CN101440323A - 低阶煤的干燥成型一体化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低阶煤的干燥成型一体化工艺,包括以下步骤:(1)对待干燥的低阶煤进行破碎,使破碎后的低阶煤粒径小于50mm;(2)将破碎好的低阶煤定量地送入到滚筒干燥机中;(3)转动所述滚筒干燥机,并向其通入加热流体,以对滚筒内的煤进行加热;(4)收集从所述滚筒干燥机出来的煤,同时将所述热流体及其带出的粉尘和来自低阶煤的水蒸汽送入粉尘处理系统;(5)将从所述滚筒干燥机收集来的低阶煤按照一定粒度进行分级,大于该粒度的低阶煤作为第一产品被送入产品仓;(6)小于该粒度的低阶煤经密封输送装置送去挤压成型系统,与自粉尘处理系统收集的煤粉一起挤压成型,成型后作为第二产品被送往产品仓。

Description

低阶煤的干燥成型一体化工艺
技术领域
本发明涉及煤的干燥处理领域,特别是涉及一种低阶煤的干燥成型一 体化工艺。
背景技术
我国能源资源以煤炭为主,煤炭消费约占我国一次能源消费的60%。 长期以来,我国煤炭资源的开釆和利用都以烟煤和无烟煤为主,随着我国 能源消费的不断增加和对烟煤、无烟煤资源的过量开采,低阶煤的开发利 用越来越重要。
低阶煤是指煤化程度较低的煤,如褐煤和长焰煤。低阶煤储量约占我 国煤炭资源总量的50%。但是由于低阶煤水分含量较高(通常为20wt%~ 60wt°/。),热值低(通常为1000~3000kcal/kg),造成^f氐阶煤的运输和利用 成本都比较高,甚至影响生产装置的效率和正常操作,因此低阶煤的应用 范围十分有限。低阶煤通过干燥处理后,可以降低煤的水分、提高热值和 能量密度,从而扩大低阶煤种的综合利用途径,提高市场竟争力。
中国专利卯100420.0公开了一种褐煤加工处理技术,整个工艺包括堆 集耙运、机械破碎、回转干燥窑脱水干燥、筛分工序,最终得到符合工业 使用标准的褐煤煤粉。所述工艺采用重复脱水工艺,干燥过程时间长、效 率低,且没有解决干燥后的煤粉的扬尘、回水(潮)、自燃等问题。
热风滚筒干燥是工业上普遍采用的一种干燥方法,特别适合干燥高含 水量的物料。通过热风与待干燥物料在滚筒中直接接触,将湿物料中水分 蒸出,从而达到干燥的目的。
当用热风滚筒干燥技术来干燥低阶煤,受自身性质的影响,干燥过程 中低阶煤粉化严重,干燥后的低阶煤中含有相当数量的煤粉,这些煤粉含 水量低,密度小,不但容易自燃,而且在储运过程中产生大量扬尘,严重 污染环境。为解决上述问题,中国专利200610150125.8公开了一种低变质煤的加 工提质技术,先将低变质煤全部粉碎为粒径小于3mm的煤粉,然后用气 流干燥器和/或流化床干燥器将所得煤粉干燥至含水量低于3% ,再将干燥 后的煤粉在热反应器中加热至150~460°C,最后将加热后的煤粉压制成 型。该方法虽能达到高脱水之目的,但需要将低变质煤全部破碎至粒径小 于3mm,能耗大;同时,干燥过程需要气流干燥器和流化床干燥器两套干 燥单元共同作用才能使含水量降至3%以下,工艺系统复杂,投资大。对 于一些应用领域,没有必要将水分降至3%以下, 一般含水量在10%左右 就足够了。另外,由于200610150125.8将水分降至3%以下,煤粉需要保 持一定的温度(150~460°C )才能成型,为此需要将煤粉再加热。成型前 的加热步骤中有挥发分的析出,操作过程中对干燥介质以及周围环境的氧 含量均有严格要求,工艺条件苛刻。
发明内容
本发明旨在提出一种新的低阶煤的干燥处理方法,它克服了已有技术 存在的缺点,将低阶煤的干燥成型一体化,能高效脱除低阶煤中的水分, 同时又能够有效解决干燥后低阶煤的扬尘、自燃、回水(潮)等问题。
为此,本发明提供一种低阶煤的干燥成型一体化工艺,包括以下步骤: (1 )对待干燥的低阶煤进行破碎,使破碎后的煤粒径小于50mm;
(2) 将破碎好的低阶煤送入到滚筒干燥机中;
(3) 转动所述滚筒干燥机,并向其通入来自供热装置的热流体,以 对滚筒内的煤进行加热;
(4) 收集从所述滚筒干燥机出来的低阶煤,同时将所述热流体及其 带出的粉尘和来自低阶煤的水蒸汽送入粉尘处理系统;
(5 )将从所述滚筒干燥机收集来的低阶煤按照一定粒度进行分级, 大于该粒度的低阶煤作为第 一产品被送入产品仓;
(6)小于该粒度的低阶煤经密封输送装置送去挤压成型系统,与自 粉尘处理系统收集的煤粉一起挤压成型,成型后作为第二产品被送往产品 仓。
干燥后的低阶煤经分级后,大颗粒煤直接作为第一产品被输出,小颗 粒煤被送到成型机,在一定的成型压力下压制成型煤,作为第二产品被送往产品仓,不需要再加热,同时避免了储运环节中的自燃和扬尘污染等问 题。这种干燥成型一体化的工艺简单可靠,成品低阶煤便于储存与运输, 而且产品质量稳定,可以作为电厂燃料。
根据本发明的进一步特征,所述步骤(1)之前或之后还包括对低阶 煤进行预加热的步骤。
上述低阶煤的干燥成型一体化工艺中,破碎后低阶煤的粒径最好小于
25mm。
根据本发明方法的进一步特征,所述步骤(3)中的加热流体为热气 体,其含氧量低于大气中氧的含量。在实际中,所述的热气体是烟气,这 样可以更安全有效地对低阶煤进行脱水。不难看出,加热流体也可以为干 热蒸汽。
步骤(6)中所述挤压成型系统采用无粘结剂高压成型系统。 干燥后的低阶煤只部分进行成型,即先将自滚筒收集的干燥后低阶煤
进行分级,只将其中粒度小于3mm的干燥后低阶煤与布袋除尘器来的煤
粉一起成型。
进滚筒干燥机的热气体温度为400~900°C,优选500~800°C,热气 体中含氧量不高于15%。滚筒内热气体流速在1.5~8m/s,压力维持^t负 压,物料在滚筒内停留时间5 ~ 20min。
通过调节以上参数使离开所述滚筒干燥机的热风温度在110~ 160°C。
经过所述粉尘处理系统后,分离下的物料温度不低于60。C,其中粒度 小于O.lmm的物料比例大于80% (质量比),含水量小于2% (质量比)。
经过上述工艺步骤,所述滚筒干燥器出口物料的温度在40-80。C,含 水量在8% ~ 18% ,其中粒度小于3mm的物料比例小于滚筒干燥器出口物 料的50% (质量比),用于后续成型工艺。
所述成型机的成型线压力例如为7~12t/cm或更高,优选为8.5-11 t/cm,最好为9~ 10t/cm。
一般来说,待干燥的低阶煤含水量可高达40% (质量比),经过千燥、 筛分成型后,未成型的干燥后低阶煤含水量小于18%,成型后的型煤的含 水量小于10%。
与现有的低阶煤干燥处理方法相比,本发明以热流体为加热介质,被 加热的低阶煤的粒度大,成型时不需要煤粉二次加热步骤。低级煤干燥后经过分级,其中较大颗粒低阶煤直接作为成品,较小颗粒的干燥后低阶煤 进行高压成型,避免了储运环节中的扬尘污染。整个干燥成型一体化工艺 流程简单,对低阶煤的干燥效果较好,且产品质量稳定。
附图说明
以下,结合附图来详细说明本发明的实施例,其中:
图1为说明低阶煤干燥成型一体化工艺和设备的概略图。
附图标记:
1. 煤仓;
2. 皮带输送机;
3. 破碎机;
4. 定量给料机;
5. 密封式刮板输送机;
6. 供热装置;
7. 滚筒千燥机;
8. 布袋除尘器;
9. 排风机;
10. 烟囱;
11. 密封式刮板输送机;
12. 皮带输送机;
13. 振动筛;
14. 密封式刮板输送机;
15. 成型机;
17. 大颗粒低阶煤;
18. 型煤。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的思想,下面通过具体实例来进一步介绍本发明。
如图1所示,煤仓1中的原料低阶煤(例如褐煤)首先经皮带输送机2 送到破碎机3中,控制低阶煤的粒径在小于50mm,优选小于25mm然后由自动定量给料机4送入到密封式刮板输送机5,低阶煤被连续的加入到 滚筒干燥机7中。
滚筒干燥机7是煤干燥设备的核心部分,低阶煤在滚筒干燥机7中被 干燥,为保证干燥过程的顺利进行,滚筒干燥机7内装有能将物料扬起的 抄板内件。
热流体例如气体,其含氧量低于大气中氧的含量,优选气体中含氧量 不高于15%。气体由高温供热装置6送入到滚筒干燥机7中,热气体与低 阶煤颗粒同向流动,流动过程中热气体与低阶煤颗粒进行传热传质过程, 将低阶煤颗粒中的一部分水分蒸发出来。
从所述滚筒干燥机7中出来的热流体及其所带粉尘及来自低阶煤的水 蒸汽进入粉尘处理系统。粉尘处理系统包括布袋除尘器8和低压气体反吹 系统,由此收集流体中含有的煤粉,并对流体进行净化处理。所述低压气 体反吹系统(图中未示出)为常规型的,采用低压空气或氮气作为反吹清 灰气体吹入布袋式除尘器8中。净化处理后的流体从烟面IO排出。
排风机9的入风口与布袋除尘器8连通,排风机9的作用是在低阶煤 干燥设备内产生负压,保证低阶煤物料以及气体按照所要求的流程在设备 内运行。
从滚筒干燥机7干燥后的煤粒产品经收集装置,本例中为密封式刮板 输送机11,输送到皮带输送机12,然后被送到振动筛13中。
经过振动筛13的筛分,筛上物为较大颗粒低阶煤17,直接送往产品 仓,筛下物(如粒径在3mm以下)为粒径较小的粉煤,与从布袋除尘器8 底部排出的煤粉一起用密封式刮板输送机14送往成型机15。
较小颗粒的粉煤(如粒径在3mm以下)在成型机15中挤压成型,制 成能够满足运输要求的型煤18。
所述的振动筛13还可以用风选设备代替。
所述挤压成型系统为包括料斗、电机等附属设备的对辊成型机,成型 机的成型线压力约为7~ 12t/cm或更高,优选为8.5-11t/cm,最好为9 ~ 10t/cm。
进滚筒干燥机气体的温度为400~900°C,优选500- 800。C,其中的 含氧量不高于15%,常用为燃烧后的烟气。热气体的流速一^:为1.5 ~ 8m/s, 物料在滚筒内的停留时间为5~20min,离开所述滚筒干燥机的热气体温度 在110 ~ 160°C。所述滚筒干燥机出口物料的温度一般在40~ 80°C,含水量在8% ~ 18 %,其中粒度小于3mm的物料比例小于50。/。(质量比)。所述布袋除尘器 分离下的物料温度不低于60°C,其中粒度小于O.lmm的物料比例大于80 % (质量比),含水量小于2% (质量比)。
下面是以褐煤为对象采用本发明的处理方法的几个实例。
实例1
1、 将需要干燥的褐煤送到煤斗1中,褐煤的含水量在33.4%左右,自 煤斗1来的褐煤通过皮带输送机2送到破碎机3中进行破碎,破碎后褐煤 块的粒径小于25mm。破碎后的褐煤首先经过定量给料机4,然后连续、 稳定的通过密封式刮板输送机5加入到滚筒干燥机7中。
2、 来自高温供热装置6的热气体送入到滚筒干燥机7,热气体在其中 对褐煤进行干燥脱水。滚筒干燥机的转速设定为4r/min,给料速度设定为 16t/h,热气体流量为31000Nm3/h,温度70(TC。干燥后的褐煤通过刮板输 送机ll收集,干燥后尾气进入布袋除尘器8。
3、 粉尘处理系统中的布袋除尘器8的处理风量为30000 ~ 50000Nm3/h,入口的气体温度115 ~ 125°C;氮气作为反吹清灰气体,压力 0.4〜0.6MPa,温度40。C;排风机9的风量为50000 Nm3/h,工作温度为 120°C,采用循环冷却水冷却。
4、 滚筒干燥机出口处褐煤的温度在50~60°C,含水量为16%,其中 粒度小于3mm物料的比例为35% (质量比)。布袋除尘器收集的煤粉含水 量为1%,其中粒度小于O.lmm的物料比例为95 o/o。
5、 滚筒干燥机出口的干燥后褐煤经过振动筛13进行筛分,其中小于 lmm物料的比例为47%,然后同布袋除尘器收集的煤粉一起用刮板输送 机14送到成型才几15,成型压力为9t/cm。
6、 干燥后的未成型褐煤颗粒经检验含水量不高于18% (质量比),热 量不低于4500kcal/kg,成型后的褐煤含水量不高于7% ,热量不低于5500 kcal/kg。
实例2
1、将需要干燥的褐煤送到煤斗1中,褐煤的含水量在40°/。左右,自煤斗1来的褐煤通过皮带输送机2送到破碎机3中进行破碎,破碎后褐煤 块的粒径小于25mm。破碎后的褐煤首先经过定量给料机4,然后连续、 稳定的通过密封式刮板输送机5加入到滚筒干燥机7中。
2、 来自高温供热装置6的热气体送入到滚筒干燥机7,热气体在其中 对褐煤进行干燥脱水。滚筒干燥机的转速设定为4r/min,给料速度设定为 12t/h,热气体流量为31000NmVh,温度70(TC。干燥后的褐煤通过刮板输 送机11收集,出口气体进入布袋除尘器8。
3、 粉尘处理系统中的布袋除尘器8的处理风量为30000 - 50000 NmVh,入口的烟气温度125 - 135°C;氮气作为反吹清灰气体,压力0.4~ 0.6MPa,温度40。C;排风4几9的风量为50000 Nm3/h,工作温度为120°C, 采用循环冷却水冷却。
4、 滚筒干燥机出口处褐煤的温度在55~65°C,含水量为13%,其中 粒度小于3mm物料的比例为45% (质量比)。布袋除尘器收集的煤粉含水 量为0.8%,其中粒度小于0.1mm的物料比例为97%。
5、 干燥后的褐煤经过振动筛13进行筛分,其中小于lmm物料的比 例为53%,然后同布袋除尘器收集的煤粉一起用刮板输送机14送到成型 机15,成型压力为9t/cm。
6、 千燥后的未成型褐煤颗粒经检验含水量不高于15% (质量比),热 量不低于4500kcal/kg,成型后的褐煤含水量不高于6%,热量不低于5500 kcal/kg。
实例3
其他条件与实例1 一样,只是将进料量增加到25t/h,成型压力增大到 10t/cm,干燥后的未成型褐煤颗粒经检验含水量不高于18% (质量比), 热量不低于4500 kcal/kg,成型后的型煤经检验含水量不高于9%(质量比), 热量不低于5500 kcal/kg。
已经描述了本发明的实施例,对本发明所属技术领域的普通技术人员 来说将很容易做到各种改变、修改和改进。例如,考虑到低阶煤块在冬天 和/或其含水量大时不易干燥的情况,和/或想进一步提高干燥度,可以在 待干燥的低阶煤进行破碎之前或之后对低阶煤进行预加热的步骤。预加热 也使低阶煤受热均匀,内应力减小,从而降低低阶煤粉化。此外,在所述预加热的步骤中采用经上述粉尘处理系统处理后的流体,以进一步降低能 耗。因此,上面的描述仅作为例子而不打算作为限制。本发明仅受下面权 利要求书所定义的和其等同的特征的限制。

Claims (9)

1、一种低阶煤的干燥成型一体化工艺,包括以下步骤:(1)对待干燥的低阶煤进行破碎,使破碎后的煤粒径小于50mm;(2)将破碎好的低阶煤定量地送入到滚筒干燥机中;(3)转动所述滚筒干燥机,并向其通入加热流体,以对滚筒内的煤进行加热;(4)收集从所述滚筒干燥机出来的低阶煤,同时将所述热流体及其带出的粉尘和来自低阶煤的水蒸汽送入粉尘处理系统;(5)将从所述滚筒干燥机收集来的低阶煤按照一定粒度进行分级,大于该粒度的低阶煤作为第一产品被送入产品仓;(6)小于该粒度的低阶煤经密封输送装置送去挤压成型系统,与自粉尘处理系统收集的煤粉一起挤压成型,成型后作为第二产品被送往产品仓。
2、 根据权利要求1所述的工艺,其特征在于:在所述步骤(1 )之前 或之后还包括对低阶煤进行预加热的步骤。
3、 根据权利要求2所述的工艺,其特征在于:在所述预加热的步骤 中采用经上述粉尘处理系统处理后的流体。
4、 根据权利要求1所述的工艺,其特征在于:所述步骤(l)中低阶 煤的粒径小于25mm。
5、 根据权利要求1所述的工艺,其特征在于:所述步骤(3)中的加 热流体为气体,其含氧量低于大气中氧的含量。
6、 根据权利要求5所述的工艺,其特征在于:进滚筒干燥机的热气 体温度为500~ 800°C,滚筒内热气体流速在1.5~8m/s,压力维持微负压, 热气体中含氧量不高于15°/。,煤粒在滚筒内停留时间5~20min。
7、 根据权利要求6所述的工艺,其特征在于:离开所述滚筒干燥机 的热气体温度在110 ~ 160°C。
8、 根据权利要求1所述的工艺,其特征在于:所述的低阶煤为褐煤。
9、 根据权利要求1所述的工艺,其特征在于:所述步骤(6)中成型 系统为无粘结剂高压成型系统,成型压力为8.5 ~ lit/cm,待成型物料的粒 径小于3mm。
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