一種低階煤的脫灰、乾燥聯合工藝方法及系統與流程
2023-05-31 20:02:11 2
本發明涉及一種低階煤的脫灰、乾燥聯合工藝方法及系統，屬於煤炭加工利用領域。
背景技術：
低階煤低變質程度的自然特性，使其具有高灰分、高含水量、低能量密度的特點，阻礙了對其開發和高效利用。以我國儲量豐富的低階煤，如褐煤為例，已探明的褐煤儲量約為1300億噸，約佔我國已探明煤炭總儲量的13％，然而由於其含水量較高，燃燒產生的1/4熱量部分用於自身水分的蒸發，發電效率較低，且燃燒時會有大量的黑灰飄在空中，如果不經過洗煤處理和提煉，大量使用劣勢褐煤會導致我國霧霾問題日益嚴重，此外褐煤中較高的含水量增加了運輸成本。其次，在對其氣化、液化、乾餾的深加工過程，其含水量要低於10％。且當褐煤用於活性炭和炭分子篩等材料的製備時，由於其較高的灰分，無法滿足生產低灰優質活性炭和炭分子篩要求。
上述問題決定了褐煤在使用前必須進行提質處理，通過對褐煤的脫灰、脫水等提質工藝，一方面可以提高褐煤的熱值和能量密度，降低運輸成本；另一方面還可以提高褐煤炭加工利用過程中下遊裝置的利用效率，降低設備規模。
因此，本領域技術人員致力於開發一種低階煤的脫灰、乾燥聯合工藝方法及系統，能夠實現低階煤的脫水、脫灰一體化處理，從而有效提高低階煤的提質效率和質量，對我國低階煤的脫水脫灰的技術研究具有重要意義。
技術實現要素：
發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種低階煤的脫灰、乾燥聯合工藝方法及系統，具有結構簡單、安全高效、節能環保等特點，能夠實現低階煤的脫水、脫灰一體化處理，從而有效提高低階煤的提質效率和質量。
技術方案：為實現上述目的，本發明採用的技術方案為：
一種低階煤的脫灰、乾燥聯合工藝方法，包括以下步驟：
步驟A：通過卸料機及皮帶運輸機將原料倉內存儲的低階煤輸送至初次篩分的香蕉篩內，並通過初次篩分的香蕉篩來篩分出粒度大於50mm及粒度在0～50mm內的低階煤顆粒；通過雙輥破碎機對初次篩分出的粒度大於50mm的低階煤顆粒進行破碎，使其顆粒粒度小於50mm；
步驟B：經過破碎後的低階煤顆粒和初次篩分出的粒度在0～50mm內的低階煤顆粒混合後通過二次篩分的香蕉篩進行再次篩分，從而篩分出粒度在0.5～50mm內及粒度小於0.5mm的低階煤顆粒；通過重介質旋流器對二次篩分出的粒度在0.5～50mm內的低階煤顆粒進行脫灰處理，從而得到矸石和灰分低於10％的精煤；
步驟C：經過重介質旋流器脫介後的精煤水分仍在40％以上，將其與二次篩分出的粒度小於0.5mm的低階煤顆粒混合後通過乾燥器進行熱煙氣乾燥處理，從而得到水分在5％～10％內的合格產品並輸送至成品倉內進行儲存；
步驟D：乾燥器排出的煙氣依次進入旋風分離器和布袋除塵器進行除塵處理，從旋風分離器和布袋除塵器裝置中收集到的低階煤顆粒以及由重介質旋流器裝置排出的矸石均送至煙氣發生室進行燃燒，從而為乾燥器提供能量。
優選的，還包括步驟E：從布袋除塵器排出的煙氣一部分送到乾燥器進行再利用，剩餘部分則送入煙氣發生室實現廢煙氣的循環利用，達到節能環保的目的。
優選的，所述乾燥器通過熱煙氣對低階煤顆粒進行順流乾燥，防止乾燥後的低階煤顆粒溫度過高，產生熱解。
一種低階煤的脫灰、乾燥聯合工藝系統，包括原料倉、卸料機、皮帶運輸機、初次篩分的香蕉篩、雙輥破碎機、二次篩分的香蕉篩、重介質旋流器、乾燥器、旋風分離器、布袋除塵器、煙氣發生室及成品倉；
其中，原料倉通過卸料機及皮帶運輸機與初次篩分的香蕉篩相連，初次篩分的香蕉篩的出料口分別與雙輥破碎機及二次篩分的香蕉篩相連，且雙輥破碎機的出料口與二次篩分的香蕉篩相連；二次篩分的香蕉篩的出料口分別與重介質旋流器及乾燥器相連，且重介質旋流器的出料口分別與煙氣發生室及乾燥器相連；煙氣發生室與乾燥器相連，且乾燥器的下端出料口分別與成品倉及旋風分離器相連；旋風分離器的出料口分別與煙氣發生室及布袋除塵器相連，且布袋除塵器的出料口分別與乾燥器頂部及煙氣發生室相連。
優選的，所述乾燥器為混流乾燥器，其作用原理為：一定粒度的煤顆粒(一般小於50mm)從乾燥器頂部進入，小部分小於床孔的顆粒穿過孔徑落下，大部分沿著床面移動。在乾燥器內，煤顆粒與熱煙氣不僅有水平方向的接觸又有豎直方向的接觸，從而達到較高的乾燥效果。
有益效果：本發明提供的一種低階煤的脫灰、乾燥聯合工藝方法及系統，相對於現有技術，具有以下優點：1、通過篩分和破碎處理儘可能地減小了低階煤顆粒的尺寸，使煤顆粒在脫灰過程能夠較大程度地脫出灰分，同時增大了乾燥過程中煤顆粒與熱煙氣的接觸面積，保證了低階煤顆粒的脫灰及脫水質量；
2、將精度較高的分選系統和乾燥效果較好的脫水系統串聯，實現了對低階煤的連續提質過程，並在最大程度上降低了兩個系統的相互幹擾，達到脫灰、脫水協同提高發熱量的最佳效果，有效提高了低階煤的提質效率和質量；
3、系統中低階煤乾燥所利用的熱煙氣和分選低階煤所用的洗水均為閉路循環利用，達到了高效、節能、環保的目的。
附圖說明
圖1為本發明實施例的工藝流程圖；
圖中包括：1、原料倉，2、卸料機，3、皮帶運輸機，4、初次篩分的香蕉篩，5、雙輥破碎機，6、二次篩分的香蕉篩，7、重介質旋流器，8、乾燥器，9、旋風分離器，10、布袋除塵器，11、煙氣發生室，12、成品倉。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本發明作更進一步的說明。
如圖1所示為一種低階煤的脫灰、乾燥聯合工藝方法，包括以下步驟：
步驟A：通過卸料機2及皮帶運輸機3將原料倉1內存儲的低階煤輸送至初次篩分的香蕉篩4內，並通過初次篩分的香蕉篩4來篩分出粒度大於50mm及粒度在0～50mm內的低階煤顆粒；通過雙輥破碎機5對初次篩分出的粒度大於50mm的低階煤顆粒進行破碎，使其顆粒粒度小於50mm；
步驟B：經過破碎後的低階煤顆粒和初次篩分出的粒度在0～50mm內的低階煤顆粒混合後通過二次篩分的香蕉篩6進行再次篩分，從而篩分出粒度在0.5～50mm內及粒度小於0.5mm的低階煤顆粒；通過重介質旋流器7對二次篩分出的粒度在0.5～50mm內的低階煤顆粒進行脫灰處理，從而得到矸石和灰分低於10％的精煤；
步驟C：經過重介質旋流器7脫介後的精煤水分仍在40％以上，將其與二次篩分出的粒度小於0.5mm的低階煤顆粒混合後通過乾燥器8進行熱煙氣的順流乾燥處理，從而得到水分在5％～10％內的合格產品並輸送至成品倉12內進行儲存；
步驟D：乾燥器8排出的煙氣依次進入旋風分離器9和布袋除塵器10進行除塵處理，從旋風分離器9和布袋除塵器10裝置中收集到的低階煤顆粒以及由重介質旋流器7裝置排出的矸石均送至煙氣發生室11進行燃燒，從而為乾燥器8提供熱煙氣。
步驟E：從布袋除塵器10排出的煙氣分別送至乾燥器8和煙氣發生室11內，實現廢煙氣的循環利用。
一種低階煤的脫灰、乾燥聯合工藝系統，包括原料倉1、卸料機2、皮帶運輸機3、初次篩分的香蕉篩4、雙輥破碎機5、二次篩分的香蕉篩6、重介質旋流器7、乾燥器8、旋風分離器9、布袋除塵器10、煙氣發生室11及成品倉12；
其中，原料倉1通過卸料機2及皮帶運輸機3與初次篩分的香蕉篩4相連，初次篩分的香蕉篩4的出料口分別與雙輥破碎機5及二次篩分的香蕉篩6相連，且雙輥破碎機5的出料口與二次篩分的香蕉篩6相連；二次篩分的香蕉篩6的出料口分別與重介質旋流器7及乾燥器8相連，且重介質旋流器7的出料口分別與煙氣發生室11及乾燥器8相連；煙氣發生室11與乾燥器8相連，且乾燥器8的下端出料口分別與成品倉12及旋風分離器9相連；旋風分離器9的出料口分別與煙氣發生室11及布袋除塵器10相連，且布袋除塵器10的出料口分別與乾燥器8頂部及煙氣發生室11相連。
本實施例中，所述乾燥器8為混流乾燥器，在乾燥器內，煤顆粒與熱煙氣不僅有水平方向的接觸又有豎直方向的接觸，從而達到較高的乾燥效果。
本發明中，所述乾燥器的初始熱煙氣進入溫度不高於400℃，溫度和熱煙氣流量可以根據煤質情況和所需乾燥的最終效果進行調整；乾燥器的排料經分離後，大部分固體顆粒進入成品倉進行儲存，小部分顆粒隨熱煙氣進入旋風分離器實現煙氣的閉路循環；提質處理後得到的低階煤產品發熱量可以達到5000Kcal/kg以上。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。