CN100510591C - 一种煤脱水、脱灰的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤脱水、脱灰的方法。该方法，是将煤加入到振动移动床的带有筛孔的振动筛板上，同时从所述振动筛板的底部鼓入热气，使热气穿过筛孔；矸石在重力作用下滑落在振动移动床底部排出，煤中的水分挥发到热气中，使煤脱水和脱灰。本发明具有设备投资小的特点，能同时从煤中脱水和脱灰，脱水率和脱灰率高，可显著提高煤的发热量。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤脱水、脱灰的方法。
背景技术
我国大气污染主要是由燃煤引起的，而低热值的劣质煤燃烧将产生更为严重的环境污染，发展洁净煤技术是我国可持续发展战略之一，低热值的劣质煤提质加工是我国洁净煤技术发展计划中的重要组成部分。
低热值煤提质加工，主要是降低煤中的水分和灰分等杂质，提高煤的发热量。目前国内外降低煤炭水分的方法有很多种，按煤的运动方式有流化床、移动床和气流床等，按加热方式有内热式和外热式，按热源有蒸汽法和烟气法等，无论采用那种脱水工艺，减少能耗、降低成本是煤脱水技术的关键。因此，为了减少脱水能耗、降低成本，国外研究了液态脱水技术，既在一定温度下，加压将煤中水以液态的形式挤出，降低能耗，这种技术由于能耗低呈现出良好的工业应用前景，但该技术存在对机械设备要求高、煤需要磨成粉等问题，目前这一技术仍处于研究开发阶段。
国内外脱灰技术有湿法、干法洗选技术两种，这两种技术在我国均有应用。湿法洗选技术存在的主要问题是只能脱除灰分，难于脱除水分，而且洗选后煤的水分还略有增加；采用干法洗选技术在脱灰的同时，只能脱除少量的水分(0.5-1％)，也难显著提高煤的发热量。目前国内外没有同时脱除煤中水分、灰分的提质加工技术。
振动移动床是一种具有广泛用途的化工装置，主要由振动筛板和激振器等组成，振动筛板与水平有一定夹角，这种装置广泛用于固体物料的筛分和干燥。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤脱水、脱灰的方法。
本发明所提供的煤脱水、脱灰的方法，是将煤加入到振动移动床的带有筛孔的振动筛板上，同时从所述振动筛板的底部用离心风机鼓入热气，使热气穿过筛孔，与煤充分接触；矸石等无机矿物质(灰分)在重力作用下滑落在振动移动床底部排出，煤中的水分挥发到热气中，使煤脱水和脱灰。
所述移动床振动筛板与水平面的夹角为45度或45度以下。
所述热气的温度为40-800℃，优选为60-400℃。
所述振动移动床振动筛板的振动频率为500—2000次/分钟；振动移动床振动筛板的振幅为2—10mm。
所述热气体积流量和煤的体积流量比为5-200：1，优选为10-50：1。
所述煤的粒径为300mm或300mm以下。
所述热气可为热空气，加热空气的热源可以单独燃煤、燃油或燃气发生，也可以利用电厂、工业锅炉和炉窑的烟气或废气，以减少能耗，降低脱水成本。
为了更彻底的脱水，减少能量消耗，从振动移动床内排出的煤和热气，还可进入干燥器中接触干燥，延长热空气和煤的接触时间，提高水分的脱除率。
所述干燥器可为回转式干燥器、沸腾床干燥器或移动床干燥器；优选为回转式干燥器。所述煤在回转式干燥器中干燥的条件为温度40-700℃，物料停留时间为10-60分钟。
所述热气湿度为95％或95％以下。
本发明方法的技术工艺示意图见图1，其原理是：将粒度0-300mm煤加入振动移动床装置内，同时从底部鼓入热空气，热空气体积流量和煤的体积流量比为5-200：1，热空气的温度为40-800℃，热空气湿度为0-95％，热空气的运动方向与煤的运动方向可以为错流或逆流中的一种，使热空气与煤充分接触，振动移动床内装置以振动筛板作为移动板，可以透过气体，振动移动床与水平面具有45度或45度以下的夹角，在气体的吹动下，比重小的煤在热风中成悬浮或半悬浮状态，随着振动移动床移动排出，比重较大的矸石等无机矿物质，沉在振动移动床较低的一侧排出，这样，在热空气和振动移动床的联合作用，使煤和矸石等无机矿物质分离，达到煤的脱灰目的，同时煤中水分挥发到热空气中，达到同时从煤中脱水目的，得到脱水、脱灰精煤。
本发明的方法将干法空气脱灰和热空气脱水有机结合起来，达到同时脱水和脱灰的目的，本技术发明具有设备投资小的特点，同时从煤中脱水和脱灰的功能，水的脱除率为30-95％，灰分的脱除率为30-70％，显著提高煤的发热量，一般提高煤的发热量在100-2000kcal/kg，煤中水分、灰分含量越高，本项技术的水分脱除率和灰分脱除率越高。
附图说明
图1为同时从煤中脱水、脱灰工艺流程图
具体实施方式
下述实施例中的方法，如无特别说明，均为常规方法。
实施例1、弱粘煤的同时脱水、脱灰及其效果
以弱粘煤为原料，煤中水分含量28％，灰分含量25％，发热量4200kcal/kg，煤的粒径为300mm或300mm以下。将该弱粘煤原料从振动移动床装置(山东天力干燥设备有限公司生产的TGLZ3.6振动床干燥器，振动移动筛板与水平面的夹角为20度)的加料口加入，进行脱灰、脱水，调节振动移动床的振动频率为800次/分钟，振幅为6mm，用离心风机从振动移动床装置的底部鼓入温度为70℃，湿度为10％的热空气，调节鼓风速度，使鼓入热空气体积流量和煤体积流量比为15：1，鼓入的热空气通过移动床的振动筛板的空隙与煤充分接触，然后由振动移动床的上部排风口排出，热空气的运动方向与煤的运动方向为错流(热空气从振动移动床底部鼓入，煤从振动移动床一侧加入)，在气体的吹动下，比重小的煤在热风中成悬浮或半悬浮状态，比重较大的矸石等无机矿物质，沉在振动移动床的底部，在热空气和振动移动床的联合作用，使煤和矸石等无机矿物质分离，矸石等无机矿物质从底部排灰口排出，经过脱灰、脱水的精煤从排煤口排出。将振动移动床装置的排煤口和排风口与回转式干燥器(承德输送机集团有限责任公司生产的ZT18180型回转干燥器)连接，使在振动移动床中脱水、脱灰后的煤以及热空气排出后直接进入回转式干燥器，并在其中进一步充分接触干燥15-30分钟，干燥的条件为60℃，即得到脱水、脱灰的精煤，其工艺流程示意图如图1所示。将经上述脱水、脱灰得到的精煤，通过GB212-91方法检测煤中的水分含量和灰分含量，通过GB/T213-1996方法检测发热量，结果表明，经上述脱水、脱灰得到的精煤中水分含量降为13％，灰分含量降为18％，发热量为5300kcal/kg，水分脱除率约为50％，灰分脱除率约为30％。
实施例2、不粘煤的同时脱水、脱灰及其效果
以不粘煤为原料，煤中水分含量22％，灰分含量20％，发热量4300kcal/kg，煤的粒径为100mm或100mm以下。将该不粘煤原料用振动移动床装置(南京飞龙制药机械设备厂ZLG-1型装置，调振动移动筛板与水平面的夹角为40度)进行脱灰、脱水，调节振动移动床的振动频率为600次/分钟，振幅为4mm，用离心风机从振动移动床装置的底部鼓入温度为90℃，湿度为10％的热空气，调节鼓风速度，使鼓入热空气体积流量和煤体积流量比为22：1，鼓入的热空气通过移动床的振动筛板的空隙与煤充分接触，然后由振动移动床的上部排风口排出，热空气的运动方向与煤的运动方向为逆流(热空气从振动移动床底部鼓入，煤从振动移动床顶部加入)，进料方向和鼓风方向相反，在气体的吹动下，比重小的煤在热风中成悬浮或半悬浮状态，比重较大的矸石等无机矿物质，沉在振动移动床的底部，在热空气和振动移动床的联合作用，使煤和矸石等无机矿物质分离，矸石等无机矿物质从底部排灰口排出，经过脱灰、脱水的精煤从排煤口排出。将振动移动床装置的排煤口和排风口与回旋式干燥器(成都望江干燥器厂生产的GZT型回转干燥器)连接，使在振动移动床中脱水、脱灰后的煤以及热空气排出后直接进入回转式干燥器，并在其中进一步充分接触干燥20-40分钟，干燥的条件为80℃，即得到脱水、脱灰的精煤，其工艺流程示意图如图1所示。将经上述脱水、脱灰得到的精煤，通过GB212-91方法检测煤中的水分含量和灰分含量，通过GB/T213-1996方法检测发热量，结果表明，经上述脱水、脱灰得到的精煤中水分含量降为12％，灰分含量降为12％，发热量为5500kcal/kg，水分脱除率约为45％，灰分脱除率约为40％。
实施例3、褐煤的同时脱水、脱灰及其效果
以褐煤为原料，煤中水分含量32％，灰分含量19％，发热量3300kcal/kg，煤的粒径为150mm。将该褐煤原料用振动移动床装置(铁岭精工集团股份公司GZQ系列装置，振动移动筛板与水平面的夹角为10度)进行脱灰、脱水，调节振动移动床的振动频率为1000次/分钟，振幅为4mm，用离心风机从振动移动床装置的底部鼓入温度为85℃，湿度为25％的热空气，调节鼓风速度，使鼓入热空气体积流量和煤体积流量比为30：1，鼓入的热空气通过移动床的振动筛板的空隙与煤充分接触，然后由振动移动床的上部排风口排出，热空气的运动方向与煤的运动方向为逆流，在气体的吹动下，比重小的煤在热风中成悬浮或半悬浮状态，比重较大的矸石等无机矿物质，沉在振动移动床的底部，矸石等无机矿物质从底部排灰口排出，经过脱灰、脱水的精煤从排煤口排出。将振动移动床装置的排煤口和排风口与回转式干燥器(常州市干燥设备有限公司SZG系列回转干燥机)连接，使在振动移动床中脱水、脱灰后的煤以及热空气排出后直接进入回转式干燥器，并在其中进一步充分接触干燥20.45分钟，干燥的条件为70℃，即得到脱水、脱灰的精煤，其工艺流程示意图如图1所示。将经上述脱水、脱灰得到的精煤，通过GB212-91方法检测煤中的水分含量和灰分含量，通过GB/T213-1996方法检测发热量，结果表明，经上述脱水、脱灰得到的精煤中水分含量降为15％，灰分含量降为13％，发热量为4600kcal/kg，水分脱除率约53％，灰分脱除率约为30％。
实施例4、不用干燥器的弱粘煤的同时脱水、脱灰及其效果
以弱粘煤为原料，煤中水分含量28％，灰分含量25％，发热量4200kcal/kg，煤的粒径为300mm以下。将该弱粘煤原料从振动移动床装置(山东天力干燥设备有限公司生产的TGLZ3.6振动床干燥器，振动移动筛板与水平面的夹角为20度)的加料口加入，进行脱灰、脱水，调节振动移动床的振动频率为800次/分钟，振幅为6mm，用离心风机从振动移动床装置的底部鼓入温度为70℃，湿度为10％的热空气，调节鼓风速度，使鼓入热空气体积流量和煤体积流量比为15：1，鼓入的热空气通过移动床的振动筛板的空隙与煤充分接触，然后由振动移动床的上部排风口排出，热空气的运动方向与煤的运动方向为错流，在气体的吹动下，比重小的煤在热风中成悬浮或半悬浮状态，比重较大的矸石等无机矿物质，沉在振动移动床的底部，在热空气和振动移动床的联合作用，使煤和矸石等无机矿物质分离，矸石等无机矿物质从底部排灰口排出，经过脱灰、脱水的精煤从排煤口排出。将经上述脱水、脱灰得到的精煤，通过GB212-91方法检测煤中的水分含量和灰分含量，通过GB/T213-1996方法检测发热量，结果表明，经上述脱水、脱灰得到的精煤中水分含量降为22％，灰分含量降为18％，发热量为5000kcal/kg，水分脱除率约为20％，灰分脱除率约为30％。
实施例5、弱粘煤的同时脱水、脱灰及其效果
以弱粘煤为原料，煤中水分含量28％，灰分含量25％，发热量4200kcal/kg，煤的粒径为300mm以下。将该弱粘煤原料从振动移动床装置(山东天力干燥设备有限公司生产的TGLZ3.6振动床干燥器，振动移动筛板与水平面的夹角为20度)的加料口加入，进行脱灰、脱水，调节振动移动床的振动频率为1500次/分钟，振幅为6mm，用离心风机从振动移动床装置的底部鼓入温度为800℃，湿度为40％的炉窑烟气，调节鼓风速度，使鼓入热空气体积流量和煤体积流量比为200：1，鼓入的炉窑烟气通过移动床的振动筛板的空隙与煤充分接触，然后由振动移动床的上部排风口排出，炉窑烟气的运动方向与煤的运动方向为错流，在气体的吹动下，比重小的煤在热风中成悬浮或半悬浮状态，比重较大的矸石等无机矿物质，沉在振动移动床的底部，在炉窑烟气和振动移动床的联合作用，使煤和矸石等无机矿物质分离，矸石等无机矿物质从底部排灰口排出，经过脱灰、脱水的精煤从排煤口排出。将振动移动床装置的排煤口和排风口与回转式干燥器(承德输送机集团有限责任公司生产的ZT18180型回转干燥器)连接，使在振动移动床中脱水、脱灰后的煤以及炉窑烟气排出后直接进入回转式干燥器，并在其中进一步充分接触干燥10-15分钟，干燥的条件为300-700℃，即得到脱水、脱灰的精煤，其工艺流程示意图如图1所示。将经上述脱水、脱灰得到的精煤，通过GB212-91方法检测煤中的水分含量和灰分含量，通过GB/T213-1996方法检测发热量，结果表明，经上述脱水、脱灰得到的精煤中水分含量降为2％，灰分含量降为19％，发热量为5800kcal/kg，水分脱除率约为90％，灰分脱除率约为20％。
实施例6、褐煤的同时脱水、脱灰及其效果
以褐煤为原料，煤中水分含量32％，灰分含量19％，发热量3300kcal/kg，煤的粒径为150mm。将该褐煤原料用振动移动床装置(铁岭精工集团股份公司GZQ系列装置)进行脱灰、脱水，调节振动移动床的振动频率为600次/分钟，振幅为4mm，从振动移动床装置的底部鼓入温度为40℃，湿度为0％的热空气，调节鼓风速度，使鼓入热空气体积流量和煤体积流量比为5：1，鼓入的热空气通过移动床的振动筛板的空隙与煤充分接触，然后由振动移动床的上部排风口排出，热空气的运动方向与煤的运动方向为逆流，在气体的吹动下，比重小的煤在热风中成悬浮或半悬浮状态，比重较大的矸石等无机矿物质，沉在振动移动床的底部，矸石等无机矿物质从底部排灰口排出，经过脱灰、脱水的精煤从排煤口排出。将振动移动床装置的排煤口和排风口与回转式干燥器(常州市干燥设备有限公司SZG系列回转干燥机)连接，使在振动移动床中脱水、脱灰后的煤以及热空气排出后直接进入回转式干燥器，并在其中进一步充分接触干燥20-50分钟，干燥的条件为40℃，即得到脱水、脱灰的精煤，其工艺流程示意图如图1所示。将经上述脱水、脱灰得到的精煤，通过GB212-91方法检测煤中的水分含量和灰分含量，通过GB/T213-1996方法检测发热量，结果表明，经上述脱水、脱灰得到的精煤中水分含量降为22％，灰分含量降为13％，发热量为4000kcal/kg，水分脱除率约30％，灰分脱除率约为30％。
Claims (8)
1、一种煤脱水、脱灰的方法，是将粒径为300mm以下的煤加入到振动移动床的带有筛孔的振动筛板上，同时从所述振动筛板的底部鼓入温度为40-800℃的热气，使热气穿过筛孔，所述热气体积流量和煤的体积流量比为5-200：1，所述热气为热空气、烟气或废气；矸石在重力作用下滑落在振动移动床底部排出，煤中的水分挥发到热气中，使煤脱水和脱灰。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述移动床振动筛板与水平面的夹角为45度以下。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述振动移动床振动筛板的振动频率为500—2000次/分钟；振动移动床振动筛板的振幅为2—10mm。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述热气体积流量和煤的体积流量比为10-50：1。
5、根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法还包括将振动移动床排出的煤和排出的热气置入干燥器中进一步接触干燥。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述干燥器为回转式干燥器、沸腾床干燥器或移动床干燥器。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述干燥器为回转式干燥器，所述在回转式干燥器中干燥的条件为温度40-700℃，物料停留时间为10-60分钟。
8、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述从振动筛板的底部鼓入的热气的湿度为95％以下；所述从振动筛板的底部鼓入的热气的运动方向与煤的运动方向为错流或逆流。
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| CN101038124A (zh) | 2007-09-19 |
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