一种废油脂煮煤的装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种废油脂煮煤的装置及其使用方法，属于废油脂利用技术和煤炭加工领域。具体涉及一种利用煎炸油、地沟油、潲水油、过期油脂等废油脂作为介质对褐煤进行脱水脱矿物质，从而提高褐煤煤质的装置及使用方法。
背景技术
地沟油回流餐桌会严重危害人们的身体健康，其来源广泛，诸如煎炸油、地沟油、潲水油、过期油等。“地沟油”一般是指用餐厨废弃物、肉类加工废弃物和检验检疫不合格畜禽产品等非食品原料生产、加工的油脂。由于动植物油脂经过高温氧化会产生剧毒的黄曲霉素、苯并芘等致癌物质，这对人们的健康造成极大的危害。因此，研发废弃油脂的利用，对惠及和保障人们健康生活，具有重要的社会价值和意义。
煤炭在我国乃至全球都是能源消费结构中占主体地位的，但是在其利用过程中如果工艺和技术不完善会造成环境污染，诸如大气污染（PM2.5）、水体污染（废水排放）等。煤炭依据变质程度的不同分为褐煤、烟煤、无烟煤三大类，烟煤又细分了12小类。变质程度直接决定了煤炭的利用途径和方式，如变质程度高的无烟煤用来制合成氨、尿素等化肥，烟煤中变质程度高的可以炼焦、变质程度较低的可以通过气化或液化制化学品，褐煤以燃烧供暖发电为主。煤炭的价值或市场价格与变质程度呈正相关性，即变质程度越高其价值越大，所以提高煤炭的质量（简称提质）是煤炭资源化利用的重要手段和方法。煤炭提质主要是提高有机质（含碳、氢的物质）含量，降低氧、氮、硫和矿物质的含量，如通过洗选降低矿物质含量（俗称灰分），通过干燥降低水含量，通过热解排出小分子物质提高固定碳含量等。目前通过降低水含量使煤炭提质的研究方法很多，特别是褐煤的脱水提质，中国专利CN104178191A提到褐煤占全球储量的40%，占中国储量的13%，由于水分含量高（约20%-60%）、热值低、易风化和自燃，单位能量运输成本高，不利于长距离输送和贮存。国内外褐煤提质技术大致可分为干燥脱水、成型和热解提质技术三大类（屈进州等，褐煤提质技术研究进展，《煤炭科学技术》，2011，39（11）：121-125）。中国专利CN106433852A发明了一种褐煤提质装置，在褐煤提质过程中能耗低、有利于提高节能效果，主要涉及到了气流粉碎干燥器、气固分离装置和成型装置等。中国专利CN102352272A发明了一种有效控制干燥室内总热量的褐煤提质装置，热源由余热锅炉提供，冷却由风机实现，效果体现在在干燥室和调温室之间增设取热器后可有效控制干燥室的总热量，从而很好地控制褐煤处理后的质量。
综上可以看出褐煤提质装置主要是通过蒸汽、烟气等加热方式以及干燥室（器）来实现脱水的。其实褐煤中灰分含量也较高，一般为20-30%（有的甚至高达50%），脱除矿物质也应该是褐煤提质的重要目标。既脱水又脱矿物质的提质装置是褐煤提质的创新思路，将有较好的发展前景。
发明内容
本发明旨在提供一种废油脂煮煤的装置及其使用方法，目的在于采用废油脂作为传热介质对褐煤进行脱水和脱矿物质，解决废油脂利用途径的同时实现褐煤提质，具体是一种通过废油脂煮煤实现褐煤既脱水又脱矿物质的装置及其使用方法。
本发明的原理：褐煤经过破碎后，生成细小煤粒和矿物质，通过用废油脂作为传热介质使其受热升温，当大于100℃以上，煤粒中吸附的游离水会以气体的形式释放出来进入废油脂中并形成不溶于油脂的水，同时废油脂进入煤粒的空隙中。水密度比油脂重向下运动，而矿物质输油亲水，进入水珠向下沉降，待反应完成后，褐煤中的水和矿物质与油脂分层在下层，而提质后的褐煤在油脂上层，通过压滤即得到提质后的褐煤。
本发明提供了一种废油脂煮煤的装置，包括依次连接的脱杂提纯塔、油脂储槽和废油脂煮煤器，破碎机依次连接提升机和废油脂煮煤器，所述废油脂煮煤器的上部为搅拌釜，搅拌釜中设有搅拌机，搅拌釜底部设有出料阀，出料阀底部连接锥形釜，锥形釜上部设有过滤筛，过滤筛为倾斜设置，过滤筛一侧设有固体出料口，另一侧设有与推煤机连接的推煤杆，锥形釜底部设有出油口，最底端为出水口；固体出料口连接传送带，废油脂煮煤器的底部连接第一压滤机，侧部连接第二压滤机，废油脂煮煤器的顶部和过滤筛下侧部连接有控制阀，控制阀与转换器连接，转换器分别与惰性气体瓶和真空泵连接，传送带连接煤仓，第一压滤机下部放置矿物贮槽、侧底部连接压滤水池，第二压滤机下部放置煤泥贮槽，侧底部连接分馏塔，分馏塔顶部连接收集罐、底部连接油脂储槽。
上述装置中，所述破碎机指球磨机、棒磨机、锤石破碎机、滚筒式破碎机中的一种。
上述装置中，所述搅拌机或水平搅拌或竖直搅拌或呈角度搅拌。
上述装置中，所述过滤筛与水平面成夹角0°—60°，以15°—45°为最佳。
上述装置中，所述过滤筛中的筛板孔径范围在0.045mm—3mm，优选0.075mm—0.5mm。
上述装置中，所述推煤杆与筛板的夹角范围为85°—45°。
本发明提供了上述废油脂煮煤的装置的使用方法，废油脂经过脱杂提纯塔后进入油脂储槽，再按照油煤质量比5-10:1加入到废油脂煮煤器中；褐煤经过破碎机破碎后由提升机从废油脂煮煤器顶部加入，与废油脂在搅拌机的搅拌下混合，在真空或惰性气氛下、0-300℃搅拌1-24h，然后通过出料阀进入废油脂煮煤器下部，真空抽滤将提质褐煤和液体分离；抽滤完毕后通过推煤杆将提质褐煤沿过滤筛推出固体出料口落入传送带，通过传送带将提质褐煤输送到煤仓；液体在废油脂煮煤器底部静置分层，上层的油脂从侧部进入压滤机压滤，纯净的油脂进入分馏塔，压滤出的煤泥落到煤泥贮槽后送到煤仓；下层的分离水从底部进入压滤机压滤，压滤出的矿物质落到矿物贮槽，压滤水进入压滤水池；分馏塔塔顶蒸馏出吸收的小分子有机物进入收集罐，塔底的油脂进入油脂储槽循环使用。
所述废油脂煮煤装置的使用方法，具体包括以下步骤：
（1）将废油脂加入脱杂提纯塔，脱杂提纯塔与油脂储槽相连，油脂储槽与废油脂煮煤器相连，按照油煤质量比5-10:1将纯净的油脂加入到废油脂煮煤器中；
（2）将褐煤加入到破碎机中破碎，破碎机与提升机相连，提升机与废油脂煮煤器相连，破碎后的褐煤由提升机从废油脂煮煤器顶部加入，与废油脂在搅拌机的搅拌下混合，在真空或惰性气氛下、0-300℃搅拌1-24h；
（3）处理完毕的油煤混合物通过出料阀进入废油脂煮煤器下部，开启真空泵调节控制阀真空抽滤，将提质褐煤和液体分离，抽滤完毕后通惰性气体恢复常压，通过推煤杆将提质褐煤沿过滤筛面推出提质褐煤出料口落入传送带，通过传送带将提质褐煤输送到煤仓；
（4）真空抽滤下来的液体在废油脂煮煤器底部静置分层，待明显的油水层出现后将上层的油脂从侧部通入压滤机压滤，压滤出纯净的油脂泵入分馏塔，压滤出的煤泥从压滤机下部落到煤泥贮槽后送到煤仓；
（5）废油脂煮煤器底部液体分层后的下层分离水从底部排出进入压滤机压滤，压滤出的矿物质从压滤机下部落到矿物贮槽，压滤出的压滤水放入压滤水池；
（6）进入分馏塔的油脂从塔顶蒸馏出其吸收的小分子有机物进入收集罐，从塔底出来的油脂进入油脂储槽循环使用。
上述使用方法中，所述废油脂是地沟油、潲水油、煎炸油、过期食用油、屠宰场下脚料油脂中的一种或几种，也包括生物微藻或非粮油料作物制出的油脂。
上述使用方法中，所述脱杂提纯指脱胶、脱杂、脱臭处理。
上述使用方法中，步骤（2）中设定温度范围0℃—300℃，优选室温—150℃。
上述使用方法中，步骤（2）中所述的气氛为真空或惰性气氛，真空度为-0.1MPa—0MPa，惰性气体为氮气、氦气、氩气、氖气中一种，惰性气氛压力为0MPa—1MPa。
上述使用方法中，所述分馏塔的蒸馏温度设定范围100℃—250℃。
本发明的有益效果：
（1）将废油脂作为褐煤提质加工的介质，使废油脂变废为宝并循环利用，开发了废油脂利用的新途径；
（2）本发明提供的褐煤提质方法，改变了气体传热的加热脱水方式，应用的温度条件更优化，在室温就可以实现褐煤脱水，不仅有效脱除了褐煤中的水分还脱除了细粒的矿物质，大大提高了褐煤的热值；
（3）该装置操作简单方便、应用范围广、不产生废物、利于环保。
附图说明
图1为废油脂煮煤的装置的示意图。
图2为废油脂煮煤器的结构示意图。
图3为图2的左视图。
图4为图2的俯视图。
图中，1—脱杂提纯塔；2—油脂储槽；3—废油脂煮煤器； 4—破碎机；5—提升机；6—搅拌机；7—出料阀；8—固体出料口；9—传送带；10—煤仓；11—第一压滤机；12—矿物贮槽；13—压滤水池；14—过滤筛；15—第一控制阀；16—推煤机；17—推煤杆；18—第二控制阀；19—转换器；20—惰性气体瓶；21—真空泵；22—第二压滤机；23—煤泥贮槽；24—分馏塔；25—收集罐；26—出油口。A为废油脂，B为褐煤。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
如图1所示，本发明提供了一种废油脂煮煤的装置，包括依次连接的脱杂提纯塔1、油脂储槽2和废油脂煮煤器3，破碎机连接提升机再连接废油脂煮煤器3，废油脂煮煤器3中有搅拌机6、出料阀7、固体出料口8、过滤筛14、推煤机16，固体出料口8连接传送带9，废油脂煮煤器3的底部连接第一压滤机11，侧部连接第二压滤机22，废油脂煮煤器3的顶部和过滤筛14下侧部分别连接有第二控制阀18和第一控制阀15，两个控制阀与转换器19连接，转换器19分别与惰性气体瓶20和真空泵21连接，传送带9连接煤仓10，第一压滤机11下部放置矿物贮槽12、侧底部连接压滤水池13，第二压滤机22下部放置煤泥贮槽23，侧底部连接分馏塔24，分馏塔24顶部连接收集罐25、底部连接油脂储槽2。
所述废油脂煮煤器3的上部为搅拌釜，搅拌釜中设有搅拌机6，搅拌釜底部设有出料阀7，出料阀7底部连接锥形釜，锥形釜上部设有过滤筛14，过滤筛14为倾斜设置，过滤筛14一侧设有固体出料口8，另一侧设有与推煤机16连接的推煤杆17，锥形釜底部侧面设有出油口26，最底端为出水口。
上述装置中，所述破碎机指球磨机、棒磨机、锤石破碎机、滚筒式破碎机中的一种。
上述装置中，所述搅拌机或水平搅拌或竖直搅拌或呈角度搅拌。
上述装置中，所述过滤筛与水平面成夹角0°—60°，以15°—45°为最佳。
上述装置中，所述过滤筛中的筛板孔径范围在0.045mm—3mm，优选0.075mm—0.5mm。
上述装置中，所述推煤杆与筛板的夹角范围为85°—45°。
本发明提供了上述废油脂煮煤的装置的使用方法，废油脂经过脱杂提纯塔后进入油脂储槽，再按照油煤比5-10:1加入到废油脂煮煤器中；褐煤经过破碎机破碎后由提升机从废油脂煮煤器顶部加入，与废油脂在搅拌机的搅拌下混合，在真空或惰性气氛下、0℃—300℃搅拌1-24h，然后通过出料阀进入废油脂煮煤器下部，真空抽滤将提质褐煤和液体分离；抽滤完毕后通过推煤杆将提质褐煤沿过滤筛推出固体出料口落入传送带，通过传送带将提质褐煤输送到煤仓；液体在废油脂煮煤器底部静置分层，上层的油脂从侧部进入压滤机压滤，纯净的油脂进入分馏塔，压滤出的煤泥落到煤泥贮槽后送到煤仓；下层的分离水从底部进入压滤机压滤，压滤出的矿物质落到矿物贮槽，压滤水进入压滤水池；分馏塔塔顶蒸馏出吸收的小分子有机物进入收集罐，塔底的油脂进入油脂储槽循环使用。
所述废油脂煮煤装置的使用方法，具体包括以下步骤：
（1）将废油脂加入脱杂提纯塔，脱杂提纯塔与油脂储槽相连，油脂储槽与废油脂煮煤器相连，按照油煤质量比5-10:1将纯净的油脂加入到废油脂煮煤器中；
（2）将褐煤加入到破碎机中破碎，破碎机与提升机相连，提升机与废油脂煮煤器相连，破碎后的褐煤由提升机从废油脂煮煤器顶部加入，与废油脂在搅拌机的搅拌下混合，在真空或惰性气氛下、0℃—300℃搅拌1-24h；
（3）处理完毕的油煤混合物通过出料阀进入废油脂煮煤器下部，开启真空泵调节控制阀真空抽滤，将提质褐煤和液体分离，抽滤完毕后通惰性气体恢复常压，通过推煤杆将提质褐煤沿过滤筛面推出提质褐煤出料口落入传送带，通过传送带将提质褐煤输送到煤仓；
（4）真空抽滤下来的液体在废油脂煮煤器底部静置分层，待明显的油水层出现后将上层的油脂从侧部通入压滤机压滤，压滤出纯净的油脂泵入分馏塔，压滤出的煤泥从压滤机下部落到煤泥贮槽后送到煤仓；
（5）废油脂煮煤器底部液体分层后的下层分离水从底部排出进入压滤机压滤，压滤出的矿物质从压滤机下部落到矿物贮槽，压滤出的压滤水放入压滤水池；
（6）进入分馏塔的油脂从塔顶蒸馏出其吸收的小分子有机物进入收集罐，从塔底出来的油脂进入油脂储槽循环使用。
上述使用方法中，所述废油脂是地沟油、潲水油、煎炸油、过期食用油、屠宰场下脚料油脂中的一种或几种，也包括生物微藻、非粮油料作物等制出的油脂。
上述使用方法中，所述脱杂提纯指脱胶、脱杂、脱臭处理。
上述使用方法中，步骤（2）中所述设定温度范围0℃—300℃，优选室温—150℃。
上述使用方法中，步骤（2）中所述的气氛为真空或惰性气氛，真空度为-0.1MPa—0MPa，惰性气体为氮气、氦气、氩气、氖气中一种，惰性气氛压力为0MPa—1MPa。
上述使用方法中，所述分馏塔的蒸馏温度设定范围100℃—250℃。
