CN103013614A - 煤炭干燥提质的方法 - Google Patents

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刘淑良
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Abstract

本发明用于煤炭干燥及选煤技术领域，具体涉及一种煤炭干燥提质的方法，主要采用微波干燥***干燥原煤，并用基于传感器的干选***分离出原煤中的矸石或高灰分的煤。通过微波干燥，干燥速率大、节能、生产效率高、干燥均匀、清洁生产、易实现自动化控制，安全性能好，克服了高温、中温干燥煤炭易着火、易发生粉尘***等问题，且不改变煤的原有性质，特别适于褐煤等变质煤种、高活性煤种及易燃物料的干燥；通过干选***无需利用水源，解决了缺水地区煤的分选问题，***结构紧凑，分选精度高、效率高，与传统风力选煤相比具有能耗低、节能环保等优点。本发明将微波干燥***和干选***有机的结合在一起，扩大了应用范围，有利于煤炭提质技术的推广。

Description

煤炭干燥提质的方法
技术领域
本发明涉及一种煤炭干燥提质的方法，用于煤炭干燥及选煤技术领域。
背景技术
我国的烟煤、无烟煤等优质煤资源已被充分利用，拓展空间有限，而对褐煤的大规模开发利用才刚刚开始，我国褐煤资源相对比较丰富，预测资源量1903亿吨，占全国煤炭预测资源量的41.18%。褐煤、长焰煤等年轻煤种具有含水量高(20%~50%)、热值低、挥发分高、热稳定性差、化学活性高、易自燃等特点，难以运输、储存和销售。年轻煤炭中的高含水量直接增加了运输成本、装置建设和运行成本，甚至影响生产装置的正常运行，降低了以这些煤为原料的发电或煤化工项目的经济性。
国内外成熟的煤炭干燥脱水技术有高温干燥和中温干燥法，即干燥装置入口的气体温度一般在300℃以上，这两种干燥方法适用于高变质程度的烟煤、无烟煤的干燥脱水，但当用于低变质程度的褐煤和烟煤的干燥时，则存在煤炭易着火、易发生粉尘***等问题，很难稳定运行，安全性能差。
选煤是合理利用煤炭资源、保护环境的最经济有效的技术，常用的选煤方法很多，按分选过程所利用的介质状态不同可分为湿法选煤和干法选煤两类。湿法选煤是以水、重悬浮液或其他液态流体作为分选介质的一类选煤方法，该法已广为应用，但逐步形成水量大，产品需要脱水（或脱介）、干燥以及需对煤泥水和矸石处理等后续处理，工艺流程较复杂，生产成本较高，易造成煤泥水污染，另外我国的年轻煤种遇水易泥化，不宜采用湿法分选；干法选煤是以空气作为分选介质进行的选煤方法。该法要求原煤外在水分低、入料粒度分级窄，分选密度下限高、效率低，分选效果不及湿法好，工作风量大，设备粉尘污染较严重，应用范围较小。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种煤炭干燥提质的方法，工艺先进、干燥效率及分选效率高，自动化程度高，同时避免了煤泥水、粉尘等污染，保护环境。
本发明所述的煤炭干燥提质的方法，包括以下具体工艺过程：
①采用微波干燥***干燥原煤：原煤通过原煤输送装置进入微波干燥***，由贯穿微波炉体的内输送装置装载，微波发生器通过波导管与微波炉体连接，微波通过波导管传输到微波炉体中对煤进行干燥，干燥后的煤由集料输送装置输送到干选***；
②用基于传感器的干选***分离出原煤中的矸石或高灰分的煤：干燥后的煤经给料机供给基于传感器的干选***，通过溜槽进入检测设备内部，由传感器***辨别煤和矸石或高灰分的煤，通过控制***控制的喷嘴喷出的高速压缩空气改变矸石或高灰分煤的下落轨迹，利用分离板将煤与矸石或高灰分煤分离，并分别用运输设备运走。
所述的原煤输送装置采用皮带机，也可以采用与皮带机具有同种功能的其他运输设备。
所述的贯穿微波炉体的内输送装置的两端均设有抑制通道，防止微波发生泄漏。
所述的波导管的单根最大功率为75~300kw。
所述的微波发生器连接冷却***。干燥过程中微波发生器产生的热量由冷却***带走。冷却***采用循环水***或其他有冷却作用的***。
所述的微波炉体上设置排气口，排气口连接烟气冷凝脱硫***，干燥过程中产生的烟气经烟气冷凝脱硫***进行冷凝脱硫处理后无害排放。
所述的给料机为可调型给料机。可调型给料机是常规或者可以实现的装置，其进料速度可调，通过调节进料速度对煤炭进行布料，以防止煤炭叠加。
所述的传感器***是X射线传感器、超声波传感器、磁感应传感器、视觉传感器、色觉传感器中的一种或几种的组合。
所述的喷嘴连接空气压缩机，空气压缩机与储气罐相连，喷嘴喷出的高速压缩空气能够改变含杂质多的煤块的下落轨迹，从而分离出含杂质多的煤块。
本工艺中，内输送装置、集料输送装置以及运输设备可采用传送带或有同种功能的其他输送装置；微波干燥***将几个微波电源和一个***控制装置组合为一个单元，每个单元可提供0.1~1.5兆瓦甚至更大的微波功率输出，微波干燥处理***的总功率可根据煤炭处理量等实际要求进行组合。煤炭的脱水率可控，可通过调节贯穿炉体内输送装置的输送速度以及微波输出功率来实现。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：
本工艺中采用微波干燥***进行干燥，其热传导方向与水分扩散方向相同，干燥速率大、节能、生产效率高、干燥均匀、清洁生产、易实现自动化控制，安全性能好，克服了高温、中温干燥煤炭易着火、易发生粉尘***等问题，且不改变煤的原有性质，这种方式特别适合于褐煤等变质煤种、高活性煤种及易燃物料的干燥；采用的基于传感器的干选***无需利用水源，很好的解决了缺水地区煤的分选问题，***结构紧凑，省去了湿法选煤中复杂的脱水（脱介）干燥及煤泥水水处理***，避免了煤泥水污染，分选时采用的传感器***提高了选煤的精度，由控制***控制的喷嘴只对杂质较高的煤块施放高速压缩气体，提高了分选效率，与传统的风力选煤相比具有能耗低、节能环保等优点。另外，本发明将微波干燥***和干选***有机的结合在一起，克服了单独使用微波干燥***和干选***的缺点，充分发挥了各自的优点，扩大了应用范围，更有利于煤炭提质技术的推广。
附图说明
图1是本发明中微波干燥***的结构示意图；
图2是本发明中干选***的结构示意图。
图中：1、原煤输送装置；2、内输送装置；3、微波炉体；4、微波发生器；5、波导管；6、抑制通道；7、集料输送装置；8、冷却***；9、烟气冷凝脱硫***；10、溜槽；11、传感器***；12、控制***；13、喷嘴；14、分离板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
本发明中煤炭干燥提质的方法主要采用微波干燥***干燥原煤，并用基于传感器的干选***分离出原煤中的矸石或高灰分的煤，具体工艺过程如下：
①用微波干燥***干燥原煤，如图1所示，原煤通过原煤输送装置1进入微波干燥***，由贯穿微波炉体3的内输送装置2（传送带或有同种功能的其他输送装置）装载，微波发生器4通过波导管5与微波炉体3连接，微波通过波导管5传输到微波炉体3中对原煤进行干燥，在内输送装置2的两端均设有抑制通道6，防止微波发生泄漏。煤的脱水率的控制可通过调节内输送装置2的速度和输出的微波功率来实现。干燥过程中微波发生器4产生的热量由冷却***8（循环水***或其他有冷却作用的***）带走，产生的烟气经烟气冷凝脱硫***9进行冷凝脱硫处理后无害排放。干燥后的煤由集料输送装置7（传送带或有同种功能的其他输送装置）输送到干选***。其中，原煤输送装置1是皮带机或有同种功能的其他运输设备。
②用基于传感器的干选***分离出原煤中的矸石或高灰分的煤，如图2所示，经微波干燥***干燥后的煤通过给料机布料后供给基于传感器的干选***，通过溜槽10进入检测设备内部，由传感器***11对煤的构成进行造影和成分判断，煤块的透视影像和特征会因其密度和含有矸石、硫、铁等杂质的不同而呈现出来，传感器***11将信息传输给控制***12，控制***12识别出含杂质多的煤块位置并控制对应位置的喷嘴开关，通过喷嘴13喷出的高速压缩空气改变含杂质多的煤块的下落轨迹，利用分离板14将煤与含杂质多的煤块分离，并分别用传送带或其他运输设备运走。其中，溜槽具有一定的角度调节功能，溜槽上部可制作挡板进行第二次布料；传感器***11是X射线传感器、超声波传感器、磁感应传感器、视觉传感器、色觉传感器中的一种或几种的组合；喷嘴13喷吹的高速压缩气体由空气压缩机提供，空气压缩机与储气罐相连。
本煤炭干燥提质的方法，主要包括干燥***和干选***，这种煤炭提质的工艺是利用脱水和排矸去除灰分、硫份等有害物质相结合，提高煤炭质量的工艺方法，主要适用于原煤水分较高，尤其是内水高、灰分大、热值低的煤（如褐煤）。
由于传统煤炭热力干燥脱水提高热值的方法，效率低且脱水成本高，这种方法脱出水分27%得到的热值用本发明的工艺方法可以用脱除15%水分加去除矸石等部分灰分来实现，因此，本工艺对比现行的单独用热力干燥脱水来提高煤质的方法，工艺性能更好，效率高，工艺成本低，能耗低，更环保。干燥***采用微波或其他不破坏煤炭形态的方法对煤炭进行干燥，干燥后的煤进入基于传感器或其他可以实现煤炭分选的干选***，用传感器及高压气体将煤与矸石分离。干燥***的出料口通过物料输送机构与干选***给料机的进料口相连接，使两者有机的结合在一起，充分发挥各自的优点，扩大应用范围。
本发明采用的微波干燥工艺可以高效率的去除煤的自由水、内水及部分硫而不损坏煤的固有性质，尤其是干燥后的煤炭外部形态不会发生变化，为下一步采用干选工艺提供可行的条件，同时控制参数简单，更易于进行精确湿度控制。
采用基于传感器的干选***取代传统的湿法选煤及普通风力选煤，省去了湿法选煤中工艺流程复杂的脱水（脱介）干燥及煤泥水水处理***，避免了煤泥水污染，克服了普通风力选煤局限性大、效率低、产生大量粉尘等缺点，能耗更低，节水环保，特别适用于干旱缺水地区，***结构紧凑，自动化程度高。

Claims (9)

1.一种煤炭干燥提质的方法，其特征在于：包括以下具体工艺过程：
①采用微波干燥***干燥原煤：原煤通过原煤输送装置（1）进入微波干燥处理***，由贯穿微波炉体（3）的内输送装置（2）装载，微波发生器（4）通过波导管（5）与微波炉体（3）连接，微波通过波导管（5）传输到微波炉体（3）中对煤进行干燥，干燥后的煤由集料输送装置（7）输送到干选***；
②用基于传感器的干选***分离出原煤中的矸石或高灰分的煤：干燥后的煤经给料机供给基于传感器的干选***，通过溜槽（10）进入检测设备内部，由传感器***（11）辨别煤和矸石或高灰分的煤，通过控制***（12）控制的喷嘴（13）喷出的高速压缩空气改变矸石或高灰分煤的下落轨迹，利用分离板（14）将煤与矸石或高灰分煤分离，并分别用运输设备运走。
2.根据要求1所述的煤炭干燥提质的方法，其特征在于：所述的原煤输送装置（1）采用皮带机。
3.根据要求1所述的煤炭干燥提质的方法，其特征在于：所述的贯穿微波炉体（3）的内输送装置（2）的两端均设有抑制通道（6）。
4.根据要求1所述的煤炭干燥提质的方法，其特征在于：所述的波导管（5）的单根最大功率为75~300kw。
5.根据要求1所述的煤炭干燥提质的方法，其特征在于：所述的微波发生器（4）连接冷却***（8）。
6.根据要求1所述的煤炭干燥提质的方法，其特征在于：所述的微波炉体（3）上设置排气口，排气口连接烟气冷凝脱硫***（9）。
7.根据要求1所述的煤炭干燥提质的方法，其特征在于：所述的给料机为可调型给料机。
8.根据要求1所述的煤炭干燥提质的方法，其特征在于：所述的传感器***（11）是X射线传感器、超声波传感器、磁感应传感器、视觉传感器、色觉传感器中的一种或几种的组合。
9.根据要求1所述的煤炭干燥提质的方法，其特征在于：所述的喷嘴（13）连接空气压缩机，空气压缩机与储气罐相连。
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