2.目前褐煤提质加工利用技术主要分为非蒸发脱水提质技术、成型提质技术、热解提质技术三大类。其中，非蒸发脱水提质技术和成型提质技术仅去除褐煤中的水分，不去除挥发分，热值提高有限。需要高温高压环境等问题；热解提质技术虽然可以分析褐煤中的水分和挥发物，得到质量好的气体、焦油和固体燃料，但其粉尘率高，重焦油粘度高，挥发物热。气固分离困难。

3.该装置采用分级温度分段调节的方法，对褐煤进行多级加工利用，可实现褐煤规模化提质、加工利用，成本低、效率高、环保性好、工艺简单。 .

技术实施要素：

4.基于上述现状，本发明提供了一种成型褐煤的温度分级和分段提质装置及方法，其目的是实现低成本、高效、良好的褐煤规模化开采。环保褐煤提质电伴热，工艺简单。优质加工利用。

5.一种异型褐煤分级升温分段提质装置及方法，其主要特点是：该装置为立式炉结构，自上而下为干燥段，低温无氧提质段干燥段下端嵌入低温厌氧提质段上端内部空间，低温厌氧提质段下端嵌入低温厌氧提质段上端内部空间冷却部分。提质段内设置换热管和废气收集管，冷却段内设置气体收集管；该装置还有辅助设备：烟气混合装置、烟温控制装置、密封排放装置，其中，烟气混合装置烟气管分别与干燥段供热管和低温厌氧提质段换热管连接。烟气控温装置通过烟气管道与烟气混合装置连接，冷却段安装密封排放装置。在出料端，工艺流程为：

6.一个。一定形状的成型褐煤自上而下依次通过干燥段、低温厌氧提质段、冷却段。在干燥段，由加热管间接提供热量，对成型褐煤进行干燥。，将形成的褐煤的外层水和部分内层水分离出来，将分离出的水蒸气收集起来抽走；

7.b. 在低温厌氧提质段，通过换热管间接提供热量对成型褐煤进行提质，分析成型褐煤的挥发形成废气。废气被收集抽走，剩余的固体物质形成高热值的高阶煤；

8.c. 在冷却段，热的高阶煤被自产的冷气冷却，冷却后的高阶煤通过密闭排放装置排出，完成热交换的气体被收集抽走，然后循环冷却以供重复使用；

9.d. 上述过程中，外热烟气首先进入低温厌氧改质段的换热管，然后流出换热管，进入烟气混合装置，再进入干燥段中的热量。供气管，烟气混合装置中的烟气由烟气温度控制装置调节，以满足干燥段的温度要求。

10.使用本发明的上述装置，在本发明的装置中，对一定形状的成型褐煤的温度进行阶段性调节。

褐煤的外水、内水和挥发物被分离出来，剩余的固体物质形成热值高、具有一定粒度的高阶煤。，向本发明装置的干燥段提供热烟气，在低温厌氧提质段通过间接热交换提供热量。本发明装置的冷却段采用自产冷气进行干冷，避免了湿冷的有害废水。本发明装置可实现大规模褐煤提质加工利用的目的，成本低、效益高、环保好、工艺简单。

11.进一步的技术方案是将干燥段自上而下分为进料通道1、干燥区、出料通道1、进料通道1与外壳的连接处。干燥部分。其间形成水汽通道，水汽通道与外部水汽管道相连；烘干区温度低于200℃，加热管在烘干区多层多角度安装。供热管与混合热烟气入口管连接；出料通道1为低温厌氧改质段进料通道2，工艺流程为：

12.一个。形成的褐煤依次通过进料通道1、干燥区和出料通道1。在干燥区<200℃的干燥环境下，外部水和部分内部水沉淀，形成清洁的水蒸气，水蒸气通过水蒸气通道收集到外部水蒸气管道中，并排出用于净化；

13.b. 来自烟气混合装置的混合热烟气通过混合烟气入口管进入干燥区加热管进行间接加热，加热后的烟气通过烟气出口管排出。

14.采用上述技术方案，在本发明装置的干燥段中，形成的褐煤的外层水和部分内层水被沉淀出来，而挥发物等有害物质没有沉淀出来。在这个阶段，所以形成的水蒸气为：清洁水蒸气，水蒸气通过水蒸气通道被收集并收集到水蒸气管道中，最后冷却成干净的液态水，不产生废水，环保保护好；干燥段的干燥热是由烟气混合装置的混合热产生的。烟气通过供热管的多层多角度布置，间接换热提供，

15.进一步的技术方案是低温厌氧改质段自上而下分为进料通道2、低温厌氧改质区和出料通道2。恒温厌氧提质工段为质量区，分为质量提升区1和质量提升区2的上下两部分；进料通道2与低温厌氧提质段壳体之间的通道为废气通道，废气通道与外部废气管道相连接。料道2为冷却段进料道3，其工艺流程为：

16.一个。干燥段形成的褐煤进入低温厌氧提质段，在提质段1、2的提质温度环境中挥发分析形成废气，废气通过废气收集废气通道和废气收集管，然后进入外部废气管道被抽走。提纯后得到轻芳烃和冷气；

17.b. 外热烟气进入低温厌氧改质段的换热管进行间接换热，为低温厌氧改质提供热量，换热后的烟气全部进入烟气混合装置。

18.进一步的技术方案是在低温厌氧提质区设置多层换热管供热，每层下方（或上方）设置一层废气收集管的换热管。相邻层的换热管和废气收集管呈“井”形排列。管道上有多个收集孔，所有废气收集管的两端均与外部废气管道相连。

19.进一步的技术方案是，低温厌氧提质区，提质区1的温度为200℃～300℃，提质区2的温度为300℃至 400°C; @1、2 内顶换热管分别通过热烟气出口管与烟气混合装置连接，改质区内底换热管1、2与外热烟气通过热烟气入口管。.

20.采用上述技术方案，在本发明装置的低温厌氧提质段，在提质段的提质温度下对干燥后形成的褐煤进行挥发分析1、 2. 废气形成，剩余的固体物质形成高热值和一定粒度的高级煤。高阶煤挥发分低，避免了传统褐煤提质工艺中出现的提质后自动褐煤。

低温厌氧改质段的改质热是通过外热烟气与换热管的间接换热获得的，通过调节热烟气的温度可以控制改质温度，从而达到实现成型褐煤的可控温度分级。废气主要通过废气通道和废气收集管道收集，送至废气管道进行后续净化处理，避免了低温厌氧提质段物料堆积造成的气体堵塞问题。，整个质量改进过程安全可控。

21.进一步的技术方案是冷却段自上而下分为进料通道3、冷却区、出料通道3、进料通道3与外壳之间的通道。冷却段为热气通道，热气通道与外部热气管道相连；冷却区上部空间设有多层集气管，每层集气管由多组集气管组成，相邻层集气管排列方向为90°

°

集气管上有多个集气孔，所有集气管的两端与热气管相连，冷却区底部与多根自产冷气进气管相连。出料通道3与密封出料装置相连，其工艺流程为：

22.一个。在冷却段，自上而下的热高阶煤与自下而上的自产冷气进行逆流换热冷却，冷却后的高阶煤通过密闭卸料装置排出；

23.b. 冷却后的热气由集气管和热气通道收集抽走，循环冷却回用。

24.采用上述技术方案，以本发明装置的自产冷气作为冷源，自产冷气通过自冷器进入冷却区底部。产生冷气入口管，冷气在冷却区由下向上加热。对状态的高阶煤进行干冷，冷却后的热气由集气管和热气通道收集，送入热气管道循环冷却回用，杜绝了有害气体的产生。湿法冷却产生的废水，具有良好的环保性。

25.进一步的技术方案是烟气温度控制装置根据烟气混合装置中混合烟气的温度调节烟气温度。以煤气为燃料，燃烧产生的热烟气通入烟气混合装置，补充烟气热量；当烟气温度较高时，烟气控温装置将自产的冷烟气通入烟气混合装置，对烟气进行冷却。.

26.采用上述技术方案，烟温控制装置利用本发明装置的自产气燃烧产生的热烟气和自产冷烟气作为烟气温度控制装置。烟温控制物质，可降低全过程燃料成本，降低运行成本，实现低成本运行。

27.综上所述，本发明装置在成型褐煤提质过程中，通过温度分级分段调节，将一定形状的成型褐煤中的外水和内水去除，沉淀出挥发分，从而提高煤阶。得到具有高热值和一定粒度的高阶煤。由外部水和部分内部水沉淀形成的水蒸气被直接收集并冷却成清洁的液态水。高阶煤采用自产冷气冷却，不产生有害废水。整个提质过程无废水、废气，环保性好；同时对原料气进行提纯，得到低温煤焦油和煤气，低温煤焦油外销。为获得效益，本发明装置采用煤气作为冷却源和燃料，降低工艺运行成本，因此本发明装置可达到褐煤大规模提质加工利用的目的。成本低、效益高、环保好、工艺简单。

图纸说明

28. 图。附图说明图1是本发明的工艺结构示意图

29. 图。图2为本发明干燥工段工艺结构示意图

30. 图。图3为本发明低温厌氧改质工段工艺结构示意图

31. 图。图4为本发明冷却段工艺结构示意图

详细方法

32.下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。其中，图1、2、3、4中，1为干燥段，2为低温厌氧改质段，3为冷却段，4为烟气混合装置，5为烟温控制装置，6为密封排放装置，7为进料通道1，8为干燥区，9为出料通道1，10为水汽管，11为加热管，12为烟气出口管，13为混合热烟气入口管，14为进料通道2，15为低温厌氧提质区，16为排放通道2，17为废气管道， 18为换热管，19为废气收集管，

33.如图1所示，一种成型褐煤分级分级及分段提质的装置及方法，其主要特点是：该装置为立式炉结构，自上而下从干燥段（1)，低温厌氧改质段（2)，冷却段（3)，干燥段（1)嵌入低温厌氧改质段（1)).@2)上端内部空间，低温厌氧提质段（2)下端嵌入冷却段上端内部空间（3)，其中，干燥段（1)内部加热）管道（11)、低温厌氧提质段（2)）、换热管（1 8)和废气收集管（19)，冷却段（8)）@3)内部设置气体收集管（26)）；该装置还有辅助设备：烟气混合装置（4)、烟气温度控制装置（5)、密封排放装置）（6)，其中烟气混合装置（4)为与干燥段内的加热管（11)和低温厌氧加热管（11)）相连（分别通过烟气管1)）换热管（18)在提质段内（2)连接，烟气温度控制装置（5)通过烟道连接到烟气混合装置（4)气管），密封卸料装置（6)安装在冷却段（3)的出料端，其工艺流程为：

34.一个。一定形状的成型褐煤自上而下依次经过干燥段（1)、低温厌氧提质段（2)、冷却段（3)）），在干燥中工段（1)，由供热管间接提供热量对成型褐煤进行烘干，将成型褐煤的外层水和部分内层水分离出来，将分离出的水蒸气收集起来，抽走；

35.b. 在低温厌氧提质段（2)，通过换热管间接提供热量对形成的褐煤进行提质，分析形成的褐煤的挥发形成废气。收集后抽走。 ，固体物质残留，形成高热值的高级煤；

36.c。在冷却段（3)，热的高阶煤被自产的冷煤气冷却，冷却后的高阶煤通过密闭的卸料装置（6)排气，煤气完成热交换的，收集抽走，回收冷却再利用；

37.d。上述过程中，外热烟气首先进入换热管（18)低温厌氧提质段（2)），然后流出换热管。 18)，进入烟气混合装置（4)，再进入加热管（11)干燥段（1)，控制烟气温度））该装置(5)调节烟气混合装置(4))中的烟气，以满足干燥段的温度要求(1).

38.利用本发明的上述装置，对一定形状的异型褐煤进行加工利用，在本发明的分级分段调节装置中，外水、内水、挥发物褐煤沉淀，并形成剩余的固体物质。对于发热量高、粒度一定的高阶煤，烟温控制装置以本发明装置产生的气体为燃料，向干燥段和低温厌氧改质段提供热烟气。本发明的装置。热量提供热量，本发明装置的冷却段采用自产冷气进行干冷，避免了湿冷产生有害废水，本发明装置可实现大规模褐煤，成本低、效率高、环保性好、工艺简单。质量改进加工利用的目的。

39.如图2所示，干燥段（1)分为进料通道1（7)，干燥区（8)，出料通道1（9)，进料通道1(7)与干燥段(1)外壳，水蒸气通道与外置水蒸气管道(10)连接；烘干区（8)温度<200℃，烘干区（8)多层多角度安装加热管（11)，顶部加热管（1< @1)接烟气出口管（12)，底部加热管（11)接混合热烟气入口管（13)；通道1(9) 为馈送通道 2(16)低温厌氧提质工段（2)褐煤提质电伴热，其工艺流程为：

40.一个。形成的褐煤通过进料通道1(7)、干燥区(8)、出料通道1(9)、干燥区(9)))。@8)<

在200℃的干燥环境下，外水和部分内水沉淀形成清洁水蒸气，水蒸气通过水蒸气通道收集，进入外水蒸气管道（10)@ >)，排放净化；

41.b. 来自烟气混合装置的混合烟气（4)通过混合热烟气入口管（13)，进入干燥区（8)供气）。管（11)用于间接加热，加热后的烟气通过烟气出口管（12)）排出。

42.采用上述技术方案，在本发明装置的干燥段中，形成的褐煤的外层水和部分内层水被沉淀，而挥发物等有害物质没有沉淀出来。在这个阶段，所以形成的水蒸气为：清洁水蒸气，水蒸气通过水蒸气通道被收集并收集到水蒸气管道中，最后冷却成干净的液态水，不产生废水，环保保护好；干燥段的干燥热是由烟气混合装置的混合热产生的。烟气通过供热管的多层多角度布置，间接换热提供，

43.如图3所示，低温厌氧提质段（2)分为进料通道2（14)，低温厌氧提质段（14))自上而下5)，出料通道2(16)，其中低温厌氧提质区(15)分为上下两部分)提质区1和提质区2； 通道2（14)和低温厌氧提质段（2)）之间的通道为废气通道，废气通道与外部废气管道（17)；排放通道2（16)为冷却段（3)的进料通道3（22)），其工艺过程是：

44.一个。干燥段的成型褐煤（1)进入低温厌氧提质段（2)，提质段提质温度1、2）在环境下，废气经挥发分析形成，废气经废气通道和废气收集管（19)）进入外部废气管道（17)），被抽出经提纯得到轻质气体、芳香烃、冷气体；

45.b. 外热烟气进入低温厌氧改质段（2)与换热管（18)）进行间接换热，为低温厌氧改质烟气提供热量。热交换后全部进入烟气混合装置（4).

46.进一步的技术方案是在低温厌氧提质区（15)设置多层换热管（18)）供热，在同时每层换热管（18)下方（或上方）布置一层废气收集管（19)），换热管（18)相邻层与废气收集管（18)）9)呈“井”形布置，每层换热管（18)（或废气收集管（19)））由多组多根换热管（18)（或废气收集管（19)）、废气收集管（1< @9)有多个收集孔，所有废气收集管（19) 以外部气体管道结束（17) 连接。

47.进一步的技术方案是，在低温厌氧提质区（15)，提质区1的温度为200℃～300℃，提质区2的温度为300℃～300℃～400℃；提升区顶部换热管（18)1、2通过热烟道与烟气混合装置（4)烟气出口管（分别为20)），底部换热管（18)在改质区1、2通过热烟气入口与外部热烟气相连管道 (21))。

48.采用上述技术方案，在本发明装置的低温厌氧提质段中，在提质段的提质温度下对干燥后形成的褐煤进行挥发分析1、 2. 废气形成，剩余的固体物质形成高热值和一定粒度的高级煤。高阶煤挥发分含量低，避免了传统褐煤提质工艺中提质褐煤的自燃现象；氧气提质段的提质热是通过外部热烟气与换热管间接换热获得的，通过调节热烟气温度可以控制提质温度，从而实现成型褐煤的可控温度分级和分级提质过程；废气主要通过废气通道和废气收集管道收集，送至废气管道进行后续净化处理，避免了低温厌氧提质段物料堆积造成的气体堵塞。运行安全可控。

49.如图4所示，冷却段（3)分为进料通道3（23)，冷却区（24)，出料通道3（2 3)，通道3(25)，进料通道3(23)与冷却段(3)外壳为热气通道，热气通道与外热气管道（25)相连；冷却区上部空间（24)设有多层集气管（26)，每层）集气管（26)由多条集气管（26)）组成，相邻层集气管（26)排列成90

°

角落, 气体收集

管道（26)有多个集气孔，所有集气管道（26)与热气管道（25)两端连接，冷却区（2< @4)底部连接多条自产冷气进气管（27)；出料通道3（24)与密封出料装置（6)@ >). 工艺流程为：

50.一个。在冷却段（3)，自上而下的热高阶煤和原煤通过密闭卸料装置（6);

51.b. 冷却后的热气由集气管（26)和热气通道收集，然后回收冷却再利用。

52.采用上述技术方案，以本发明装置的自产冷气作为冷源，自产冷气通过自产冷气进入冷却区底部。冷气入口管，冷气在冷却区由下向上加热。对状态的高阶煤进行干冷，冷却后的热气由集气管和热气通道收集，送入热气管道循环冷却回用，杜绝了有害气体的产生。湿法冷却产生的废水，具有良好的环保性。

53.进一步的技术方案是烟温控制装置（5)根据烟气混合装置（4)）中混合烟气的温度调节烟温，当烟温 温度较低时，烟气控温装置（5)以自产冷气为燃料，燃烧产生的热烟气通入烟气混合装置（<@ 4)）用于烟气补充加热；当烟气温度较高时，烟气温度控制装置（5)将自产冷烟气送入烟气混合装置（<@ 4)) 冷却烟气。

54. 采用上述技术方案，烟气温度控制装置利用本发明装置的热烟气和自产气燃烧产生的自产冷烟气作为烟气控温物质，可降低全过程燃料成本，降低运行成本，实现低成本运行。

55.综上所述，本发明装置在成型褐煤提质过程中，通过温度分级分段调节，将一定形状的成型褐煤中的外水和内水去除，沉淀出挥发分，从而提高煤阶。得到具有高热值和一定粒度的高阶煤。由外部水和部分内部水沉淀形成的水蒸气被直接收集并冷却成清洁的液态水。高阶煤采用自产冷气冷却，不产生有害废水。整个提质过程无废水、废气，环保性好；同时对原料气进行提纯，得到低温煤焦油和煤气，低温煤焦油外销。为获得效益，本发明装置采用煤气作为冷却源和燃料，降低工艺运行成本，因此本发明装置可达到褐煤大规模提质加工利用的目的。成本低、效益高、环保好、工艺简单。

56.除本例所列方法外，其他相关实现也在本技术的保护范围内。