CN108659909A - 一种分质分级的褐煤高效提质***及其提质方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分质分级的褐煤高效提质***及其提质方法。本发明的一种分质分级的褐煤高效提质***，包括预处理设备、旋流化解聚提质***、分质分级设备和气力输送***，预处理设备包括装载机、破碎机、输送设备、振动筛和进料设备，旋流化解聚提质***包括干燥机和为干燥机提供高温烟气的热风炉，分质分级设备包括一级烟气分选分离器、二级烟气分选分离器、三级分离器。其有益效果是：通过将干燥提质后的褐煤粉随高温烟气一起排出的方式，增加了褐煤的脱水率和减小脱水后的粒径，能够得到粒径均匀、水分低的褐煤粉。通过设置多级分离器将干燥后的褐煤粉分质分级，能够得到低灰分的电煤，高灰分的高温炉燃煤和具有经济加工价值的煤粉。

Description

一种分质分级的褐煤高效提质***及其提质方法

技术领域

本发明涉及褐煤提质领域，特别涉及一种分质分级的褐煤高效提质***及其提质方法。

背景技术

我国以煤为基础能源，随着环境污染问题和资源短缺问题的日益凸显，煤炭高效利用已刻不容缓。我国仍处于工业化，城镇化加快发展的历史阶段。能源需求总量仍有增长空间，煤炭占我国化石能源资源的90％以上，在相当长时期内，煤炭的主体能源地位不会变化，煤炭发展的生态环境约束日益强化。煤炭清洁高效开发利用成为能源转型发展的首要任务。

褐煤是煤化程度比较低的矿产煤，是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物，因外表呈褐色或暗褐色而得名。褐煤是一种储量巨大的劣质煤，褐煤约占我国动力煤储量的18％，主要分布于内蒙古、东北三省及云南等地区。褐煤具有挥发分高(Vdaf＞37％)、水分高(全水分约为30％，外在水分大多超过 19％)、发热量低(约12.56MJ/kg)、灰熔点低(约1150℃)、磨损性低(HGI为50-70) 和易自燃等特点。褐煤“二高三低”的特点决定了褐煤的使用具有技术壁垒。

由于褐煤水份高，热值低，易风化自燃，单位能量的运输成本高，不利于长距离输送和储存。褐煤直接燃烧热效率也很低。褐煤作为原料在液化、干馏和气化过程中都需要把煤中的水份降至10％以下。故褐煤提质加工称为褐煤高效开发利用的关键。所谓褐煤提质是指褐煤在脱水、成型和热分解等过程中，煤的组成和结构发生变化，转化成具有近似烟煤性质的提质煤。

现有的褐煤干燥提质***基本都是将褐煤出料口和带粉尘的高温烟气分开，褐煤出料口设置在底部，带粉尘的高温烟气通过顶部排出，此种工艺的缺点是脱水率低，高温烟气会从底部的褐煤出料口处跑气，造成安全隐患。

众所周知，褐煤成分复杂，具有可利用的高价值成分(例如褐煤蜡和腐植酸)，但是其水分高、灰分高的缺点也显露无疑，目前褐煤干燥提质***都是将褐煤干燥后直接用作电煤，但是高灰分的褐煤粉降低了褐煤的热值，且运输成本大大增加，而且没有利用好褐煤的有价值成分(例如褐煤蜡和腐植酸)。

综上，提供一种脱水率高、运行安全、能够将干燥后的褐煤分质分级的褐煤高效提质***及其提质方法，是本发明的创研动机。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种脱水率高、运行安全、能够将干燥后的褐煤分质分级的褐煤高效提质***及其提质方法。

本发明提供的一种分质分级的褐煤高效提质***，其技术方案为：

一种分质分级的褐煤高效提质***，包括预处理设备、旋流化解聚提质***、分质分级设备和气力输送***，预处理设备包括装载机、破碎机、输送设备、振动筛和进料设备，旋流化解聚提质***包括干燥机和为干燥机提供高温烟气的热风炉，分质分级设备包括一级烟气分选分离器、二级烟气分选分离器、三级分离器；装载机为破碎机运送褐煤，破碎机与输送设备连接，输送设备与振动筛连接，振动筛与进料设备连接，进料设备通过进料闭风阀与干燥机连接，干燥机与热风炉通过热风管连接，干燥机通过扰流阀连接一级烟气分选分离器，干燥提质后的褐煤粉随高温烟气一起进入一级烟气分选分离器，一级烟气分选分离器通过热风管连接二级烟气分选分离器，二级烟气分选分离器通过热风管连接三级分离器，二级烟气分选分离器和三级分离器分别连接气力输送***，气力输送***连接成品仓。

优选地，破碎机包括一级破碎机、二级破碎机和三级破碎机，振动筛包括一级振动筛和二级振动筛，一级破碎机与一级振动筛通过输送设备连接，一级振动筛得到的粗褐煤通过输送设备输送到二级破碎机，一级振动筛得到的设定粒径的褐煤通过输送设备输送到进料设备，二级破碎机通过输送设备与二级振动筛连接，二级振动筛得到的粗褐煤通过输送设备输送到三级破碎机，二级振动筛得到的设定粒径的褐煤通过输送设备输送到进料设备，三级破碎机与进料设备连接。

优选地，一级破碎机为80mm的颚式破碎机，二级破碎机是30mm的齿辊破碎机，三级破碎机是3mm的对辊破碎机，一级振动筛和二级振动筛均是3mm的振动筛分机；输送设备是刮板机或输送皮带，进料设备是进料刮板机。

优选地，一级烟气分选分离器是旋风除尘器，二级烟气分选分离器是旋风除尘器，三级分离器是布袋除尘器。

优选地，提质设备还包括成品缓存***、成品包装***、清洁生产***、供水***和供气***；干燥机包括干燥机一腔室、干燥机二腔室和三腔室，分料刮板机将破碎并筛选的褐煤从干燥机一腔室进入。

优选地，提质***还包括引风机和外排烟囱，引风机连接三级分离器产生负压，引风机连接外排烟囱。

优选地，提质***还包括成品汇总刮板、成品转载刮板、装载机、燃煤进料刮板机、燃煤分料刮板机、电动闸门、燃煤缓冲仓和与一级烟气分选分离器连接的振动筛，振动筛通过成品汇总刮板和成品转载刮板与装载机连接，装载机通过装载机燃煤进料刮板机和燃煤分料刮板机与燃煤缓冲仓连接，燃煤缓冲仓与热风炉连接，燃煤分料刮板机与燃煤缓冲仓之间设置有电动闸门。

优选地，提质***包括助燃风机、出渣机、出渣皮带和出渣转载皮带，助燃风机设置在热风炉的旁边，为热风炉提供燃烧用的氧气，热风炉与出渣机连接，出渣机通过出渣皮带与出渣转载皮带连接，运输装置将出渣转载皮带处的渣料运送到煤渣砖厂利用；

提质***包括旁路***，旁路***包括旁路闸阀、水幕除尘装置、引风机和旁路烟囱，旁路闸阀与热风炉和干燥机之间的热风管连接，旁路闸阀与水幕除尘装置连接，水幕除尘装置与引风机连接，经水幕除尘装置除尘后的烟气经旁路烟囱排出。

本发明还提供了一种分质分级的褐煤高效提质方法，褐煤原料经破碎机破碎之后经刮板机输送到振动筛，振动筛筛选出设定粒径的粉状褐煤，热风炉产生的高温烟气在引风负压的作用下与预处理过的粉状褐煤同步进入干燥机，粉状褐煤在干燥机内被高速解聚分散并与高温烟气直接接触进行高效质热交换，被干燥解聚后的褐煤在负压的作用下随着高温烟气从干燥机中排出，进入一级烟气分选分离器得出粒度大的三级产品，夹带在气流中的褐煤粉随气流继续进入二级烟气分选分离器，经减速沉降得到一级产品，粒度更小的褐煤粉经三级分离器分离后得到二级产品，气力输送***分别将分质分级处理后的一级产品和二级产品输送到成品仓。

优选地，褐煤原料经过多级破碎和筛选后再被送入干燥机，振动筛筛选出的粉状褐煤的粒径为3mm以下；干燥机内的氧含量<3％、负压为-500～-800Pa、高温烟气的进口温度为900-1600℃、高温烟气的出口温度为150-180℃。

名词解释：

解聚：煤由大颗粒破碎为小颗粒的过程。

质热交换：相互之间的热量传导，质量变化的过程，具体到本发明中高温烟气将热量传导到煤，使煤升温，同时伴随着水分蒸发，煤被干燥的过程。

本发明的实施包括以下技术效果：

本发明的分质分级的褐煤高效提质***通过破碎机和振动筛将褐煤原料处理成设定粒度的褐煤原粉，再与高温烟气同步进入旋流化解聚提质***，在***内被高速解聚分散并与热烟气直接接触进行高效质热交换，快速干燥后随高温烟气一起排出。需要说明的是通过将干燥提质后的褐煤粉随高温烟气一起排出的方式，如果褐煤没有被解聚到一定粒径或者一定水分的褐煤粉，那么设定的负压将不能够将褐煤带出，大颗粒褐煤和高水分褐煤继续在干燥腔内被解聚和干燥，如此设置增加褐煤的脱水率和减小脱水后的粒径，能够得到粒径均匀、水分低的褐煤粉，为本发明的一大改进。本发明通过设置一级烟气分选分离器、二级烟气分选分离器和三级分离器将干燥后的褐煤粉分质分级，经过热风分选，产品分级分质选出的一级产品(二级烟气分选分离器得到的产品)水分低、粒度小、发热量高的精品作为高效煤粉销售给火电、钢铁、水泥等行业用户；二级产品(布袋除尘器得到的产品)的水分低、粒度细、褐煤蜡和腐植酸高的产品提供给下游深加工；三级产品(一级烟气分选分离器得到的产品)的灰分高、粒度大、发热量低的部分作为热风炉燃料。本发明的分质分级的褐煤高效提质***及其提质方法，将灰分高的三级产品(一级烟气分选分离器得到的产品)直接用作热风炉燃料，燃烧后的渣料可以运送到砖厂利用。水分低、粒度小、发热量高的精品作为高效煤粉销售给火电、钢铁、水泥等行业用户，降低了运输成本。褐煤蜡和腐植酸高含量高的产品提供给下游深加工企业，真正做到了褐煤的全方面利用，大大降低了褐煤提质的成本，非常适宜工业推广。

本项目本发明分质分级的褐煤高效提质***运行指标为：平均能够脱除40 个水分点，单机产能20吨/小时，年累计运行24小时×330天，产能15万吨/年，项目总产能30万吨/年。该***历经工业化运用验证，安全性、环保性、经济性都得到了长期的验证，该三代***可脱除40个以上水分点，脱水同时降低灰分而不损失挥发分，已突破国际公认的“外在水难脱净、内在水难脱出”的技术瓶颈，处于国际领先水平。

本发明的褐煤提质***，通过全过程密封输送，产品密封储存，与下游无缝对接，实现清洁生产。

附图说明

图1为本发明的一种分质分级的褐煤高效提质***框架图。

图2为本发明的一种分质分级的褐煤高效提质***的设备设置示意图。

图3为本发明实施例1的一种分质分级的褐煤高效提质***的设备设置示意图。

图4为本发明实施例2的一种分质分级的褐煤高效提质***的设备设置示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

需要说明的是，在本发明的描述中可能出现的术语“正面/背面”、“上/下”、“左 /右”、“竖直/水平”、“内/外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“一级”、“二级”、“三级”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。为叙述方便，下文中所称的“左”“右”“上”“下”与附图本身的左、右、上、下方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1至图2所示，本实施例提供的一种分质分级的褐煤高效提质***，包括预处理设备、旋流化解聚提质***、分质分级设备和气力输送***，预处理设备包括装载机、破碎机、输送设备、振动筛和进料设备，旋流化解聚提质***包括干燥机和为干燥机提供高温烟气的热风炉，分质分级设备包括一级烟气分选分离器、二级烟气分选分离器、三级分离器；装载机为破碎机运送褐煤，破碎机与输送设备连接，输送设备与振动筛连接，振动筛与进料设备连接，进料设备通过进料闭风阀与干燥机连接，干燥机与热风炉通过热风管连接，干燥机通过扰流阀连接一级烟气分选分离器，一级烟气分选分离器通过热风管连接二级烟气分选分离器，二级烟气分选分离器通过热风管连接三级分离器，二级烟气分选分离器和三级分离器分别连接气力输送***，气力输送***连接成品仓。本实施例中，干燥装置包括驱动装置、机架、机壳、扬料齿和驱动轴；驱动装置和机壳设置在机架上，机壳和机架构成干燥装置的腔体，驱动装置与驱动轴连接，驱动轴上设置有扬料齿；机壳上设置有进风口、入料口和出风口。干燥装置的腔体分为由交错设置的挡料板和挡风板分割成的多个腔室，使得高温烟气与褐煤在腔室中的走向为S形，质热交换充分，热效率提高。干燥后的褐煤全部随高温烟气带走，进入一级烟气分选分离器。

参见图2所示，破碎机包括一级破碎机、二级破碎机和三级破碎机，振动筛包括一级振动筛和二级振动筛，一级破碎机与一级振动筛通过输送设备连接，一级振动筛得到的粗褐煤通过输送设备输送到二级破碎机，一级振动筛得到的设定粒径的褐煤通过输送设备输送到进料设备，二级破碎机通过输送设备与二级振动筛连接，二级振动筛得到的粗褐煤通过输送设备输送到三级破碎机，二级振动筛得到的设定粒径的褐煤通过输送设备输送到进料设备，三级破碎机与进料设备连接。

优选地，一级破碎机为80mm的颚式破碎机，二级破碎机是30mm的齿辊破碎机，三级破碎机是3mm的对辊破碎机，一级振动筛和二级振动筛均是3mm的振动筛分机；输送设备是刮板机或输送皮带，进料设备是进料刮板机。褐煤原料先送入原料库暂存，再由装载机分批次运送到投料口，经振动给料机均匀送入***经三级破碎和两级筛分处理后成为3mm以下粒径的物料，进入预处理缓存仓等待生产加工。一级烟气分选分离器是旋风除尘器，二级烟气分选分离器是旋风除尘器，三级分离器是布袋除尘器。

参见图3所示，提质***还包括引风机和外排烟囱，引风机连接三级分离器产生负压，引风机连接外排烟囱。提质***还包括成品汇总刮板、成品转载刮板、装载机、燃煤进料刮板机、燃煤分料刮板机、电动闸门、燃煤缓冲仓和与一级烟气分选分离器连接的振动筛，振动筛通过成品汇总刮板和成品转载刮板与装载机连接，装载机通过装载机燃煤进料刮板机和燃煤分料刮板机与燃煤缓冲仓连接，燃煤缓冲仓与热风炉连接，燃煤分料刮板机与燃煤缓冲仓之间设置有电动闸门。

提质***包括助燃风机、出渣机、出渣皮带、出渣转载皮带，助燃风机设置在热风炉的旁边，为热风炉提供燃烧用的氧气，热风炉与出渣机连接，出渣机通过出渣皮带与出渣转载皮带连接，运输装置将出渣转载皮带处的渣料运送到煤渣砖厂利用。提质***包括旁路***，旁路***包括旁路闸阀、水幕除尘装置、引风机、旁路烟囱，旁路闸阀与热风炉和干燥机之间的热风管连接，旁路闸阀与水幕除尘装置连接，水幕除尘装置与引风机连接，经水幕除尘装置除尘后的烟气经旁路烟囱排出。

参见图2所示，本实施例还提供了一种褐煤提质的方法，褐煤原料经破碎机破碎之后经刮板机输送到振动筛，振动筛筛选出设定粒径的粉状褐煤，热风炉产生的高温烟气在引风负压的作用下与预处理过的粉状褐煤同步进入干燥机，粉状褐煤在干燥机内被高速解聚分散并与高温烟气直接接触进行高效质热交换，被干燥解聚后的褐煤在负压的作用下随着高温烟气从干燥机中排出，进入一级烟气分选分离器得出粒度大的三级产品，夹带在气流中的褐煤粉随气流继续进入二级烟气分选分离器，经减速沉降得到一级产品，粒度更小的褐煤粉经三级分离器分离后得到二级产品，气力输送***分别将分质分级处理后的一级产品和二级产品输送到成品仓。烟气分选***的原理是比重小、含水量低、颗粒小细褐煤粉，在一定的负压条件下，被热风带走，含碳量高、比重大、含水量低、颗粒大沉底分离。优选地，褐煤原料经过多级破碎和筛选后再被送入干燥机，振动筛筛选出的粉状褐煤的粒径为3mm以下。干燥机内的氧含量<3％、负压为-500～-800Pa、高温烟气的进口温度为900-1600℃、高温烟气的出口温度为150-180℃。

经提质分选的低值燃料(三级产品)按比例掺配生石灰(脱硫)制成燃煤送入热风炉燃煤仓暂存，炉排往复运动将燃煤均匀铺设到炉排上并送入炉膛燃烧，通过调节鼓风风量和配风门开度，使燃煤在炉排上低氧燃烧(控制氮氧化物生成) 后产生高温烟气，再经净化技术处理(控制飞灰)得到洁净的高温烟气在引风负压的作用下与预处理过的物料同步进入干燥机，在***内被高速解聚分散并与热烟气直接接触进行高效质热交换，在低氧(<3％)、负压(-500～-800Pa)的环境中快速干燥后输出，保障脱水效率的同时也保障产品的质量。干燥后的产品送入分质分级***。热风炉燃烧产生的炉渣是环保建材的良好材料，供应给下游建材企业循环利用，经济环保。

***内含氧量、温度、负压均采用PID自动调节，保障质量均衡，当温度超限时，***会自动报警停机并启动旁路排空、扰流阀隔离、主轴冷却等应急程序，保障***安全。

该***历经工业化运用验证，安全性、环保性、经济性都得到了长期的验证，该三代***可脱除40个以上水分点，脱水同时降低灰分而不损失挥发分，已突破国际公认的“外在水难脱净、内在水难脱出”的技术瓶颈，处于国际领先水平。

本实施例中，旋流化解聚提质***的设计参数(单机)为：燃煤：3.2t/h，脱水能力：40个水分点，产能：20t/h，15万吨/年。

分质分级***是将干燥提质后的物料按照不同的成分和质量分选成不同等级产品的工序，由一级烟气分选分离器、二级烟气分选分离器、布袋除尘器、引风机、水冷***、二次旁路、二次扰流阀、振动筛分机、精品暂存仓、燃煤暂存仓、刮板输送机等组成。

干燥提质后的产品在引风负压的作用下进入分质分级***，经一级烟气分选分离器分离，粒径1mm以上粒径的产品从分离器底部排出；粒径1mm以下的产品随气流进入二次分离器，经减速沉降，粒径0.1mm-1mm的物料从二级烟气分选分离器排出；粒度更小的产品随气流进入布袋除尘器，经布袋过滤、沉降后从布袋除尘器底部出料口排出，经布袋除尘器过滤、前端掺烧生石灰脱硫、低氧燃烧脱氮处理后的达标尾气从烟囱排出。一次分离器分离的产品经刮板机输送至 1mm孔径筛分机筛分处理，筛下部分送至精品暂存仓，筛上部分送至燃煤暂存仓。本实施例所示例的数据仅作为示例的作用，本领技术人员根据所需物料比重和粒径的需要，可以调整负压值进行筛选。

精品暂存仓产品与二次分离器分离的产品通过气力输送***输送至成品仓，制成一级产品，其水分低、粒度小、发热量高，作为高效煤粉销售给火电、钢铁、水泥等行业的用户；

布袋除尘器收集的产品通过气力输送***输送至包装***包装后制成二级产品，其水分低、粒度细、褐煤蜡和腐植酸高，供给下游深加工；

燃煤暂存仓的产品为三级产品，其灰分高、粒度大、发热量低，掺配生石灰制成燃料供热风炉燃烧。

实施例1

参见图3所示，本实施例提供的分质分级的褐煤高效提质***，包括预处理设备、旋流化解聚提质***、分质分级设备和气力输送***。

预处理设备是将褐煤原煤处理成可以直接进入干燥提质***加工的物料的设备。预处理设备包括装载机、1#给料机、一级破碎机(颚式破碎机80mm)、1# 刮板机、1#、2#振动筛；1#皮带机、2#皮带机、二级破碎机(齿辊破碎机30mm)、 3#刮板机、3#振动筛、4#刮板机、5#刮板机、三破碎机(对辊破碎机3mm)、6# 刮板机、1#褐煤缓冲仓、2#褐煤缓冲仓、8#刮板机、1#进料刮板机、1#进料闭风器；2#刮板机、3#褐煤缓冲仓、7#刮板机、分料刮板机、2#进料刮板机、2#进料闭风器；褐煤原料由装载机运送到1#给料机(优选振动式给料机)投料口，经1#给料机与一级破碎机连接，1#刮板机将一级破碎机破碎后的褐煤输送到1#、2# 振动筛，1#、2#振动筛筛选出的细褐煤粉经2#刮板机输送到3#褐煤缓冲仓，3# 褐煤缓冲仓的出口与7#刮板机连接。1#、2#振动筛筛选出的粗褐煤通过1#皮带机和2#皮带机传送到二级破碎机，3#刮板机将二级破碎机破碎后的褐煤输送到 3#振动筛，3#振动筛筛选出的粗褐煤经过5#刮板机输送到三级破碎机继续破碎，经过3#振动筛筛选出的细褐煤粉经过4#刮板机后与三级破碎机的出口连接，3# 振动筛筛选出的细褐煤粉和三级破碎机破碎后的细褐煤粉汇合后经6#刮板机输送到1#褐煤缓冲仓和2#褐煤缓冲仓，1#褐煤缓冲仓的出口与7#刮板机的出口连接，1#褐煤缓冲仓的细褐煤粉与3#褐煤缓冲仓的细褐煤粉汇合后经分料刮板机的输入进入2#进料刮板机，2#进料刮板机与2#进料闭风器连接，2#进料闭风器与 2#干燥机连接。2#褐煤缓冲仓中的褐煤粉经8#刮板机的输送进入1#进料刮板机， 1#进料刮板机与1#进料闭风器连接，1#进料闭风器与1#干燥机连接。分料刮板机与1#进料刮板机连接，分料刮板机的设置，使得细褐煤粉能够合理分配，为两台干燥机提供褐煤粉。

旋流化解聚提质***是将预处理过的物料提质加工的工序，由热风炉和干燥机两大主机设备组成，还配有旁路***。

旋流化解聚提质***包括1#干燥机、1#扰流阀、1#1级旋风除尘器、1#振动筛、成品汇总刮板、成品转载刮板、装载机、燃煤进料刮板机、燃煤分料刮板机、1#电动闸门、1#燃煤缓冲仓、1#热风炉；分质分级设备包括1#2级旋风除尘器、 1#布袋除尘器、气力输送***、1#引风机、1#外排烟囱、成品仓；1#助燃风机、 1#出渣机、1#出渣皮带、出渣转载皮带、煤渣砖厂；1#热风炉和1#干燥机之间采用热风管连接，1#助燃风机设置在1#热风炉的旁边，为1#热风炉提供燃烧用的氧气，1#热风炉与1#出渣机连接，1#出渣机通过1#出渣皮带与出渣转载皮带连接，运输装置将出渣转载皮带处的渣料运送到煤渣砖厂利用。1#干燥机通过1# 扰流阀与1#1级旋风除尘器连接，在1#干燥机中被干燥解聚后的褐煤在负压的作用下随着高温烟气从干燥机中排出，通过1#扰流阀后进入1#1级旋风除尘器，经 1#1级旋风除尘器分离后得到粒度大的一级产品，夹带在气流中的褐煤粉随气流继续进入1#2级旋风除尘器，经减速沉降得到二级产品，粒度更小的褐煤粉经1# 布袋除尘器分离后得到三级产品，气力输送***将分质分级处理后的二级产品和三级产品输送到成品仓。1#布袋除尘器与1#引风机连接，最后将除尘后的气体经 1#外排烟囱排出。1#1级旋风除尘器与1#振动筛连接，1#振动筛通过成品汇总刮板和成品转载刮板与装载机连接，装载机通过装载机燃煤进料刮板机和燃煤分料刮板机与1#燃煤缓冲仓连接，1#燃煤缓冲仓与1#热风炉连接，燃煤分料刮板机与1#燃煤缓冲仓之间设置有1#电动闸门。1#1级旋风除尘器分离后得到的一级产品经过1#振动筛的筛选，小粒径的煤粉经过气力输送***输送到成品仓；大粒径的煤粉经过成品汇总刮板和成品转载刮板的传送进入装载机，然后经过燃煤进料刮板机和燃煤分料刮板机后传送到1#燃煤缓冲仓，作为热风炉燃料。

旁路***包括1#旁路闸阀、1#水幕除尘装置、1#引风机、1#旁路烟囱，1# 旁路闸阀与1#热风炉和1#干燥机之间的热风管连接，1#旁路闸阀与1#水幕除尘装置连接，1#水幕除尘装置与1#引风机连接，经1#水幕除尘装置除尘后的烟气经1#旁路烟囱排出。

旋流化解聚提质***还包括2#干燥机，参加图3所示，2#干燥机下游的设备连接同上，不再赘述。

精品暂存仓产品与二次分离器分离的产品通过气力输送***输送至成品仓，制成一级产品，其水分低、粒度小、发热量高，作为高效煤粉销售给火电、钢铁、水泥等行业的用户；

布袋除尘器收集的产品通过气力输送***输送至包装***包装后制成二级产品，其水分低、粒度细、褐煤蜡和腐植酸高，供给下游深加工；

燃煤暂存仓的产品为三级产品，其灰分高、粒度大、发热量低，掺配生石灰制成燃料供热风炉燃烧。

本实施例的设备得到的三级产品，化验后的参数为：

一级产品(二级烟气分选分离器得到的产品)：水分低(4-10％)、粒度小 (0.1-1mm)、发热量高(4400-4800kcal/kg)；

二级产品(布袋除尘器得到的产品)：水分低(8-12％)、粒度细(<0.1mm)、有机质、腐植酸含量高；

三级产品(一级烟气分选分离器得到的产品)：水分高(17-20％)、粒度大 (>1mm)、发热量低(3200-3500kcal/kg)。

气力输送***的设计参数为：输送能力：72t/h，气源：4.5bar压缩空气，80m ³/min，料气比：70％，浓相输送。

气力输送***是将分质分级处理后的物料输送到成品仓的工序，由压缩空气气源、仓泵、输送管道、助吹阀等组成，仓泵包含泵体、进料阀、排气阀、进气阀、流化阀、出料阀、压力检测、料位检测等部件。由20台仓泵分8组分别将精品暂存仓、二级烟气分选分离器、布袋除尘器的产品输送至成品仓。输送过程由PLC程序控制，一个输送周期为：仓泵进料阀和排气阀开启装载物料，当物料进入仓泵到达高料位或进料计时到达，进料阀和排气阀关闭，开启进气阀、出料阀和助吹阀输送物料。随着仓泵气压的升高，物料和压缩空气按一定比例混合沿着输送管道被吹送至成品仓。随着仓泵物料被送完，气压会逐渐下降，当压力低于料空设定值，则开始吹管，计时到达即回到料空状态一个输送周期结束，自动开始下一个输送周期。

多组仓泵采取分时错峰输送方式，保障用气量均衡，***自动监测料仓料位，物料全部输送完毕后自动停止输送循环，避免空耗，达到节能降耗的目的。

提质设备还包括将产品缓存以备运输或包装的成品缓存***、成品包装***、清洁生产***、供水***、供气***。

成品缓存***是将产品缓存以备运输或包装的工序，由成品仓、散装机、布袋除尘器、排潮风机、防爆门、温度检测、注氮气保护***、消防喷淋***等部分组成。气力输送进入成品仓的气料混合物在重力作用下自然沉降，多余的空气和水蒸气通过布袋除尘器过滤经排潮风机排出仓外，避免产品回潮，同时保证仓内处于低氧、负压的环境，防止着火***。***配置多个温度检测点，对仓内产品温度实时监控，若温度超限，自动注入氮气保护，若出现自然或明火，自动启动消防喷淋。料仓底部出料口安装散装机，直接与运输产品的罐车无缝对接并进行除尘，防止在装车和运输过程中造成扬尘污染。

成品包装***是将需要长途运输的二级产品用吨袋进行包装存储的工序，由成品仓星型给料机、螺旋冷却运输机、造粒机、吨包机等部分组成。100m³成品仓存储的产品经出料星型给料机均匀给料至四级螺旋冷却运输机，经外壁冷却水冷却降温后输送至造粒机搅拌后进入包装机缓冲仓，包装机自动称重装包后由小车输送至转载点，再用叉车转运至成品库暂存等待集中装车。采用吨袋密封包装，杜绝运输过程中的扬尘和氧化自然现场，保障环保和安全，吨袋重复利用，经济环保。

清洁生产***用于收集处理车间内各工艺环节跑冒的烟气、扬尘粉尘、夹带粉尘的水蒸气，保持清洁生产。该***由水幕除尘器、布袋除尘器、引风机、供水***、风管、风阀、风压检测等构成。生产过程中，热风炉、干燥机会有热烟气跑冒，经***收集后再次送入热风炉燃烧，减少热量损失，节约能源；各设备转载点、装车站会有扬尘，***设置布袋除尘器就地收尘，避免扬尘对车间环境造成污染；炉渣冷却和管道降温产生大量夹带粉尘的水蒸气，采用水幕除尘进行水蒸气回收和粉尘过滤，将水资源循环利用，节能环保。

供水***是给生产线各工艺点供应冷却水、循环水、消防水，并将回水进行冷却、过滤处理的工序。分为循环冷却水和浓缩沉淀水两个部分。循环冷却水***由风机冷却水箱、回水池、冷却池、送水池、管道泵2台、液下泵10台、消防水泵2台、恒压供水***一套、供水管路7组，回水管路2组，水池冷却塔一台、冷却水泵3台以及水位计、温度计等组成。浓缩沉淀水***由回水沉淀池、浓缩池、过滤墙、送水池、排污泵坑、供水泵4台、排污泵一台、供水管路2组、排污管路1组、回水管路1组以及水位计、温度计等构成。

风机冷却水用于生产引风机和环境除尘引风机的轴承座冷却；循环冷却水用于生产线二次分离器及前后风管、干燥机底部、主轴、包装***螺旋的冷却；消防水用于全厂的消防保障；浓缩沉淀水用于车间除尘、旁路水幕除尘供水。

***所有供水泵均采用一用一备、故障自投的控制模式，根据水池水位和温度，自动启停冷却塔水泵和补水阀门，保障供出的水温度、流量、压力恒定。供水***与用水***联锁控制，当停止用水时，供水***自动降频或停止，避免空耗。

供气***是对生产线各工艺点供应压缩空气、氮气的工序，***分为压缩空气***和氮气***两部分。压缩空气***由空压机、冷干机、过滤器、储气罐、供气管路及减压阀、压力检测等部分构成；氮气***由压缩空气气源、制氮机、排气管路及消音器、储氮气罐、供气管路及减压阀、压力检测等部分构成。

空压机产生的压缩空气经冷干机干燥脱水后送入储气罐储存，以备气力输送***、包装机以及气动阀门、空气炮等用气设备和制氮机使用。制氮机采用压缩空气为原料，将氮气和氧气分离，氧气由排气管路外排，氮气送入储气罐储存以备布袋除尘器反吹、成品仓和除尘器注氮保护使用。

空压机采用两用一备配置，并采用PID自动调节，保障供气压力恒定，并节能降耗。供气***与用气***联锁控制，当停止用气时空压机自动降频或停止，避免空耗。

实施例2

参见图4所示，本实施例提供了另一分质分级的褐煤高效提质***，本实施例的褐煤提质提质***包括预处理设备、旋流化解聚提质***、分质分级设备和气力输送***。本实施例与实施例1的不同点在于预处理设备，其它部分与实施例1相同，与实施例1相同的部分，本实施例不再赘述。

参见图4所示，预处理设备包括1#处理线和2#处理线，2#处理线包括装载机、给料机、一级破碎机、1#刮板机、2#振动筛、1#振动筛、9#刮板机、平辊破碎机、10#刮板机、2#刮板机、2#电动闸门、3#褐煤缓冲仓、7#刮板机、分料刮板机、手动闸门、2#进料刮板机、2#进料闭风器，粒度为0-500mm，水分为50％-53％的褐煤原料通过转载机输送给给料机，粒度为0-3mm的褐煤直接进入到1#刮板机，大粒度的褐煤经过以及破碎机破碎为0-100mm的褐煤，1#刮板机分别与1# 振动筛和2#振动筛连接，1#刮板机与1#振动筛和2#振动筛之间设置有开关，1# 振动筛通过9#刮板机与平辊破碎机，1#振动筛筛选出粒度为3-100mm的褐煤输送到9#刮板机，平辊破碎机通过10#刮板机与2#刮板机连接，1#振动筛和2#振动筛分别与2#刮板机连接，用于将筛选后的0-3mm的褐煤输送到2#刮板机，2# 刮板机与3#褐煤缓冲仓连接，2#刮板机与3#褐煤缓冲仓之间设置有2#电动闸门， 3#褐煤缓冲仓通过7#刮板机与分料刮板机连接，分料刮板机与2#进料刮板机连接，分料刮板机与2#进料刮板机和1#进料刮板机之间设置有手动闸门，手动开关用于控制进料，2#进料刮板机与2#进料闭风器连接。

1#处理线包括1#皮带机、2#皮带机、二级破碎机、3#刮板机、3#振动筛、4# 刮板机、5#刮板机、三级破碎机、6#刮板机、6#刮板机、3#电动闸门、2#褐煤缓冲仓、1#褐煤缓冲仓、8#刮板机、1#进料刮板机、1#进料闭风器，2#振动筛筛选出的粒度为3-100mm的褐煤通过1#皮带机和2#皮带机传送到二级破碎机，二级破碎机通过3#刮板机与3#振动筛连接，3#振动筛与6#刮板机连接，用于传送粒度0-3mm的褐煤，3#振动筛通过5#刮板机与三级破碎机连接，用于传送粒度 0-30mm的褐煤，三级破碎机与6#刮板机连接，6#刮板机分别与2#褐煤缓冲仓和 1#褐煤缓冲仓连接，2#褐煤缓冲仓与分料刮板机连接，6#刮板机与2#褐煤缓冲仓之间设置有开关，6#刮板机与1#褐煤缓冲仓之间设置有开关，1#褐煤缓冲仓通过 8#刮板机与1#进料刮板机连接，1#进料刮板机连接1#进料闭风器。

2#电动闸门通过11#刮板机与4#缓冲仓连接，4#缓冲仓与电动给料机连接，电动给料机连接到6#刮板机。

最后应当说明的是，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地说明，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)

1.一种分质分级的褐煤高效提质***，包括预处理设备、旋流化解聚提质***、分质分级设备和气力输送***，其特征在于：所述预处理设备包括装载机、破碎机、输送设备、振动筛和进料设备，所述旋流化解聚提质***包括干燥机和为干燥机提供高温烟气的热风炉，所述分质分级设备包括一级烟气分选分离器、二级烟气分选分离器、三级分离器；所述装载机为所述破碎机运送褐煤，所述破碎机与所述输送设备连接，所述输送设备与所述振动筛连接，所述振动筛与所述进料设备连接，所述进料设备通过进料闭风阀与所述干燥机连接，所述干燥机与所述热风炉通过热风管连接，所述干燥机通过扰流阀连接一级烟气分选分离器，干燥提质后的褐煤粉随高温烟气一起进入一级烟气分选分离器，所述一级烟气分选分离器通过热风管连接二级烟气分选分离器，所述二级烟气分选分离器通过热风管连接三级分离器，所述二级烟气分选分离器和所述三级分离器分别连接气力输送***，气力输送***连接成品仓。

2.根据权利要求1所述的一种分质分级的褐煤高效提质***，其特征在于：所述破碎机包括一级破碎机、二级破碎机和三级破碎机，所述振动筛包括一级振动筛和二级振动筛，一级破碎机与一级振动筛通过输送设备连接，一级振动筛得到的粗褐煤通过输送设备输送到二级破碎机，所述一级振动筛得到的设定粒径的褐煤通过输送设备输送到进料设备，所述二级破碎机通过输送设备与二级振动筛连接，二级振动筛得到的粗褐煤通过输送设备输送到三级破碎机，所述二级振动筛得到的设定粒径的褐煤通过输送设备输送到进料设备，所述三级破碎机与所述进料设备连接。

3.根据权利要求2所述的一种分质分级的褐煤高效提质***，其特征在于：所述一级破碎机为80mm的颚式破碎机，所述二级破碎机是30mm的齿辊破碎机，所述三级破碎机是3mm的对辊破碎机，所述一级振动筛和二级振动筛均是3mm的振动筛分机；所述输送设备是刮板机或输送皮带，所述进料设备是进料刮板机。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种分质分级的褐煤高效提质***，其特征在于：所述一级烟气分选分离器是旋风除尘器，所述二级烟气分选分离器是旋风除尘器，所述三级分离器是布袋除尘器。

5.根据权利要求1所述的一种分质分级的褐煤高效提质***，其特征在于：所述提质设备还包括成品缓存***、成品包装***、清洁生产***、供水***和供气***；所述干燥机包括第一干燥机和第二干燥机，分料刮板机将破碎并筛选的褐煤分配到第一干燥机和第二干燥机。

6.根据权利要求1所述的一种分质分级的褐煤高效提质***，其特征在于：所述提质***还包括引风机和外排烟囱，所述引风机连接三级分离器产生负压，所述引风机连接外排烟囱。

7.根据权利要求1所述的一种分质分级的褐煤高效提质***，其特征在于：所述提质***还包括成品汇总刮板、成品转载刮板、装载机、燃煤进料刮板机、燃煤分料刮板机、电动闸门、燃煤缓冲仓和与一级烟气分选分离器连接的振动筛，所述振动筛通过所述成品汇总刮板和所述成品转载刮板与所述装载机连接，所述装载机通过所述装载机燃煤进料刮板机和所述燃煤分料刮板机与所述燃煤缓冲仓连接，所述燃煤缓冲仓与所述热风炉连接，所述燃煤分料刮板机与所述燃煤缓冲仓之间设置有电动闸门。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种分质分级的褐煤高效提质***，其特征在于：所述提质***包括助燃风机、出渣机、出渣皮带和出渣转载皮带，所述助燃风机设置在所述热风炉的旁边，为热风炉提供燃烧用的氧气，所述热风炉与所述出渣机连接，所述出渣机通过所述出渣皮带与所述出渣转载皮带连接，运输装置将所述出渣转载皮带处的渣料运送到煤渣砖厂利用；

所述提质***包括旁路***，旁路***包括旁路闸阀、水幕除尘装置、引风机和旁路烟囱，所述旁路闸阀与所述热风炉和所述干燥机之间的热风管连接，所述旁路闸阀与所述水幕除尘装置连接，所述水幕除尘装置与所述引风机连接，经水幕除尘装置除尘后的烟气经旁路烟囱排出。

9.一种分质分级的褐煤高效提质方法，其特征在于：褐煤原料经破碎机破碎之后经所述刮板机输送到振动筛，振动筛筛选出设定粒径的粉状褐煤，热风炉产生的高温烟气在引风负压的作用下与预处理过的粉状褐煤同步进入干燥机，粉状褐煤在干燥机内被高速解聚分散并与高温烟气直接接触进行高效质热交换，被干燥解聚后的褐煤在负压的作用下随着高温烟气从干燥机中排出，进入一级烟气分选分离器得出粒度大的三级产品，夹带在气流中的褐煤粉随气流继续进入二级烟气分选分离器，经减速沉降得到一级产品，粒度更小的褐煤粉经三级分离器分离后得到二级产品，气力输送***分别将分质分级处理后的一级产品和二级产品输送到成品仓。

10.根据权利要求9所述的一种分质分级的褐煤高效提质方法，其特征在于：褐煤原料经过多级破碎和筛选后再被送入干燥机，振动筛筛选出的粉状褐煤的粒径为3mm以下；干燥机内的氧含量<3％、负压为-500～-800Pa、高温烟气的进口温度为900-1600℃、高温烟气的出口温度为150-180℃。