CN102559319B - 一种富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺及设备，该工艺将水分含量20～50%、粒度100mm以内的褐煤，送入集成式破碎干燥装置中；集成式破碎干燥装置将褐煤破碎至3mm以下，由烟气系统产生的高温烟气被高速送入集成式破碎干燥装置中，带动破碎后的褐煤细颗粒、粉体由下而上进行干燥；干燥后的褐煤细颗粒、粉体在高速高温烟气带动下进入旋风分离器中分离；分离出的褐煤细颗粒、粉体由旋风分离器下方进入预压螺旋装置，褐煤物料经预压后进入高压成型机中进行压制成型，即是成品型煤。该设备主要包括烟气系统、集成式破碎干燥装置、旋风分离器、预压螺旋装置和高压成型机。本发明投资运行成本低，提质效率高，提质质量好。

Description

一种富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺及设备

技术领域

本发明属于富含水褐煤提质综合高效利用技术领域，尤其是涉及一种富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺及设备。

背景技术

褐煤是煤化程度最低的煤，一种介于泥炭和沥青煤之间的棕黒色、无光泽的低级煤。褐煤含全水分20～50%，分析基水分10～30%，挥发分15～30%，热值11.71～16.73mj/kg。由于褐煤含有极高的水分，直接参与燃烧或煤的气化，一方面在着火过程中需要消耗大量的能量；另一方面褐煤挥发分高，易自燃并发生爆炸。此外，由于水分蒸发的过程中会带走大量热能，使得燃烧排烟热损失大，发电热效率低，温室气体的大量排放以及对褐煤的气化工艺要求苛刻，使得褐煤的使用面临特殊的挑战。大量开采水分高的褐煤直接用于燃烧，不仅锅炉燃烧不稳定，而且效率低。高水分使得这些煤种只能在当地使用，不可能长距离运输，极大地限制了煤炭的开采规模。因此，开发先进的褐煤提质工艺技术及设备，对于提高褐煤的市场竞争力，降低成本具有重要的意义。

目前，褐煤提质技术种类繁多，例如神华集团所用的褐煤HPU提质技术是通过二级破碎将大块褐煤破碎至3mm而后进行高温烟气干燥、成型；德国ZEMAG的褐煤干燥成型技术同样是通过二级破碎将褐煤破碎至6.3mm以下，而后采用滚筒干燥，干燥之后再破碎至1mm以下进行成型；德国RWE公司所使用的流化床工艺同样是将褐煤通过二级破碎破至2mm以下进行流化干燥提质。总之，这些工艺流程一般均是采用破碎筛分系统，将高水分褐煤利用多个破碎筛分系统将褐煤多次破碎直至3mm以下，通过输送设备送至干燥、成型设备进行提质；大于3mm的大颗粒，则通过返料系统返至破碎筛分系统进行再次破碎筛分。在工艺中，针对褐煤的破碎、筛分，需要建立多个专用破碎筛分站，破碎筛分至3mm以下的褐煤需要采用皮带、斗提或刮板输送机送至干燥、成型设备进行干燥、成型等提质，工艺系统繁杂，占地面积大，且投资、维护量高。目前，全球针对褐煤提质的工艺系统简化、提高效率、减少成本等均进行了大量的研究，但都没有取得很好的突破。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种工艺简单、系统效率高、投资成本低的富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺及设备。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺，其将水分含量20～50%、粒度100mm以内的褐煤，直接送入集破碎、干燥于一体的集成式破碎干燥装置中；集成式破碎干燥装置采用料层粉碎原理，将褐煤破碎至3mm以下，由烟气系统产生的高温烟气被高速送入集成式破碎干燥装置中，带动破碎后的褐煤细颗粒、粉体由下而上进行干燥；干燥后的水分含量在10%以下的褐煤细颗粒、粉体在高速高温烟气带动下进入旋风分离器中，将高温烟气与褐煤分离；分离出的褐煤细颗粒、粉体由旋风分离器下方进入预压螺旋装置，褐煤物料经预压后进入高压成型机中进行压制成型，即是成品型煤。

上述的富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺中，所述的由烟气系统产生的高温烟气温度为300℃～900℃。

上述的富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺中，所述的高温烟气一部分由集成式破碎干燥装置底部进入，另一部分由集成式破碎干燥装置侧壁进入。

上述的富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺中，所述的经旋风分离器分离出的高温烟气，经袋式除尘器除尘后，部分返回至烟气系统。

上述的富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺中，所述的成型型煤通过冷却系统冷却后进入成品仓，未成型型煤返回至集成式破碎干燥装置中破碎、干燥。

一种富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质设备，其主要包括烟气系统、原料仓、集成式破碎干燥装置、旋风分离器、预压螺旋装置和高压成型机，所述烟气系统包括有一烟气炉，烟气炉进气口与一次风机连接，烟气炉出气口通过管道分别与集成式破碎干燥装置的侧壁、底部连接；原料仓位于集成式破碎干燥装置上方，原料仓底部出料口与集成式破碎干燥装置上部的进料口通过管道连接，集成式破碎干燥装置顶部的排气口通过管道连接至旋风分离器，旋风分离器的出料口与预压螺旋装置通过管道连接，高压成型机进料口设置预压螺旋装置。

上述的富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质设备中，所述旋风分离器的出气口通过管道与袋式除尘器的进气口连接，袋式除尘器具有两个出气口，一个出气口与一向大气排风的引风机连接。

上述的富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质设备中，所述烟气系统的烟气炉进气口与集成式破碎干燥装置的出气口通过管道连接，管道上设置有循环风机，循环风机进风口与集成式破碎干燥装置的出气口连接，循环风机出风口与烟气炉进气口连接。

上述的富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质设备中，所述袋式除尘器另一个出气口通过管道与循环风机进风口连接。

上述的富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质设备中，所述高压成型机下方设置有振动筛，振动筛出料口通过返料系统与原料仓进料口连接。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

该富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺，其工艺流程简单，设备少，占地面积少，投资运行成本低，提质效率高；将粒度100mm以内的褐煤通过集成式破碎干燥装置破碎、干燥至粒度在3mm以下、水分含量在10%以下，然后送入高压成型机压制成型，成型后的型煤具有极高的冷压强度和跌落强度，满足长途运输少扬灰的性能，不易自燃，满足长期库存堆放的要求，各项指标接近并达到优质煤的水平。

该富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质设备，其采用的集成式破碎干燥装置破碎能耗小，换热面积大，干燥效率高，可调操作性强；高压成型机使干燥后的粉煤可以直接成型为具有优质煤特性的型煤，便于运输和储存、使用；具有建设投资小、运行维护成本低、提质效率高、提质质量好的特点。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图中：1－炉前仓；2－烟气炉；3－循环风机；4－一次风机；5－原料仓；6－集成式破碎干燥装置；7－旋风分离器；8－预压螺旋装置；9－高压成型机；10－振动筛；11－除尘器；12－引风机。 

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

如图1所示，本发明富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质设备，其主要包括烟气系统、原料仓5、集成式破碎干燥装置6、旋风分离器7、预压螺旋装置8和高压成型机9，所述烟气系统包括有一烟气炉2，烟气炉2进料口与炉前仓1通过管道连接，烟气炉2进气口与一次风机4连接，烟气炉2出气口通过管道分别与集成式破碎干燥装置6的侧壁、底部连接；原料仓5位于集成式破碎干燥装置6上方，原料仓5底部出料口与集成式破碎干燥装置6上部的进料口通过管道连接，集成式破碎干燥装置6顶部的排气口通过管道连接至旋风分离器7，旋风分离器7的出料口与预压螺旋装置8通过管道连接，高压成型机9进料口设置预压螺旋装置8。

所述的烟气系统的烟气炉2进气口与集成式破碎干燥装置6的出气口通过管道连接，管道上设置有循环风机3，循环风机3进风口与集成式破碎干燥装置6的出气口连接，循环风机3出风口与烟气炉2进气口连接。

所述的旋风分离器7的出气口通过管道与袋式除尘器11的进气口连接，袋式除尘器11具有两个出气口，一个出气口与一向大气排风的引风机12连接，另一个出气口通过管道与循环风机3进风口连接。

所述的高压成型机9下方设置有振动筛10，振动筛10出料口通过返料系统与原料仓5进料口连接。

上述的集成式破碎干燥装置采用本申请于2011年8月23日申请的专利“一种集褐煤的破碎和干燥为一体的提质装置”（申请号为201110242692.7）中的集褐煤的破碎和干燥为一体的提质装置，集成式破碎干燥装置内设置有若干个种空的布料板（布料板即为专利申请“一种集褐煤的破碎和干燥为一体的提质装置”中的换热板），布料板角度可调，布料板主要作用：（1）、在布料板内部填充高温气体，可以提高集成式破碎干燥装置干燥时的换热面积，提高干燥效率；（2）布料板的角度可以根据需要进行调整，通过调整布料板的角度，使其针对不同要求物料、不同干燥结果，起到改变高速高温烟气风向作用，延长高速高温烟气在其内部的干燥时间，提高干燥效率；（3）通过调整布料板的角度，使其起到不同的旋粉作用，使未满足要求的颗粒通过旋粉继续回到破碎盘进行破碎，满足要求的粒度在高速高温烟气带动下进入旋风分离器；（4）高速高温烟气带动物料与不同角度的布料板碰撞，使物料再次受到撞击破碎，提高破碎效率、减少破碎功耗。

通过调节高温烟气的温度，控制集成式破碎干燥装置的出料褐煤细颗粒、粉体水分含量在0~10%之间调节；通过调节高温烟气的风速，控制集成式破碎干燥装置的出料褐煤细颗粒、粉体粒度在0~3mm之间调节。

上述的高压成型机9进料口设置的预压螺旋装置8，通过改变其螺旋叶片的直径、距离等，使预压后的褐煤堆密度由原褐煤堆密度0.5 g/cm³～0.7g/cm³提高至0.8 g/cm³～1.0 g/cm³。

上述的高压成型机采用对辊式高压成型机，双辊按照相向方向由外向内旋转，物料由中间进入两辊进行挤压，两辊之间受压部根据其物料不同，最高线压力可达30N/cm。经过对辊式高压成型机成型的型煤，具有极高的冷压强度和跌落强度，并满足长途运输少扬灰的性能，不易自燃，满足长期库存堆放的要求，各项指标接近并达到优质煤的水平。

下面结合图1、以及上述的提质设备对本发明富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺流程详细说明。

褐煤破碎、干燥、成型流程：水分含量20～50%、粒度100mm以内的褐煤由原料仓5进入集成式破碎干燥装置6，在集成式破碎干燥装置中对褐煤进行破碎、干燥，且通过集成式破碎干燥装置内的布料板对褐煤物料进行风选，使干燥后的褐煤粒度在0～3mm之间且可调、水分含量在10%以下可调；经过风选后的粒度在0～3mm、水分含量在0~10%的褐煤进入旋风分离器7，经旋风分离器分离出的褐煤送入预压螺旋装置8进行预压，预压后的褐煤细颗粒、粉体送入对辊式高压成型机进行成型，成型后的型煤通过对辊式高压成型机下方的振动筛10进行筛分，合格的成型型煤由振动筛上方送至输送皮带上，通过冷却系统冷却后进入成品仓储藏，未成型的型煤由振动筛下部筛选出来，通过返料系统送入原料仓5中与原料混合，继续进行上述破碎、干燥、成型步骤。

热介质流程：烟气炉2用原料经由炉前仓1送入，烟气炉2产生的300℃～900℃高温烟气，一部分由集成式破碎干燥装置6底部进入，与褐煤细颗粒、粉体直接接触，并将破碎后的褐煤细颗粒、粉体由下而上吹起，进行热交换干燥，经过集成式破碎干燥装置内部的布料板后，高速高温烟气带动干燥后的褐煤细颗粒、粉体由集成式破碎干燥装置顶部的排气口排出，进入旋风分离器7中进行风选，将高温烟气与褐煤分离；分离出来的高温烟气进入袋式除尘器11内除尘，除尘后的一部分高温烟气在循环风机3的作用下继续进入烟气炉2内，另一部分高温烟气在引风机12的作用下排到大气中。烟气炉2产生的300℃～900℃高温烟气，另一部分由集成式破碎干燥装置6的侧壁进入，由布料板中空进口进入其内，由布料板中空出口排出，在循环风机3的作用下进入烟气炉2内。

一次风机4为烟气炉2提供基本的燃烧氧含量，通过调整循环风机3所吹进的循环烟气，使循环烟气与一次风机4吹进的空气含量达到一定的比例，以控制烟气炉2有足够的氧量供其燃烧并使烟气系统含氧量控制在10%以下，使烟气系统中的煤粉不具备自燃性，保证烟气系统的安全可靠。

Claims (8)

1.一种富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺，其特征是：其将水分含量20～50%、粒度100mm以内的褐煤，直接送入集破碎、干燥于一体的集成式破碎干燥装置中；集成式破碎干燥装置采用料层粉碎原理，将褐煤破碎至3mm以下，由烟气系统产生的300℃～900℃高温烟气被高速送入集成式破碎干燥装置中，高温烟气一部分由集成式破碎干燥装置底部进入，另一部分由集成式破碎干燥装置侧壁进入，带动破碎后的褐煤细颗粒、粉体由下而上进行干燥；干燥后的水分含量在10%以下的褐煤细颗粒、粉体在高速高温烟气带动下进入旋风分离器中，将高温烟气与褐煤分离；分离出的褐煤细颗粒、粉体由旋风分离器下方进入预压螺旋装置，褐煤物料经预压后进入高压成型机中进行压制成型，即是成品型煤。

2.根据权利要求1所述的富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺，其特征是：其经旋风分离器分离出的高温烟气，经袋式除尘器除尘后，部分返回至烟气系统。

3.根据权利要求1所述的富含水褐煤集成式破碎干燥成型提质工艺，其特征是：其成型型煤通过冷却系统冷却后进入成品仓，未成型型煤返回至集成式破碎干燥装置中破碎、干燥。

4.一种实现权利要求1所述提质工艺的提质设备，主要包括烟气系统、原料仓、旋风分离器，所述烟气系统包括有一烟气炉，烟气炉进气口与一次风机连接，其特征是：其还包括集成式破碎干燥装置、预压螺旋装置和高压成型机，烟气炉出气口通过管道分别与集成式破碎干燥装置的侧壁、底部连接；原料仓位于集成式破碎干燥装置上方，原料仓底部出料口与集成式破碎干燥装置上部的进料口通过管道连接，集成式破碎干燥装置顶部的排气口通过管道连接至旋风分离器，旋风分离器的出料口与预压螺旋装置通过管道连接，高压成型机进料口设置预压螺旋装置。

5.根据权利要求4所述的提质工艺的提质设备，其特征是：其旋风分离器的出气口通过管道与袋式除尘器的进气口连接，袋式除尘器具有两个出气口，一个出气口与一向大气排风的引风机连接。

6.根据权利要求4所述的提质工艺的提质设备，其特征是：其烟气系统的烟气炉进气口与集成式破碎干燥装置的出气口通过管道连接，管道上设置有循环风机，循环风机进风口与集成式破碎干燥装置的出气口连接，循环风机出风口与烟气炉进气口连接。

7.根据权利要求5或6所述的提质工艺的提质设备，其特征是：其袋式除尘器另一个出气口通过管道与循环风机进风口连接。

8.根据权利要求4所述的提质工艺的提质设备，其特征是：其高压成型机下方设置有振动筛，振动筛出料口通过返料系统与原料仓进料口连接。

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