CN102977969B - 一种褐煤提质方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种褐煤提质方法，所述方法包括以下步骤：（1）初加工：将褐煤分级、筛选，密压成型、真空吸水，然后加入固化材料形成褐煤球团；（2）高温燃烧转化：将褐煤球团加入高温炉的转化仓，所述转化仓由依次连接的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓组成，所述褐煤球团进入转化仓中后，转化仓处于转动状态；（3）补充燃烧及炭化：将经过步骤（2）处理后的褐煤加入到转化釜，褐煤在转化釜中进一步升温转化及炭化；（4）成型固化：添加固化剂压制成产品。本发明所述褐煤提质方法，将褐煤不同的炭质化合物在不同温度及反应时间达到理想的转化效果，褐煤转化完全，各种有益指标提升，有效提高了褐煤的利用价值。
Description
技术领域
本发明公开一种褐煤的提质方法及采用所述方法提质得到的褐煤。
背景技术
全世界的褐煤地质储量约为4万亿T，占全球煤炭地质储量的40%左右，我国已有探明褐煤保有储量1300亿T，占全国煤炭总储量的13%左右，储量巨大，且埋藏深度浅，可采煤层厚，大多适宜露天开采，生产安全，开采成本低。但是，其热值低，一般在2700-3600Kcal/kg之间，水分高，全水分在40%左右，毛煤松软，孔隙率大，易碎裂，比表面积大，易风化、氧化、燃点低，发火期较短，外运困难。
褐煤中的水有三类，即自由水、内在水和结晶水。当褐煤加热到100℃以上时，大部分的自由水能够被蒸发。当褐煤在常压下继续加热到150℃以上时，褐煤内在水开始被脱除，羟基官能团发生分解，析出二氧化碳气体，同时将褐煤的内在水排除。进一步提高温度，将导致越来越多的羟基官能团分解，从而引起褐煤的表面性质改变。结晶水是和灰分共存的水，要在更高的温度下才能分解。
目前，国内的褐煤提质，从2005年开始褐煤的集中地区，我国的内蒙古各地陆续采用干燥筒烘干的办法对褐煤进行简单提质，水分从40%左右烘干到15%左右，这种方法对含水量的降低具有一定的效果，但从根本上并未对褐煤起到提质和改变化学成分含量的意义。也有采取高温燃烧反应炭化的工艺，但工艺流程是古老的烧炭原理改造的一种工艺，无法大规模生产并浪费资源污染环境。个别采用立窑分级静态高温烧制，结果是炭化不均，灰化严重，降低炭质的结果。
因此，现有的褐煤提质方法部分能解决炭质化合物的转化，而不能工业化的生产，效率低，污染大，处理能力受到限制。部分技术单一地解决了褐煤的含水量高的问题，未能解决褐煤的化合物转化问题，无法提高固定碳。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种能够对褐煤的炭质进行充分转化、燃烧反应过程损失较小，有效提高褐煤利用率的褐煤提质方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种褐煤提质方法，包括以下步骤：
（1）初加工：根据不同煤化程度将褐煤分级、筛选，密压成型、真空吸水，然后在褐煤中加入固化材料形成褐煤球团；
（2）高温燃烧转化：将步骤（1）中的褐煤球团加入高温炉的转化仓，所述转化仓由依次连接的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓组成，所述预热仓的温度为200℃，所述低温仓的温度为500℃，所述中温仓的温度为900℃，所述高温仓的温度为1250℃，所述均化仓的温度为1150℃，所述褐煤球团依次进入所述转化仓的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓，所述褐煤球团进入转化仓后，转化仓处于转动状态，所述褐煤球团经过高温炉高温燃烧转化后，从转化仓的均化仓排出，得褐煤半成品；
（3）补充燃烧及炭化：将步骤（2）得到的褐煤半成品加入到转化釜，未充分燃烧的褐煤在转化釜中进一步升温燃烧转化，至转化完全后停止对褐煤加热，然后将转化釜密封，使褐煤在欠氧状态下还原炭化；或者，将步骤（2）处理后的褐煤加入到转化釜中，将转化釜密封，使褐煤在欠氧状态下还原炭化；
（4）成型固化：将步骤（3）得到的褐煤添加固化剂压制成产品。
本发明所述褐煤提质方法，步骤（1）中的初加工将褐煤通过筛选、分级取得不同煤化程度级别的褐煤，然后经过密压成型，真空吸水的方式对褐煤进行初加工，清除褐煤中的部分水分杂质。最后在褐煤中添加固化材料形成褐煤球团，使得褐煤进入到高温炉燃烧转化时保证强度，均匀地在高温炉的各个仓中运送燃烧，防止裂化减少煤粉的产生。
经过初加工后得到的褐煤球团进入步骤（2）高温燃烧转化阶段，褐煤球团进入高温炉的转化仓，褐煤从高温炉的进料口进入到转化仓中，所述转化仓由依次连接的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓组成，进入转化仓中的褐煤球团依次进入所述转化仓的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓，所述褐煤球团进入转化仓中后，转化仓处于转动状态。由于转化仓处理转动装填，进去其中的褐煤球团将随转化仓一起转动，转化仓的转动不仅有助于褐煤球团依次进入到所述转化仓的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓，更重要地，转化仓的转动能够使得褐煤球团在转化仓的高温燃烧转化过程更加均匀，提高褐煤的转化质量。所述预热仓的温度为200℃，所述低温仓的温度为500℃，所述中温仓的温度为900℃，所述高温仓的温度为1250℃，所述均化仓的温度为1150℃，进入到转化仓的褐煤球团，通过来自高温仓流过的气体，在温度为200℃的预热仓中得到烘干，在预热仓中去掉20%的水分，同时褐煤的温度可以加热到150℃以上。经过预热仓后的褐煤随后进入温度为500℃的低温仓，进入到低温仓中的褐煤温度可上升到350至500℃，此时褐煤开始燃烧，部分化合物分解成可燃气体参与燃烧，部分化合物分解成水蒸气排出。从低温仓排出后的褐煤进入到温度为900℃的中温仓，在中温仓中，褐煤球团开始全面燃烧，化合物中的碳、氢、氧元素全面分解。从中温仓排出的褐煤进入到温度为1250℃的高温仓，在高温仓中，褐煤的化合物中的碳全面转化，部分CO参与煤炭共同燃烧使温度得到短时提升。最后褐煤进入到均化仓中，受进风口冷空气的影响均化仓的温度比高温仓略有下降，褐煤在均化仓中燃烧转化后保持一段时间内高温均化反应，最后从均化仓排出，得褐煤半成品。
将步骤（2）得到的褐煤半成品进行步骤（3）补充燃烧及炭化处理，经过步骤（2）处理后得到的褐煤半成品加入到转化釜中，当所述褐煤半成品有未燃烧充分的，在转化釜中对褐煤半成品继续加热至1150℃，使褐煤在转化釜中继续燃烧转化，直至完全燃烧转化，停止对褐煤球团的加热，然后将转化釜密封，使褐煤在欠氧状态下还原炭化。当步骤（2）所得褐煤半成品中没有未燃烧充分的，则无需对褐煤半成品继续加热燃烧转化，可将步骤（2）得到的褐煤半成品加入转化釜后，直接将转化釜密封，使褐煤在欠氧状态下还原炭化。最后，将经过步骤（3）补充燃烧及炭化的褐煤按照用途添加固化剂压制成不同形状的产品。
作为本发明所述褐煤提质方法的优选实施方式，所述步骤（1）中的固化材料为淀粉和糖渣料。所述固化材料采用淀粉和糖渣料，在褐煤中添加淀粉和糖渣料后形成褐煤球团，有效保证了褐煤进入高温炉燃烧转化时的强度，使其均匀地在高温炉的各个仓中运送燃烧，防止裂化减少煤粉的产生。
作为本发明所述褐煤提质方法的优选实施方式，所述步骤（2）中高温炉的转化仓沿水平面向上倾斜6-12°，所述转化仓由下至上依次为均化仓、高温仓、中温仓、低温仓和预热仓。将所述转化仓设计为沿水平面向上倾斜6-12°，所述转化仓由下至上依次为均化仓、高温仓、中温仓、低温仓和预热仓，褐煤首先进入上面的预热仓，由于整个转化仓倾斜向上设计，使得褐煤可通过自身的重力从预热仓依次进入到低温仓、中温仓、高温仓和均化仓，不仅方便，而且合理有效利用了资源。
作为本发明所述褐煤提质方法的优选实施方式，所述步骤（2）中褐煤球团进入转化仓后，转化仓以0.5-15转/分钟的转速转动。转化仓在转动的过程中，褐煤球团在转化仓中随转化仓转动，使得褐煤球团在转化仓中的燃烧转化在不断转动的过程中进行，保证了褐煤球团燃烧转化的均匀性。另外，当转化仓设计为沿水平面向上倾斜6-12°时，转化仓的转动有助于褐煤球团从预热仓依次进入到低温仓、中温仓、高温仓和均化仓，转化仓的转速大小直接影响褐煤球团在各个仓中的停留时间。
作为本发明所述褐煤提质方法的优选实施方式，所述步骤（2）中均化仓、高温仓、中温仓、低温仓和预热仓的长度比为3:4:5:5:6:8。各个仓的长度直接影响了褐煤在其中的燃烧转化时间，当各个仓的长度比例为3:4:5:5:6:8时，褐煤的燃烧转化更完全。
作为本发明所述褐煤提质方法的优选实施方式，所述步骤（2）中的高温炉还包括与所述转化仓的预热仓连接、用于回收褐煤挥发分在高温燃烧过程中蒸发分解出来的苯萃化合物的苯萃回收仓。
作为本发明所述褐煤提质方法的优选实施方式，所述步骤（2）中的高温炉还包括与所述苯萃回收仓连接、用于排放褐煤燃烧转化过程中的废气的排烟囱。
作为本发明所述褐煤提质方法的优选实施方式，所述步骤（3）中的转化釜包括釜体、设于所述釜体下部的发热管以及设于所述发热管上方的交换器，所述釜体的上方设有褐煤进口。步骤（2）得到的褐煤半成品从所述转化釜釜体上方的褐煤进口进入到转化釜，当步骤（2）得到的褐煤半成品中有部分未燃烧充分的，进入到转化釜中的褐煤半成品在釜体下部发热管的作用下继续加热，使褐煤半成品升温至1150℃，继续燃烧转化，至燃烧转化完全后，停止对转化釜中褐煤半成品的加热，然后盖上褐煤进口，将转化釜密封，使转化釜中的褐煤半成品在欠氧状态下还原炭化。当步骤（2）得到的褐煤半成品中没有未燃烧充分的，则不需用釜体中的加热管对褐煤半成品继续加热，褐煤半成品加入到转化釜中，直接将褐煤进口盖上，将转化釜密封，使褐煤半成品在欠氧状态下还原炭化即可。所述褐煤半成品在转化釜中的欠氧还原炭化过程中，转化釜中的褐煤在釜体及釜体中设置的交换器的共同作用下均匀地在一定时间内冷却，到达恒温状态，在此过程中，由于转化釜密封，褐煤处于欠氧状态，此逐渐冷却的过程即完成了褐煤的欠氧还原炭化。
实践中，通过检测步骤（2）中高温炉转化仓的均化仓出口的气体来判断经过步骤（2）处理得到的褐煤半成品是否存在未燃烧充分的部分，当检测到均化仓出口的气体中含有瓦斯、一氧化碳、半水煤气等气体时，则经过步骤（2）处理得到的褐煤半成品中存在部分未燃烧充分的情况，则进入到转化釜中的褐煤半成品需要发热管对其继续升温燃烧转化。否则，当均化仓出口的气体中不含有这些气体时，则经过步骤（2）处理得到的褐煤半成品已经充分燃烧转化，进入到转化釜中的褐煤半成品就无需再用发热管对其继续升温燃烧转化，直接将转化釜密封进行欠氧还原即可。
作为本发明所述褐煤提质方法的优选实施方式，所述步骤（1）中分级、筛选得到的褐煤含水量为55%，挥发分大于50%，发热量为12-21大卡。本发明所述方法中，采用的原料褐煤的含水量为55%，挥发分大于50%，发热量为12-21大卡，是滇西南的褐煤。
作为本发明所述褐煤提质方法的优选实施方式，经过步骤（1）初加工得到的褐煤球团的含水量为30%。
一种采用如上所述方法提质得到的褐煤，所述褐煤的含水量为1-5%，固定碳含量为65-80%，挥发分含量为10-20%，发热量为5000-7000大卡。采用如上所述方法提质得到的褐煤含水量低、发热量大，所得产品可替代木炭进入各个领域，所得产品比无烟煤质优。
本发明所述方法将褐煤经过四个步骤的加工处理，将褐煤不同的炭质化合物在不同温度及反应时间达到理想的转化效果，使褐煤化合物中的炭质能够全面地转化，褐煤的物理性质和化学性质得到转变，化学性质稳定，各种有益指标提升，有效提高了褐煤的利用价值。
附图说明
图1为本发明所述褐煤提质方法的流程图。
图2为本发明所述褐煤提质方法所用高温炉的一种实施例的结构示意图。
图3为图2所示高温炉沿水平面向上倾斜一定角度的结构示意图。
图4为本发明所述褐煤提质方法所用转化釜的一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
一种褐煤提质方法，如附图1所示，包括以下步骤：（1）初加工：根据不同煤化程度将褐煤分级、筛选，密压成型、真空吸水，然后在褐煤中加入固化材料形成褐煤球团；（2）高温燃烧转化：将步骤（1）中的褐煤球团加入高温炉的转化仓，所述转化仓由依次连接的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓组成，所述预热仓的温度为200℃，所述低温仓的温度为500℃，所述中温仓的温度为900℃，所述高温仓的温度为1250℃，所述均化仓的温度为1150℃，所述褐煤球团依次进入所述转化仓的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓，所述褐煤球团进入转化仓后，转化仓处于转动状态，所述褐煤球团经过高温炉高温燃烧转化后，从转化仓的均化仓排出，得褐煤半成品；（3）补充燃烧及炭化：将步骤（2）得到的褐煤半成品加入到转化釜，未充分燃烧的褐煤在转化釜中进一步升温燃烧转化，至转化完全后停止对褐煤加热，然后将转化釜密封，使褐煤在欠氧状态下还原炭化；或者，将步骤（2）处理后的褐煤加入到转化釜中，将转化釜密封，使褐煤在欠氧状态下还原炭化；（4）成型固化：将步骤（3）得到的褐煤添加固化剂压制成产品。
步骤（1）中的初加工将褐煤通过筛选、分级取得不同煤化程度级别的褐煤，然后经过密压成型，真空吸水的方式对褐煤进行初加工，清除褐煤中的部分水分杂质。最后在褐煤中添加固化材料形成褐煤球团，使得褐煤进入到高温炉燃烧转化时保证强度，均匀地在高温炉的各个仓中运送燃烧，防止裂化减少煤粉的产生。较佳地，所述固化材料采用淀粉和糖渣料。在具体的实施方式中，本发明所采用的原料褐煤为滇西南的褐煤，含水量为55%以上，挥发分为50%以上，发热量为12-21大卡，而经过步骤（1）初加工后得到的褐煤球团的含水量为30%。
经过初加工后得到的褐煤球团进入步骤（2）高温燃烧转化阶段，褐煤球团进入高温炉的转化仓，褐煤从高温炉的进料口进入到转化仓中，所述转化仓由依次连接的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓组成，进入转化仓中的褐煤球团依次进入所述转化仓的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓，所述褐煤球团进入转化仓中后，转化仓处于转动状态。由于转化仓处理转动装填，进去其中的褐煤球团将随转化仓一起转动，转化仓的转动不仅有助于褐煤球团依次进入到所述转化仓的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓，更重要地，转化仓的转动能够使得褐煤球团在转化仓的高温燃烧转化过程更加均匀，提高褐煤的转化质量。所述预热仓的温度为200℃，所述低温仓的温度为500℃，所述中温仓的温度为900℃，所述高温仓的温度为1250℃，所述均化仓的温度为1150℃，进入到转化仓的褐煤球团，通过来自高温仓流过的气体，在温度为200℃的预热仓中得到烘干，在预热仓中去掉20%的水分，同时褐煤的温度可以加热到150℃以上。经过预热仓后的褐煤随后进入温度为500℃的低温仓，进入到低温仓中的褐煤温度可上升到350至500℃，此时褐煤开始燃烧，部分化合物分解成可燃气体参与燃烧，部分化合物分解成水蒸气排出。从低温仓排出后的褐煤进入到温度为900℃的中温仓，在中温仓中，褐煤球团开始全面燃烧，化合物中的碳、氢、氧元素全面分解。从中温仓排出的褐煤进入到温度为1250℃的高温仓，在高温仓中，褐煤的化合物中的碳全面转化，部分CO参与煤炭共同燃烧使温度得到短时提升。最后褐煤进入到均化仓中，受进风口冷空气的影响均化仓的温度比高温仓略有下降，褐煤在均化仓中燃烧转化后保持一段时间内高温均化反应，最后从均化仓排出，得褐煤半成品。
将步骤（2）得到的褐煤半成品进行步骤（3）补充燃烧及炭化处理，经过步骤（2）处理后得到的褐煤半成品加入到转化釜中，当所述褐煤半成品有未燃烧充分的，在转化釜中对褐煤半成品继续加热至1150℃，使褐煤在转化釜中继续燃烧转化，直至完全燃烧转化，停止对褐煤球团的加热，然后将转化釜密封，使褐煤在欠氧状态下还原炭化。当步骤（2）所得褐煤半成品中没有未燃烧充分的，则无需对褐煤半成品继续加热燃烧转化，可将步骤（2）得到的褐煤半成品加入转化釜后，直接将转化釜密封，使褐煤在欠氧状态下还原炭化。最后，将经过步骤（3）补充燃烧炭化的褐煤按照用途添加固化剂压制成不同形状的产品。
所述步骤（2）中所用的高温炉的一种实施例的结构示意图如附图2所示，所述高温炉包括由依次连接的预热仓22、低温仓24、中温仓25、高温仓26和均化仓28组成的转化仓20，所述预热仓22连接有进料口10，所述均化仓28连接有出料口30，褐煤通过所述进料口10进入到预热仓22中，受到来自高温仓26流过的气体作用，褐煤在预热仓22中得到烘干，在预热仓22中能够去掉20%的水分，同时褐煤的温度可以加热到150℃以上。由于整个转化仓20沿水平面向上倾斜6-12°，如附图3所示，转化仓20由下至上依次为均化仓28、高温仓26、中温仓25、低温仓24和预热仓22，因此，进入到预热仓22的褐煤逐渐从预热仓22向下滑落，褐煤依次滑落进入低温仓24、中温仓25、高温仓26和均化仓28，完成上述的高温燃烧转化过程。
较佳地，所述高温炉的均化仓28、高温仓26、中温仓25、低温仓24和预热仓22的长度比为3:4:5:5:6:8。在具体的实施方式中，可将均化仓28的长度设计为15m，高温仓26的长度设计为20m，中温仓25的长度设计为25m，低温仓24的长度设计为25m，预热仓22的长度设计为30m。
较佳地，如附图2和3所示，所述高温炉还设有苯萃回收仓40，所述苯萃回收仓40可将褐煤挥发分在高温燃烧过程中蒸发分解出来的苯萃化合物，通过除尘、吸收等作用粗体回收，增加效益。所述苯萃回收仓40的长度可根据均化仓28、高温仓26、中温仓25、低温仓24和预热仓22的长度及需要设计，在具体的实施方式中，当均化仓28的长度设计为15m、高温仓26的长度设计为20m、中温仓25的长度设计为25m、低温仓24的长度设计为25m、预热仓22的长度设计为30m时，苯萃回收仓40的长度可设计为40m。
较佳地，所述高温炉还设有排烟囱50，所述排烟囱50可用于排放褐煤燃烧转化过程中的废气，同时可用于抽风。所述排烟囱50的高度可根据需要设计，在具体的实施方式中，所述排烟囱50的高度可设计为50m。
较佳地，褐煤球团进入转化仓20后，所述高温炉的转化仓20以0.5-15转/分钟的转速转动。当所述高温炉的转化仓20转动时，褐煤进入到转化仓20中高温燃烧转化的过程中，褐煤随转化仓20一起转动，能够使褐煤的高温燃烧转化更加均匀彻底。同时，旋转的转化仓20也对褐煤在转化仓20各个仓中的转化起到输送作用，转化仓20的转速大小直接影响褐煤在转化仓20的预热仓22、低温仓24、中温仓25、高温仓26和均化仓28中的停留时间，即褐煤在转化仓20中的高温燃烧转化时间，可根据需要选择转化仓20的转速，较佳地，所述转化仓20的转速为0.5-15转/分钟。实践中，所述高温炉可连接有为转化仓20的转动提供动力的转动机构（图中未画出），所述转动机构配备有变速器（图中未画出），通过控制变速器控制转速的大小，方便高效。
所述高温炉内的温度较高，因此炉内可用高铝耐火材料、莫来石等材料筑成。所述高温炉的炉内可采用耐火材料设计形成螺纹装结构，如附图2和3所示，更有助于褐煤在高温炉内的高温燃烧转化。
褐煤从高温炉的进料口10进入到预热仓22后，根据各仓的温度参数，适应性的调整进料口10处褐煤的进料量和空气流量。褐煤由预热仓22向均化仓28方向移动，高温气体由均化仓28向预热仓22方向移动，褐煤原料在从预热仓22向均化仓28移动的过程中，一路得到加热、燃烧，起到蒸发水分、燃烧分解、固定碳还原的系列功能作用。褐煤在高温炉中的燃烧转化时间由高温炉的转速控制。
所述步骤（3）中所用的转化釜的一种实施例的结构示意图如附图4所示，所述转化釜包括釜体60、设于所述釜体60下部的发热管80以及设于所述发热管80上方的交换器90，所述釜体60的上方设有褐煤进口70。在高温炉中燃烧转化后得到的褐煤半成品从转化釜上方的褐煤进口70进入到转化釜中，当所述褐煤半成品有未燃烧充分的，在转化釜中通过釜体60下部的发热管80对褐煤半成品继续加热至1150℃，使褐煤在转化釜中继续燃烧转化，直至完全燃烧转化，停止对褐煤球团的加热，使得褐煤半成品在转化釜中得到补充燃烧转化，保证转化质量；然后将转化釜密封，使褐煤在欠氧状态下还原炭化。当步骤（2）所得褐煤半成品中没有未燃烧充分的，则无需对褐煤半成品继续加热燃烧转化，可将步骤（2）得到的褐煤半成品加入转化釜后，直接将转化釜密封，使褐煤在欠氧状态下还原炭化。一般情况下，进入到转化釜中的褐煤半成品直接在欠氧状态下欠氧还原即可，只有发现部分褐煤半成品未得到全面燃烧反应时，才在转化釜中通过发热管80对其继续升温补救转化。所述褐煤半成品在转化釜中的欠氧还原炭化过程中，转化釜中的褐煤在釜体60及釜体60中设置的交换器90的共同作用下均匀地在一定时间内冷却，到达恒温状态，在此过程中，由于转化釜密封，褐煤处于欠氧状态，此逐渐冷却的过程即完成了褐煤的欠氧还原炭化，然后进入到下一个成型固化工序。
在具体的实施方式中，通过检测步骤（2）中高温炉转化仓的均化仓出口的气体来判断经过步骤（2）处理得到的褐煤半成品是否存在未燃烧充分的部分，当检测到均化仓出口的气体中含有瓦斯、一氧化碳、半水煤气等气体时，则经过步骤（2）处理得到的褐煤半成品中存在部分未燃烧充分的情况，则进入到转化釜中的褐煤半成品需要发热管对其继续升温燃烧转化。否则，当均化仓出口的气体中不含有这些气体时，则经过步骤（2）处理得到的褐煤半成品已经充分燃烧转化，进入到转化釜中的褐煤半成品就无需再用发热管对其继续升温燃烧转化，直接将转化釜密封进行欠氧还原即可。
所述步骤（4）的成型固化是将燃烧炭化后的褐煤按照不同的用途，添加不同的固化剂压制成不同形状的产品。所述固化剂可采用淀粉、糖粉等。
实施例1
本发明褐煤提质方法与现有方法的对比
褐煤原料：采用滇西南的褐煤，其水分为55%，挥发分为50%，发热量为12-21大卡。发明组和对比组均采用此种褐煤原料。
发明组采用本发明所述的褐煤提质方法，具体包括以下步骤：
（1）将褐煤密压成型、真空吸水，然后在褐煤中加入淀粉和糖渣料作为固化材料形成褐煤球团，所得褐煤球团的含水量为30%；
（2）高温燃烧转化：将步骤（1）中得到的褐煤球团加入高温炉的转化仓，所述高温炉的结构如附图2和3所示，所述转化仓由依次连接的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓组成，所述转化仓沿水平面向上倾斜6-12°，所述预热仓的温度为200℃，所述低温仓的温度为500℃，所述中温仓的温度为900℃，所述高温仓的温度为1250℃，所述均化仓的温度为1150℃，所述褐煤球团依次进入所述转化仓的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓，在整个过程中，转化仓以0.5-15转/分钟的转速转动。所用高温炉的转化仓中，均化仓的长度为15m，高温仓的长度为20m，中温仓和低温仓的长度均为25m，预热仓的长度为30m，苯萃回收仓的长度为40m，排烟囱的高度为50m，所述均化仓、高温仓、中温仓、低温仓和预热仓的直径相同，均为1.3-4.7m。褐煤在转化仓中燃烧转化后从高温炉的出料口取出，即得褐煤半成品；
（3）补充燃烧炭化：将步骤（2）得到的褐煤半成品从转化釜的褐煤进口加入到转化釜中，所述转化釜的结构如附图4所示，将发热管通电发热，对进入到转化釜中的褐煤半成品继续升温加热至1150℃，使褐煤半成品继续燃烧转化，至燃烧转化完全后，切断发热管的电源，停止对转化釜中褐煤半成品的加热，然后盖上褐煤进口，将转化釜密封，转化釜中的褐煤在釜体及釜体中设置的交换器的共同作用下均匀地在一定时间内冷却，到达恒温状态，在此过程中，由于转化釜密封，褐煤处于欠氧状态，此逐渐冷却的过程即完成了褐煤的欠氧还原炭化；
（4）将步骤（3）中转化釜中达到恒温状态的褐煤取出，然后根据不同的用途添加不同的固化剂，压制成不同形状的产品。最后，检测所述产品的含水量、固定碳、挥发分含量以及发热量。
对比组采用现有技术中的立窑分级静态高温烧制，以固定模式（立窑）的方式进行燃烧反应，在燃烧反应的过程中，立窑是不转动的。同样测定对比组所得产品的含水量、固定碳、挥发分含量以及发热量，与发明组对比结果如表1所示。
表1含水量、固定碳、挥发分、发热量对比
| 组别 | 含水量（%） | 固定碳（%） | 挥发分（%） | 发热量（大卡） |
| 发明组 | 1-5% | 65-80 | 10-20 | 5000-7000 |
| 对比组 | 8-15 | 50-60 | 35-40 | 2000-3000 |
由表1可知，采用本发明所述褐煤提质方法提质得到的褐煤与采用现有技术的立窑分级静态高温烧制方法得到的褐煤相比，含水量显著较低，固定碳含量显著较高，挥发分大大减少，发热量显著提高。因此，本发明所述褐煤提质方法能够使化合物里面的炭质全面地转化，各种有益指标显著提升，有效提高了褐煤的利用价值。
本发明所述褐煤提质方法，改变了高温炉燃烧反应的方式，现有技术都是以固定模式（立窑）的方式进行燃烧反应，而本发明采用的炉窑（转窑）转动技术，解决了褐煤在燃烧反应过程中不均匀的技术难题。在本发明的转窑中，褐煤能一次性的从进料口到出料口完成褐煤的烘干，使褐煤的含水量从55%以上显著下降到1-5%。褐煤经过高温炉的低温仓的与燃烧，到中温仓的全面燃烧，炭质化合物的分解转化，高温仓的彻底燃烧反应转化，基本完成了褐煤进入窑中的化学反应过程。整个过程系统的使褐煤挥发分中的45%以上转化为固定碳，使挥发分降低固定碳提高，提高了发热值。而转化釜的设置能够对从高温炉出来的褐煤半成品进一步补救转化，褐煤在转化釜中可继续加热燃烧转化，能够把高温炉产出的转化程度未能达到要求的半成品进一步补救转化，从而保证了所得褐煤产品的质量稳定和产量，有效地对褐煤的炭质进行了充分的转化，实现了燃烧反应过程的最小损失，保证了褐煤的利用率，实现了工业化大规模生产的条件。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种褐煤提质方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）初加工：根据不同煤化程度将褐煤分级、筛选，密压成型、真空吸水，然后在褐煤中加入固化材料形成褐煤球团；
（2）高温燃烧转化：将步骤（1）中的褐煤球团加入高温炉的转化仓，所述转化仓由依次连接的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓组成，所述预热仓的温度为200℃，所述低温仓的温度为500℃，所述中温仓的温度为900℃，所述高温仓的温度为1250℃，所述均化仓的温度为1150℃，所述褐煤球团依次进入所述转化仓的预热仓、低温仓、中温仓、高温仓和均化仓，所述褐煤球团进入转化仓中后，转化仓处于转动状态，所述褐煤球团经过高温炉高温燃烧转化后，从转化仓的均化仓排出，得褐煤半成品；
（3）补充燃烧及炭化：当所述褐煤半成品中有未充分燃烧的褐煤时，将步骤（2）得到的褐煤半成品加入到转化釜，在转化釜中对褐煤半成品继续加热至1150℃，使褐煤在转化釜中继续燃烧转化，直至完全燃烧转化，停止对褐煤球团的加热，然后将转化釜密封，使褐煤在欠氧状态下还原炭化；当所述褐煤半成品中没有未充分燃烧的褐煤时，将步骤（2）处理后的褐煤加入到转化釜中，将转化釜密封，使褐煤在欠氧状态下还原炭化；
（4）成型固化：将步骤（3）得到的褐煤添加固化剂压制成产品。
2.如权利要求1所述的褐煤提质方法，其特征在于，所述步骤（1）中的固化材料为淀粉和糖渣料。
3.如权利要求1所述的褐煤提质方法，其特征在于，所述步骤（2）中高温炉的转化仓沿水平面向上倾斜6-12°，所述转化仓由下至上依次为均化仓、高温仓、中温仓、低温仓和预热仓。
4.如权利要求1或3所述的褐煤提质方法，其特征在于，所述步骤（2）中褐煤球团进入转化仓后，转化仓以0.5-15转/分钟的转速转动。
5.如权利要求1所述的褐煤提质方法，其特征在于，所述步骤（2）中的均化仓、高温仓、中温仓、低温仓和预热仓的长度比为3:4:5:5:6。
6.如权利要求1或2或3或5所述的褐煤提质方法，其特征在于，所述步骤（2）中的高温炉还包括与所述转化仓的预热仓连接、用于回收褐煤挥发分在高温燃烧过程中蒸发分解出来的苯萃化合物的苯萃回收仓。
7.如权利要求6所述的褐煤提质方法，其特征在于，所述步骤（2）中的高温炉还包括与所述苯萃回收仓连接、用于排放褐煤燃烧转化过程中的废气的排烟囱。
8.如权利要求1所述的褐煤提质方法，其特征在于，所述步骤（3）中的转化釜包括釜体、设于所述釜体下部的发热管以及设于所述发热管上方的交换器，所述釜体的上方设有褐煤进口。
9.如权利要求1所述的褐煤提质方法，其特征在于，经过步骤（1）初加工得到的褐煤球团的含水量为30%。
10.一种采用如权利要求1所述褐煤提质方法提质得到的褐煤，其特征在于，所述褐煤提质方法提质得到的褐煤的含水量为1-5%，固定碳含量为65-80%，挥发分含量为10-20%，发热量为5000-7000大卡。
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