專利名稱：一種在單套設備內采用固定床對褐煤進行提質的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對褐煤進行提質的方法。
背景技術：
褐煤是煤化程度較低的煤種，其含水量很高，在空氣中容易風化，含有一定量的原 生腐殖酸，揮發(fā)份含量一般在45-55%之間。由于褐煤水份高，熱值低，易風化自燃，單位能 量的運輸成本高，不利于長距離輸送和儲存。褐煤直接燃燒熱效率也很低。褐煤作為原料 在液化、干餾和氣化過程中都需要把煤中的水份降至10%以下。故褐煤提質加工稱為褐煤 高效開發(fā)利用的關鍵。所謂褐煤提質是指褐煤在脫水、成型和熱分解等過程中，煤的組成和 結構發(fā)生變化，轉化成具有近似煙煤性質的提質煤?，F(xiàn)有的各種褐煤提質技術在《褐煤提 質技術現(xiàn)狀及我國褐煤提質技術發(fā)展趨勢初探》(神華科技第二期作者邵俊杰-2009年4 月)一文中有了比較全面的描述。同本發(fā)明最相關的主要有D-K非蒸發(fā)脫水工藝和K-燃料技術。日本電源開發(fā)公 司(D)和川崎重工公司(K)從1976年開始研究并成功開發(fā)出了 D-K非蒸發(fā)脫水工藝。D-K 脫水工藝可實現(xiàn)褐煤水份在非蒸發(fā)條件下加熱，使水份以液體狀態(tài)從褐煤中脫出，其煤質 變化類似天然的煤化作用。K-燃料技術，即美國KFx公司的發(fā)明專利《含碳原料熱提質的方法和裝置》(中國 專利公開號CN 1989227A)，該技術方案中，對含碳原料在加壓蒸汽環(huán)境中進行熱提質，以 去除水份和其它副產品。加工容器中可以采用多種水/固體分離裝置，以盡量多地從被提 質的裝料中去除水份。加熱介質吸入噴嘴和加工室通氣口策略設計在加工容器壁上，以盡 量減少加熱介質至容器排氣口的短路，并連續(xù)地從裝料和凝結蒸汽中去除熱水，使得從加 工容器中去除的提質原料在排出時不攜帶游離水份。提質后，可以對裝料進行再水合，以提 高運輸和儲存過程中的穩(wěn)定性。但上述技術都存在著缺點。專利CN1989227A公開的蒸煮裝置結構復雜，尤其是 其中使氣體、液體和固體彼此分離的設備要靠單獨設置的液體分離器來進行，該液體分離 器包括位于裝置內部的多孔旋轉臺或多孔錐體和多孔管以及位于裝置底部的分離臺，其中 僅多孔管起到了液固分離作用，而多孔旋轉臺和分離臺則嚴重占用了裝置的內部空間，而 且該專利中要求多孔旋轉臺和分離臺可旋轉，則還需要在裝置內配備相應的動力設備和傳 動設備，且還要使這些動力設備和傳動設備能耐受裝置內的高溫和高壓，進一步使裝置復 雜化。此外，該專利中，多孔管僅起到排水作用，而蒸汽的進出則要依靠沿裝置高度方向上 設置有多個蒸汽入口和蒸汽出口，這也使裝置復雜化。且該專利方法沒有利用蒸煮中產生 的閃蒸汽和熱水對原料進行預熱，因此，生蒸汽(熱能)消耗高(大約是本專利技術的2-3 倍)。此外，K-燃料技術蒸煮器設有上、下兩個鎖斗，連續(xù)蒸煮，間斷進(排)料，含有褐煤 的物料在差壓下通過鎖閥，物料中的固體物質對閥門磨損大；下鎖斗在排料前，難以做到將 游離水先排盡，對提質效率產生負面影響。而D-K非蒸發(fā)脫水技術目前只能實現(xiàn)半連續(xù)操作，這影響了裝置的生產能力和運行穩(wěn)定性，且其蒸煮后的褐煤水含量仍然較高，有待于進一步降低水含量。上述褐煤提質方法要經(jīng)過蒸發(fā)脫水、冷卻等若干個步驟才能完成提質過程，其中 蒸發(fā)脫水和冷卻步驟在不同的設備中進行，為此，需要褐煤在不同的設備之間運動，物料過 多地處于運動狀態(tài)使得物料容易破碎，產生細粉塵，給后續(xù)的包裝和運輸帶來困難。故人們希望能開發(fā)一種盡量使褐煤在單個設備內進行完所有的提質步驟的技術， 以克服上述缺點。發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種在單套設備內采用固定床對褐煤進行提質的方法，包括提供一個或多個蒸煮器，其中褐煤以固定床的形式存在于所述蒸煮器中，所述蒸 煮器反復執(zhí)行按時間先后順序排列的以下步驟i、向蒸煮器內通入熱水，以對褐煤進行第一次加熱，并至少部分地洗掉褐煤中所 含的細粉和硫份；ii、通入第一蒸汽對褐煤進行第二次加熱，并排出此步驟中所產生的冷凝水；iii、通入第二蒸汽以對褐煤進行第三次加熱，并排出此步驟中所產生的冷凝水；iv、通入飽和蒸汽以對褐煤進行第四次加熱，使褐煤達到預定加熱溫度，并排出此 步驟中所產生的冷凝水；V、通入過熱蒸汽對達到預定加熱溫度的褐煤進行蒸煮，使褐煤中所含的水份蒸 發(fā)，同時所述過熱蒸汽變?yōu)轱柡驼羝?，蒸煮過程中排出該飽和蒸汽；vi、對蒸煮器進行第一次減壓，并排出第三蒸汽；vii、對蒸煮器進行第二次減壓，并排出第四蒸汽；viii、任選地，對蒸煮器進行抽真空處理，以使褐煤中殘留的水份繼續(xù)蒸發(fā)，進一 步降低褐煤中的水份含量；ix、使冷卻介質流經(jīng)所述蒸煮器內的褐煤固定床，以對褐煤進行冷卻；X、使蒸煮器內的壓力恢復至常壓，排出褐煤。在優(yōu)選的實施方案中，采用多個蒸煮器，其中所述多個為兩個或更多個，且所述多 個蒸煮器就所述褐煤的上下游流向來說為并聯(lián)連接。在更優(yōu)選的實施方案中，其中對于至少一部分蒸煮器來說，將來自其它處于步驟 ii和/或iii和/或iv的蒸煮器所排出的冷凝水用作所述熱水和/或單獨由熱水器來提 供所述熱水以使該蒸煮器進行步驟i ；和/或，將來自其它蒸煮器的所述第四蒸汽用作所述 第一蒸汽來使該蒸煮器進行步驟ii ；和/或，將來自其它蒸煮器的所述第三蒸汽用作所述 第二蒸汽來使該蒸煮器進行步驟iii ；和/或，將其它蒸煮器的步驟ν中排出的飽和蒸汽用 作該蒸煮器的步驟iv中的飽和蒸汽。附圖簡述

圖1是本發(fā)明的實施方案的示意性工藝流程圖，其中冷卻介質在循環(huán)風機的作用 下循環(huán)通過褐煤固定床。附圖僅為舉例說明的目的，不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。發(fā)明詳述以下詳細介紹本發(fā)明的對固體物料進行多效蒸發(fā)脫水的方法。在本發(fā)明中，褐煤含有大量的水份，希望能去除其中的水份。所述褐煤優(yōu)選為塊狀
4或顆粒狀。本發(fā)明中所述的蒸汽是指水蒸氣。為了實現(xiàn)本發(fā)明的方法，要求提供一個或多個蒸煮器，其中褐煤以固定床形式存 在于所述蒸煮器中。若不考慮效率因素的話，本發(fā)明的最簡單的實施方案是在一個蒸煮器 中進行如上所述的步驟i至步驟X。但若考慮效率因素的話，優(yōu)選采用多個蒸煮器，其中所 述多個為兩個或更多個，且所述多個蒸煮器就所述褐煤的上下游流向來說為并聯(lián)連接，即， 使來自共同的上游工序的褐煤并聯(lián)進入各個蒸煮器，進入時機可同時進入或者彼此錯開一 段時間，優(yōu)選彼此錯開一段時間。褐煤分別在各個蒸煮器內進行處理，處理完畢后的褐煤則 從各個蒸煮器中排出，排出時機可同時排出，或者排出時機也要彼此錯開一段時間，優(yōu)選彼 此錯開一段時間。所排出的褐煤進入共同的下游工序。所述一段時間可以根據(jù)下文所述的 每個蒸煮器依次執(zhí)行的各個步驟所耗費的時間由本領域技術人員具體確定。本發(fā)明中的每個蒸煮器上包含褐煤入口、褐煤出口、蒸汽入口、蒸汽出口、熱水入 口、冷凝水出口。其中，褐煤入口設置在蒸煮器頂部附近，褐煤出口和冷凝水出口設置在蒸 煮器的底部附近，而蒸汽入口和蒸汽出口可以設置在蒸煮器上的任何合適的位置，例如設 置在蒸煮器的上部。熱水入口也可以設置在蒸煮器上的任何合適的位置，例如設置在蒸煮 器的上部、中部或下部，優(yōu)選設置在上部。在優(yōu)選的實施方案中，其中冷凝水出口和蒸汽出 口可以合并成一個出口，且優(yōu)選設置在蒸煮器的底部附近。蒸煮器內設置與蒸汽入口連通 的氣體分布器和與蒸汽出口連通的氣體收集器。蒸煮器底部還設有多孔擋板，其與蒸煮器 底部凸形封頭及蒸煮器罐體之間構成存水空間。蒸煮過程中產生的冷凝水匯集在該存水空 間并從冷凝水出口排出蒸煮器。在優(yōu)選的實施方案中，該蒸煮器內部還包含氣體分布器和 氣體收集器，用于使通入的蒸汽高效率地分布在褐煤固定床中并使產生的蒸汽高效率地離 開蒸煮器，以維持穩(wěn)定操作。關于該蒸煮器內部的更詳細構造，可參見同一申請人申請的另 一專利《一種對褐煤進行蒸煮的蒸煮器》，通過引用將該專利的全文并入本文。有很多輔助設備與本發(fā)明的蒸煮器相連。例如，該蒸煮器的褐煤入口處有上鎖閥 與之連接，而上鎖閥又與三通球閥和下料斗連接，褐煤依次經(jīng)由下料斗、三通球閥和上鎖閥 從褐煤入口進入蒸煮器中，如圖1所示。蒸煮器的褐煤出口處有下鎖閥與之連接，下鎖閥又 依次與下料斗和布料器連接。其余各個出口或入口與相應的排放管線例如排水管線和排汽 管線或供料管線例如供水管線和供汽管線連接。所有這些輔助設備和相應管線以能夠實現(xiàn) 本發(fā)明目的的方式進行布置，這些具體布置方式不是本發(fā)明的內容，且也并不限于圖1中 所示的具體方式。其中每個蒸煮器反復執(zhí)行按時間先后順序排列的以下步驟i、向蒸煮器內通入熱水，以對褐煤進行第一次加熱，并至少部分地洗掉褐煤中所 含的細粉和硫份。其中所述褐煤從所述褐煤入口裝入所述蒸煮器，裝填到一定料位后停止 裝料并關閉所述褐煤入口，褐煤裝料完成后即在蒸煮器內構成褐煤固定床。裝料之前、過程 中或之后，通過熱水入口向所述蒸煮器中通入熱水，所述熱水是溫度高于所述褐煤溫度的 水，例如，所述熱水是溫度為30-100°C的水。所述熱水可以是單獨由熱水器提供的熱水或 者可以是來自其它處于步驟ii和/或iii和/或iv的蒸煮器所排放的冷凝水。優(yōu)選使用 來自其它處于步驟ii和/或iii和/或iv的蒸煮器所排放冷凝水。待所述熱水達到期望 的液位后，停止供入熱水，并關閉所述熱水入口。在所述熱水充分加熱所述褐煤后，可優(yōu)選地經(jīng)由所述冷凝水出口將用畢的熱水排出蒸煮器。此步驟i的作用除了對褐煤進行第一次 加熱外，還可以至少部分地洗掉褐煤中所含的細粉和硫份。或者，該用畢的熱水可以在該步 驟i中暫不排出，而待進行以下步驟ii或iii時，在通入的第一蒸汽或第二蒸汽的壓力的 作用下與步驟ii或iii中產生的冷凝水一起排出。ii、通入第一蒸汽對褐煤進行第二次加熱，并排出此步驟中所產生的冷凝水。其中 所述第一蒸汽從所述蒸汽入口通入。所述第一蒸汽具有第一焓值，下文將對本發(fā)明中所使 用的各個蒸汽的焓值順序進行比較。加熱過程中，一部分第一蒸汽會發(fā)生相變而變成冷凝 水，該冷凝水在該步驟ii過程中從所述冷凝水出口排出。在本發(fā)明的方法中，對第一蒸汽 的來源不做任何限制，只要它具有第一焓值即可。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，將來自其它 蒸煮器的下文所述的第四蒸汽用作所述第一蒸汽。iii、通入第二蒸汽以對褐煤進行第三次加熱，并排出此步驟中所產生的冷凝水； 其中所述第二蒸汽也由所述蒸汽入口通入。所述第二蒸汽具有第二焓值，下文將對本發(fā)明 中所使用的各個蒸汽的焓值順序進行比較。加熱過程中，一部分第二蒸汽會發(fā)生相變而變 成冷凝水，該冷凝水在該步驟iii過程中從所述冷凝水出口排出。在本發(fā)明的方法中，對第 二蒸汽的來源不做任何限制，只要它具有第二焓值即可。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，將來 自其它蒸煮器的下文所述的第三蒸汽用作所述第二蒸汽。iv、通入飽和蒸汽以對褐煤進行第四次加熱，使褐煤達到預定加熱溫度，并排出此 步驟中所產生的冷凝水。其中所述飽和蒸汽是指在某溫度下處于該溫度所對應的飽和蒸氣 壓下的水蒸氣。其中所述預定加熱溫度可以是任何想要的溫度，該溫度要大于100°c，其具 體值可以根據(jù)需要進行設定。其中所述飽和蒸汽也從所述蒸汽入口通入蒸煮器中。在本發(fā) 明的方法中，對飽和蒸汽的來源不做任何限制，只要它是飽和蒸汽且其焓值高于所述第二 焓值即可。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，將其它蒸煮器的步驟V中排出的飽和蒸汽用作該 蒸煮器的步驟iv中的飽和蒸汽。V、通入過熱蒸汽對達到預定加熱溫度的褐煤進行蒸煮，使褐煤中所含的水份蒸 發(fā)，同時所述過熱蒸汽變?yōu)轱柡驼羝?，蒸煮過程中排出該飽和蒸汽。所述過熱蒸汽是指在飽 和蒸汽基礎上繼續(xù)升高溫度所獲得的蒸汽，其焓值比飽和蒸汽高。在通入過熱蒸汽后，過熱 蒸汽可加熱褐煤使褐煤中的水份蒸發(fā)，同時過熱蒸汽溫度降低而變成飽和蒸汽，所蒸發(fā)的 水份也變成飽和蒸汽，這些飽和蒸汽在蒸煮過程中通過所述飽和蒸汽出口排出蒸煮器，所 排出的飽和蒸汽可通入其它處于步驟iv的蒸煮器中使用，這樣可以充分利用這部分飽和 蒸汽的熱能。所述過熱蒸汽可由上文所述的蒸汽入口通入，或者由另設的過熱蒸汽入口通 入。理論上此步驟ν中不再產生新的冷凝水，但實際生產中由于煤灰堵塞導致排水不暢，還 可能存在一些以前的步驟中所未排盡的冷凝水，故在這個步驟中繼續(xù)通過冷凝水出口排出 冷凝水。步驟V進行預定的時間，該預定的時間可根據(jù)過熱蒸汽焓值、期望的褐煤的水含 量、待提質的褐煤量以及蒸煮器內壓力等諸多具體因素而具體確定。vi、對蒸煮器進行第一次減壓，并排出第三蒸汽。所述減壓通過打開所述蒸汽出口 向外排放蒸煮器內的蒸汽來進行，本文中將減壓過程中所排出的蒸汽稱為第三蒸汽，該第 三蒸汽在減壓排出過程中從蒸煮器內的溫度條件下的飽和態(tài)變?yōu)椴伙柡蛻B(tài)。隨著減壓的進 行，褐煤中的水份還會發(fā)生閃蒸作用，又產生一部分蒸汽，進一步降低了這些褐煤中的水份 含量，減壓閃蒸所產生的蒸汽也包含在所述第三蒸汽中并隨之排出蒸煮器。該第三蒸汽可通入處于步驟iii的其它蒸煮器中以充當該其它蒸煮器中的所述第二蒸汽，這同時使處于 步驟Vi的蒸煮器與處于步驟iii的蒸煮器二者之間進行均壓，待此兩個蒸煮器壓力達到一 致后，所述第一次減壓完成。vii、對蒸煮器進行第二次減壓，并排出第四蒸汽。第一次減壓完成后，蒸煮器內還 存在一定的壓力，此時，通過打開所述蒸汽出口向外排放蒸煮器內的蒸汽來進行第二次減 壓，該減壓過程中所排出的蒸汽稱為第四蒸汽。隨著減壓的進行，褐煤中的水份繼續(xù)發(fā)生閃 蒸作用，產生一部分蒸汽，再進一步降低了這些褐煤中的水份含量，這次減壓閃蒸所產生的 蒸汽也包含在所述第四蒸汽中并隨之排出蒸煮器。該第四蒸汽可通入處于步驟ii的其它 蒸煮器中以充當該其它蒸煮器中的所述第一蒸汽，這同時使處于步驟vii的蒸煮器與處于 步驟ii的蒸煮器二者之間進行均壓，待此兩個蒸煮器壓力達到一致后，所述第二次減壓完 成，此時蒸煮器內的壓力已經(jīng)接近于常壓。viii、任選地，對蒸煮器進行抽真空處理，以使褐煤中殘留的水份繼續(xù)蒸發(fā)，進一 步降低褐煤中的水份含量。所述抽真空通過設在蒸煮器上的抽真空口來進行。該抽真空 口可以是一個單獨設置的抽真空口，也可以利用已有的各出口或入口來兼作抽真空口。優(yōu) 選用所述褐煤入口、蒸汽出口、熱水入口、冷凝水出口中的任何一個口兼作抽真空口，更優(yōu) 選用所述褐煤出口和所述冷凝水出口來兼作抽真空口，最優(yōu)選用所述冷凝水出口兼作抽 真空口，這樣做的好處是在抽真空作用下，能夠將在非抽真空條件下難以排盡的冷凝水盡 可能多地排出，甚至排盡。通過抽真空使蒸煮器內達到一定程度的負壓，例如表壓為-80 至_90kPa，這可促使褐煤中的水份進一步蒸發(fā)，進一步降低褐煤中的水份含量。該抽真空處 理進行預定的時間。ix、使冷卻介質流經(jīng)所述蒸煮器內的褐煤固定床，以對褐煤進行冷卻。優(yōu)選進行步 驟ix直至將褐煤溫度冷卻至低于其自燃溫度。其中所述冷卻介質是氮氣、二氧化碳、稀有 氣體、烴、煙道氣或空氣。當對提質后的褐煤的水份含量要求較高(例如低于15%)時，使用 氮氣、二氧化碳、稀有氣體或烴作為冷卻介質。當對提質后的褐煤的水份含量要求不高(例 如15%以上)時，也可以采用空氣或煙道氣作為冷卻介質。在一個實施方案中，所述冷卻介 質可以從所述固體物料入口或蒸汽入口進入蒸煮器內，然后流經(jīng)褐煤固定床，然后從冷凝 水出口排出蒸煮器。所述冷卻介質可以僅流經(jīng)褐煤固定床一次，但在優(yōu)選的實施方案中，所 述冷卻介質可以循環(huán)通過褐煤固定床，例如如圖1所示。通過設置在蒸煮器外部且位于蒸 煮器的冷卻介質進出口之間的循環(huán)風機以及相應的管路來實現(xiàn)冷卻介質的這種循環(huán)。在進 行循環(huán)冷卻的技術方案中，可先用冷卻介質充滿蒸煮器至一定的壓力，然后開啟循環(huán)風機， 使冷卻介質循環(huán)流動。在更優(yōu)選的實施方案中，在冷卻介質的循環(huán)回路上還設置有至少一 個冷卻器，通過該冷卻器使處于循環(huán)中冷卻介質得到冷卻，這樣可確保該冷卻介質的溫度 始終能低于褐煤的溫度，并可使隨冷卻介質帶出的蒸汽冷凝成水而從循環(huán)回路中排出，不 致于使這些水進入循環(huán)風機中影響風機正常工作。待褐煤溫度被降低至其在相應的水含量 下的自燃溫度以下時，可停止該冷卻步驟。χ、使蒸煮器恢復至常壓，排出褐煤。其中恢復常壓的操作可通過打開任何一個口 使蒸煮器與外界大氣相通來進行。待蒸煮器內壓力恢復至常壓后，打開褐煤出口，排出經(jīng)過 充分脫水的褐煤。由于該排料操作在常壓下進行，故可減輕褐煤對出料閥門的磨損。所排 出的褐煤即為成品，可直接進入包裝或運輸工序進行包裝或運輸。
事實上，僅需一個蒸煮器就能實現(xiàn)本發(fā)明的操作，盡管其間歇操作，效率較差。如 上文所述，本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中使用多個蒸煮器，以實現(xiàn)基本上連續(xù)的操作。本領域技 術人員會根據(jù)各個步驟所需要的具體時間來計算具體采用多少個蒸煮器才能最有效率地 實現(xiàn)本發(fā)明的方法。在本發(fā)明的使用多個蒸煮器的優(yōu)選實施方案中，對于至少一部分蒸煮器來說，將 來自其它處于步驟ii和/或iii和/或iv的蒸煮器所排出的冷凝水用作所述熱水和/或 單獨由熱水器來提供所述熱水以使該蒸煮器進行步驟i ；和/或，將來自其它蒸煮器的所述 第四蒸汽用作所述第一蒸汽來使該蒸煮器進行步驟ii ；和/或，將來自其它蒸煮器的所述 第三蒸汽用作所述第二蒸汽來使該蒸煮器進行步驟iii ；和/或，將其它蒸煮器的步驟ν中 排出的飽和蒸汽用作該蒸煮器的步驟iv中的飽和蒸汽。這樣做的好處是充分利用了冷凝 水以及各種蒸汽的熱能，實現(xiàn)了熱效率的最大化。本發(fā)明中，各種蒸汽的焓值順序如下過熱蒸汽>飽和蒸汽>第三蒸汽>第四蒸 汽；或者，過熱蒸汽>飽和蒸汽>第二蒸汽>第一蒸汽。在本發(fā)明的使用多個蒸煮器的優(yōu)選實施方案中，對多個蒸煮器的數(shù)目和各個蒸煮 器所處的步驟進行調節(jié)，以實現(xiàn)每一時刻總有至少一個蒸煮器在進行步驟i，至少一個蒸煮 器在進行步驟ii，...，以此類推，...至少一個蒸煮器正在任選地進行步驟viii，至少一個 蒸煮器在進行步驟ix，至少一個蒸煮器在進行步驟χ。并在進行各步驟時對各蒸煮器上的 各個出口和入口進行調節(jié)，以使得其開啟或關閉的狀態(tài)能夠滿足實現(xiàn)各步驟時的要求。且 對各蒸煮器之間的蒸汽管路、水管路和閥門進行布置和調節(jié)，以使得各蒸煮器之間能夠在 需要時進行所要求的蒸汽的流動、冷卻介質的流動和冷凝水的流動。這樣的出口、入口、管 路和閥門的布置和調節(jié)是本領域技術人員公知的，在此不再贅述。如此可以實現(xiàn)在整體上 基本連續(xù)的蒸煮操作。在本發(fā)明的使用多個蒸煮器的優(yōu)選實施方案中，管路和閥門布置方 式以能夠實現(xiàn)本發(fā)明的目的為要求進行布置，本領域技術人員能夠根據(jù)具體情況的需要來 實現(xiàn)這種布置。本發(fā)明中所述的“單套設備”是指單臺設備或多個并聯(lián)工作的執(zhí)行同一功能的設 備。該單套設備是相對于多套設備而言的，所述多套設備是指多個設備且各個設備執(zhí)行不 同的功能，例如，在傳統(tǒng)的褐煤提質方法中，需要執(zhí)行蒸發(fā)脫水功能的蒸煮器和執(zhí)行冷卻功 能的冷卻器等多個各自執(zhí)行不同功能的設備。即便在本申請人早先提交的另一篇題為《一 種對褐煤進行提質的方法》專利中，也需要浸泡洗滌器、蒸煮器和冷卻器三套設備串聯(lián)使 用。本發(fā)明與它們的區(qū)別之一在于所有的步驟都集成在單套設備內進行。本領域技術人員 會理解，當提及“單套設備”或“多套設備”時，是就主設備(即完成預定功能的設備)而言 的，不考慮配套的輔助設備例如泵、閥門、管線等。配套的輔助設備可以根據(jù)具體實踐情況 的需要而具體配置。
實施例以下實施例僅用于對本發(fā)明的技術方案進行舉例說明，不打算以任何方式限制本 發(fā)明的范圍。例如，雖然以下實施例中以含水的褐煤作為所述褐煤進行蒸發(fā)脫水，但本領域 技術人員會理解，本發(fā)明的方法不僅僅限于對含水的褐煤進行蒸發(fā)脫水，而是適用于任何 含水的褐煤。又例如，實施例中列舉的具體數(shù)字僅僅是為了提供實驗細節(jié)的目的，并不意圖何限制。再例如，雖然在實施例中列出的是本發(fā)明的優(yōu)選方案，但并不意味 著本發(fā)明的保護范圍就僅限于該優(yōu)選方案。本專利的保護范圍僅由權利要求確定。實施例1-3實施例中使用10個并聯(lián)的容積為0. 45立方米的蒸煮器對顆粒尺寸< 30mm的褐 煤進行提質。其中每個蒸煮器均配有循環(huán)冷卻管線。如圖1中所示，蒸汽，例如第一蒸汽、 第二蒸汽、飽和蒸汽或過熱蒸汽，依次在該蒸煮器進行步驟ii、iii、iv和ν時經(jīng)由打開的閥 門Vl從蒸汽入口通入蒸煮器，此后閥門Vl關閉。而在進行步驟ν、vi和vii時，打開此前 一直關閉的閥門V7，以經(jīng)過蒸汽出口向外排出蒸汽，然后關閉V7。進行步驟viii時，以冷 凝水出口作為抽真空口。而在進行步驟ix時，首先打開閥門V5、V2并關閉閥門V6或V3，使 冷卻介質由打開的閥門V2從蒸汽入口進入蒸煮器并充滿蒸煮器至一定的壓力，然后關閉 閥門V5，并打開閥門V6、V3和V4，啟動循環(huán)風機，使冷卻介質經(jīng)V2、蒸汽入口流經(jīng)褐煤固定 床后從冷凝水出口流出蒸煮器，再依次經(jīng)過排水罐、閥V3、V4和冷卻器再循環(huán)至循環(huán)風機， 以對褐煤固定床進行循環(huán)冷卻。進行步驟χ時，打開任何一個口使蒸煮器與外界連通，從 而使蒸煮器內恢復至常壓，然后提質后的褐煤從各蒸煮器的固體物料出口。各蒸煮器編號 分別為1-10，含水的褐煤依次經(jīng)過從每個蒸煮器頂部的下料斗、三通球閥和上鎖閥分別進 入各個蒸煮器，并在蒸煮器內形成褐煤固定床。每個蒸煮器均按照時間先后的順序在反復 執(zhí)行本文所述的步驟i_x，且在任意的某一時刻，各蒸煮器執(zhí)行的操作如下蒸煮器1進行 步驟i，蒸煮器2進行步驟ii，...依次類推...，蒸煮器8進行步驟viii，蒸煮器9進行步 驟ix。各蒸煮器均進行抽真空處理。其中，將蒸煮器5排出的飽和蒸汽用作蒸煮器4的飽 和蒸汽，將蒸煮器6排出的第三蒸汽用作蒸煮器3中的第二蒸汽直至兩個蒸煮器之間達到 均壓，將蒸煮器7排出的第四蒸汽用作蒸煮器2中的第一蒸汽直至兩個蒸煮器之間達到均 壓。其中步驟vi進行15分鐘，通入各蒸煮器內的飽和蒸汽的壓力維持在4. OMPa(表壓，本 文中所有的壓力均為表壓)，溫度為230 252°C，對應的飽和蒸汽(100%水蒸汽)壓力為 2. 7-4. OMPa ；步驟ν進行15分鐘，通入的過熱蒸汽溫度為400°C，壓力為4MPa。步驟viii 中相對真空度為-0. 08MPa，抽真空處理30分鐘。其中步驟ix的具體條件如下冷卻介質 為氮氣，采用循環(huán)風機進行循環(huán)冷卻，系統(tǒng)中氮氣壓力0. 1-0. 12MPa(絕壓)，循環(huán)風機風量 10立方米/分鐘，風壓0. 05MPa ；使氮氣流經(jīng)板式冷卻器進行冷卻，該板式冷卻器的冷卻面 積為5平方米，以溫度為M_26°C的冷卻水在該板式冷卻器中對氮氣進行冷卻。其中實施 例1-3中僅冷卻時間不同，分別為1小時、1. 5小時和2小時。提質后的褐煤從各蒸煮器的 固體物料出口排出并經(jīng)下鎖閥、下料斗、布料器到達圖中未示出的皮帶輸送機，即可直接作 為提質后的褐煤成品送往包裝或運輸工序。褐煤原煤和提質后的成品褐煤的性質如下表1 所示表 1實施例1實驗結果(冷卻時間1小時)
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權利要求
1. 一種在單套設備內采用固定床對褐煤進行提質的方法，包括提供一個或多個蒸煮器，其中褐煤以固定床的形式存在于所述蒸煮器中，所述蒸煮器 反復執(zhí)行按時間先后順序排列的以下步驟1.向蒸煮器內通入熱水，以對褐煤進行第一次加熱，并至少部分地洗掉褐煤中所含的 細粉和硫份；ii、通入第一蒸汽對褐煤進行第二次加熱，并排出此步驟中所產生的冷凝水；iii、通入第二蒸汽以對褐煤進行第三次加熱，并排出此步驟中所產生的冷凝水；iv、通入飽和蒸汽以對褐煤進行第四次加熱，使褐煤達到預定加熱溫度，并排出此步驟 中所產生的冷凝水；V、通入過熱蒸汽對達到預定加熱溫度的褐煤進行蒸煮，使褐煤中所含的水份蒸發(fā)，同 時所述過熱蒸汽變?yōu)轱柡驼羝?，蒸煮過程中排出該飽和蒸汽；vi、對蒸煮器進行第一次減壓，并排出第三蒸汽；vii、對蒸煮器進行第二次減壓，并排出第四蒸汽；viii、任選地，對蒸煮器進行抽真空處理，以使褐煤中殘留的水份繼續(xù)蒸發(fā)，進一步降 低褐煤中的水份含量；ix、使冷卻介質流經(jīng)所述蒸煮器內的褐煤固定床，以對褐煤進行冷卻；X、使蒸煮器內的壓力恢復至常壓，排出褐煤。
2.權利要求1的方法，其中所述多個為兩個或更多個，且所述多個蒸煮器就所述褐煤 的上下游流向來說為并聯(lián)連接。
3.權利要求2的方法，其中對于至少一部分蒸煮器來說，將來自其它處于步驟ii和/ 或iii和/或iv的蒸煮器所排出的冷凝水用作所述熱水和/或單獨由熱水器來提供所述 熱水以使該蒸煮器進行步驟i ；和/或，將來自其它蒸煮器的所述第四蒸汽用作所述第一蒸 汽來使該蒸煮器進行步驟ii ；和/或，將來自其它蒸煮器的所述第三蒸汽用作所述第二蒸 汽來使該蒸煮器進行步驟iii ；和/或，將其它蒸煮器的步驟ν中排出的飽和蒸汽用作該蒸 煮器的步驟iv中的飽和蒸汽。
4.權利要求1的方法，其中每個蒸煮器上包含褐煤入口、褐煤出口、蒸汽入口、蒸汽出 口、熱水入口和冷凝水出口。
5.權利要求4的方法，其中所述褐煤入口、蒸汽出口或冷凝水出口在進行任選的步驟 viii時兼作抽真空口。
6.權利要求4的方法，其中所述蒸汽出口與所述冷凝水出口是同一個口。
7.權利要求1的方法，其中所述冷卻介質是氮氣、二氧化碳、稀有氣體、烴、煙道氣或空氣。
8.權利要求1的方法，其中使所述冷卻介質循環(huán)通過褐煤固定床。
9.權利要求1的方法，其中進行步驟ix直至將褐煤溫度冷卻至低于其自燃溫度。
10.權利要求1的方法，其中所述單套設備是指單臺設備或多臺并聯(lián)工作的執(zhí)行同一 功能的設備。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在單套設備內對褐煤進行多效蒸發(fā)脫水的方法，包括提供一個或多個蒸煮器，其中褐煤以固定床形式存在于所述蒸煮器中，其中每個蒸煮器反復執(zhí)行按時間先后順序排列的對褐煤按照從低溫到高溫的順序進行逐級加熱并蒸發(fā)脫水然后通入冷卻介質冷卻的步驟。在優(yōu)選的實施方案中，在通入冷卻介質冷卻褐煤之前還對至少一部分蒸煮器進行抽真空處理。
文檔編號C10L9/08GK102134520SQ20111003070
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權日2011年1月28日
發(fā)明者徐斌, 王宗華, 褚臘林, 馬紅松 申請人:徐斌