CN104180383B - 一种安全环保的煤粉制备系统和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安全环保的煤粉制备方法及系统，包括步骤：将原煤烘干工序中产生的粉煤A以及磨制工序中产生的一部分粉煤B收集于第一集粉器(5)中；将磨制工序中的另一部分粉煤C收集于第二集粉器(10)中；利用负压管道A将煤粉从第一集粉器(5)和第二集粉器(10)中吸出后进行输送。本发明结合传统两步法干法制粉工艺和负压气力输送煤粉的方法，目的在于解决现有干法制备煤粉过程中煤粉储罐及制粉系统煤粉易自燃爆炸的问题，从而达到安全环保制粉和储粉的目的。

Description

一种安全环保的煤粉制备系统和制备方法

技术领域

本发明属于煤炭加工领域，涉及以原料煤为原料的煤粉制备技术，尤其涉及一种安全环保的煤粉制备、煤粉真空输送、煤粉储存系统及方法。

背景技术

我国是世界第一产煤大国，也是煤炭消费的大国。2013年全国煤炭产量完成37亿吨左右，全年消费量达36.1亿吨，在我国能源消费结构中，2013年煤炭消费占一次能源消费的比重为65.7％。我国以煤炭为主的格局决定了必须采用清洁、高效的煤炭加工利用方式来解决能源问题。

煤粉燃烧带来了煤燃烧的一场革命，例如，煤粉锅炉比传统燃煤锅炉节煤显著，原因有以下几个方面：第一，燃烧充分，燃尽率高；第二，空气过剩系数小，排烟温度低，排烟热损失小；第三，即开即停，因此不存在“无功”燃料消耗。煤粉燃烧几乎是所有大型燃煤锅炉的燃烧方式。

煤粉制备是电力、冶金、化工、建材及其它拥有工业锅炉、工业炉窑企业的重要生产环节，是煤粉炉燃烧必不可少的辅助系统。煤粉制备一般分为湿法制备工艺和干法制备工艺。其中湿法制备安全性好，被广泛用于水煤浆制备工艺中，但存在磨煤效率低、应用范围窄、运输成本高等问题；干法制粉可广泛用于各种行业，具有磨煤效率高、运输成本低的优点，但存在粉尘污染严重、煤粉易自燃爆炸的不足之处。

煤粉爆炸是由于在制粉系统内突然有少量的煤粉悬浮燃烧引起的，此外，也包括少量煤和煤粉干燥逸出可燃气体的燃烧。因此，煤粉爆炸必备的三要素是:点爆火源、悬浮煤粉、足够量的氧气，三者缺一不可。三要素具备时大量煤粉一瞬间悬浮燃烧，形成强大的冲击力。

在煤粉制备、储存、输送和使用过程中，如处理不当，不但容易污染环境，甚至发生安全事故，造成人员伤亡和设备损坏。尤其以干法煤粉制备、煤粉储存过程最易发生。干法制粉工艺又分为一步法和两步法。

一步法：干燥和磨制工序合二为一，热风直接进磨。适合大规模制粉，流程短、设备少、比投资小，安全保障措施要求高。

两步法：干燥和磨制工序分离。适合中小规模制粉，安全保障措施简单，但流程稍长、设备多、比投资稍大。

为了防止干法煤粉制备中的安全隐患问题，通常采取惰性气体如氮气或烟道气进行保护，其一般工艺流程为：原料煤经过输煤皮带直接进入来料仓，经过破碎后进入烘干机，利用高温烟气或预热氮气进行干燥，干燥后的煤粒进入磨煤机中磨制，气体携带部分粉尘经除尘后直接排放，磨煤机中煤粒磨制成煤粉进入分离装置，煤粉经螺旋输送机或提升机送至成品储罐。此工艺存在的主要问题是：

(1)与烘干机配套的除尘器收集的煤粉粒度细、水分含量低。煤粉越细，含水率越低，煤粉爆炸的危险性就越大；

(2)煤粉经螺旋输送机或提升机送至成品储罐过程中，储罐中的煤粉飘浮存在爆炸安全隐患；

(3)输送煤粉的螺旋输送机或提升机停止工作时，其内部易积存煤粉，积粉是导致爆炸的根源；

(4)磨煤机出口保护气体循环利用，均需要进行冷凝除去水分重新加热升温，造成大量的能量损失，运行成本较高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种安全环保的煤粉制备系统和制备方法，解决现有干法制备煤粉过程中煤粉储罐及制粉系统煤粉易自燃爆炸的问题。

根据本发明提供的一种安全环保的煤粉制备方法，包括如下步骤：

将原煤烘干工序中产生的粉煤A以及磨制工序中产生的一部分粉煤B收集于第一集粉器5中；

将磨制工序中的另一部分粉煤C收集于第二集粉器10中；

利用负压管道A将煤粉从第一集粉器5和第二集粉器10中吸出后进行输送。

优选地，第一集粉器5处于负压状态以吸入所述粉煤A和所述一部分粉煤B。

优选地，利用负压管道A将煤粉从第一集粉器5和第二集粉器10中经吸咀13吸出后输送入储粉仓15。

优选地，储粉仓15处于负压状态。

优选地，利用管道将所述粉煤A和所述一部分粉煤B收集于第一集粉器5中。

根据本发明提供的一种安全环保的煤粉制备系统，包括：原煤烘干系统、原煤磨制系统；

还包括：第一集粉器5、第二集粉器10、负压管道A；

第一集粉器5，用于收集来自于原煤烘干系统产生的粉煤A以及原煤磨制系统产生的一部分粉煤B；

第二集粉器10，用于收集来自于原煤磨制系统产生的另一部分粉煤C；

负压管道A，用于将煤粉从第一集粉器5和第二集粉器10中吸出后进行输送。

优选地，第一集粉器5处于负压状态以吸入所述粉煤A和所述一部分粉煤B。

优选地，还包括：储粉仓15；

储粉仓15，用于储存利用负压管道A从第一集粉器5和第二集粉器10中经吸咀13吸出的煤粉。

优选地，储粉仓15处于负压状态。

优选地，利用管道将所述粉煤A和所述一部分粉煤B收集于第一集粉器5中。

优选地，还包括：引风机6、储粉仓15、真空泵18；

原煤烘干系统包括：烘干装置4；

原煤磨制系统包括：磨粉装置8、鼓风机9、阀门12、粉仓除尘器14；

烘干装置4的粉尘颗粒输出端与第一集粉器5的输入端相连，第一集粉器5的气体输出端与引风机6相连；

烘干装置4的干燥原煤输出端与磨粉装置8的干燥原煤输入端相连；

磨粉装置8的输出端与第二集粉器10的输入端相连，第二集粉器10的气体输出端与鼓风机9的进风口相连，鼓风机9的出风口与磨粉装置8的气体输入端相连，从而，磨粉装置8、第二集粉器10、鼓风机9之间形成研磨循环系统；

鼓风机9的出风口又通过放风管道与第一集粉器5的输入端相连；

第一集粉器5的煤粉输出端、第二集粉器10的煤粉输出端均与储粉仓15的输入端相连，储粉仓15的气体输出端与真空泵18相连，真空泵18将储粉仓15内抽成负压，从而第一集粉器5、第二集粉器10内的煤粉在负压状态下进入储粉仓15内。

所述第一集粉器5的煤粉输出端、第二集粉器10的煤粉输出端可通过共用的密闭管道或各自单独的密闭管道与与储粉仓15相连。

优选地，还包括：喂料装置7；

烘干装置4的干燥原煤输出端输出的煤块通过喂料装置7输送至磨粉装置8的干燥原煤输入端。

优选地，第一集粉器5的煤粉输出端和第二集粉器10的煤粉输出端均设置有阀门12和吸咀13，阀门的出口通过密闭管道连接至储粉仓15。

优选地，所述储粉仓15的侧壁为双层抽真空结构，起到有效隔热作用，从而可以有效防止煤粉存储过程中在罐体侧壁上结块；

所述烘干装置4的输入端与干燥原煤输出端设置有测温装置；

所述第一集粉器5为除尘装置，除尘装置的侧壁和锥体底部分别设置有测温装置17和料位计16；

所述第二集粉器10的侧壁和锥体底部分别设置有测温装置17和料位计16；

所述储粉仓15的侧壁从上至下依次设置有测温装置17和料位计16。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、通过真空泵将煤粉传输管路、储粉仓抽成负压，煤粉在低氧环境下实现传输，并且在低氧环境下实现沉降收集，从而大大降低了传统机械输送以及沉降收集过程中煤粉易于自燃或爆炸的风险；

2、煤粉传输为低氧环境下的负压气力管道传输，因为采用的是管道传输方式，避免机械传送中存在煤粉残留的问题，所以克服了煤粉机械输送中常出现的积粉问题；

3、第一集粉器的气体输出端与引风机相连，通过引风机的作用，能够实现下述两项作用：将烘干装置中的热烟气以及粉尘颗粒抽至第一集粉器，将热烟气排出，并将粉尘颗粒留在第一集粉器内；将研磨循环系统内混杂有粉碎后煤粉的空气抽至第一集粉器，将气体排出，并将粉碎后煤粉留在第一集粉器内。

4、在第一集粉器内可以中和来自原煤烘干工序和磨制工序这两部分煤粉颗粒的含水率，避免第一集粉器内因烘干装置的煤粉颗粒的颗粒度过细，并且煤粉过于干燥，从而易引起自燃或爆炸的问题，具有非常高的安全性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的一种安全环保的煤粉制备系统的流程图；

图2为本发明提供的一种共用管道的负压气力输送系统的结构示意图；

图3为本发明提供的一种单独管道的负压气力输送系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。

根据本发明提供的一种安全环保的煤粉制备系统，包括：原煤烘干系统、原煤磨制系统、引风机6、喂料装置7、储粉仓15、真空泵18、第一集粉器5、第二集粉器10、吸咀13、负压管道A；

原煤烘干系统包括：原煤输送装置1、原煤筛分斗3、热源装置2、烘干装置4、第一集粉器5、引风机6、密闭的管道11、测温装置17以及料位计16；

原煤磨制系统包括：磨粉装置8、鼓风机9、阀门12、粉仓除尘器14。

更为具体地，烘干装置4的粉尘颗粒输出端与第一集粉器5的输入端相连，第一集粉器5的气体输出端与引风机6相连；

烘干装置4的干燥原煤输出端与磨粉装置8的干燥原煤输入端相连；

磨粉装置8的输出端与第二集粉器10的输入端相连，第二集粉器10的气体输出端与鼓风机9的进风口相连，鼓风机9的出风口与磨粉装置8的气体输入端相连，从而，磨粉装置8、第二集粉器10、鼓风机9之间形成研磨循环系统；

鼓风机9的放风管通过放风管道与第一集粉器5的输入端相连；

第一集粉器5的煤粉输出端、第二集粉器10的煤粉输出端均与储粉仓15的输入端相连，储粉仓15的气体输出端与真空泵18相连，真空泵18将储粉仓15内抽成负压，从而第一集粉器5、第二集粉器10内的煤粉在负压状态下经吸咀13吸入后进入储粉仓15内。

其中，烘干装置4的干燥原煤输出端输出的煤块通过喂料装置7输送至磨粉装置8的干燥原煤输入端。第一集粉器5的煤粉输出端和第二集粉器10的煤粉输出端均设置有阀门12和吸咀13，阀门的出口通过密闭管道连接至储粉仓15。所述储粉仓15的侧壁为双层抽真空结构，起到有效隔热作用，从而可以有效防止煤粉存储过程中在罐体侧壁上结块；所述烘干装置4的输入端与干燥原煤输出端设置有测温装置；所述第一集粉器5为除尘装置，除尘装置的侧壁和锥体底部分别设置有测温装置和料位计；所述第二集粉器10的侧壁和锥体底部分别设置有测温装置和料位计；所述储粉仓15的侧壁从上至下依次设置有测温装置和料位计。

更进一步优选地，所述烘干装置选取三筒烘干机；所述除尘装置为气箱式脉冲布袋除尘器；所述喂料装置为提升机；所述第一集粉器5采用脉冲布袋除尘器，第二集粉器10采用旋风分离器，以将空气和煤粉分离。

所述第一集粉器、第二集粉器、吸咀、阀门、储粉仓、真空泵通过密闭管道连接构成煤粉负压气力输送系统。所述鼓风机出风口与第一集粉器通过密闭管道连接构成原煤磨制系统的放风通道。所述磨粉装置的干燥原煤输入端与烘干装置的干燥原煤输出端通过喂料装置连接构成原煤磨制系统的进料通道。所述的真空泵安装在负压气力输送系统的尾端，通过粉仓除尘器与储粉仓连接；所述第一集粉器和第二集粉器可以通过共用的密闭管道或单独的密闭管道与储粉仓连接。

第一集粉器的气体输出端与引风机相连，通过引风机的作用，实现下述两项作用：

1将烘干装置中的热烟气以及粉尘颗粒抽至第一集粉器，将热烟气排出，并将粉尘颗粒留在第一集粉器内；

2将研磨循环系统内混杂有粉碎后煤粉的空气抽至第一集粉器，将气体排出，并将粉碎后煤粉留在第一集粉器内。

本发明的工作原理和工作过程如下：

一种安全环保的煤粉制备系统，其特征在于，包括：烘干装置4、磨粉装置8、第一集粉器5、第二集粉器10、储粉仓15，其中：

烘干装置4的粉尘颗粒输出端与第一集粉器5相连；

烘干装置4的干燥原煤输出端与磨粉装置8相连，磨粉装置8的煤粉输出端与第二集粉器10相连；

在磨粉装置8与第二集粉器10之间设置有鼓风机9，鼓风机9向磨粉装置8内吹入空气，将磨粉装置8研磨形成的煤粉吹至第二集粉器10中，同时第二集粉器10与鼓风机9之间设有连通管路，从而磨粉装置8、第二集粉器10、鼓风机9、连通管路形成研磨循环系统，所述鼓风机9的放风管与第一集粉器5相连，由放风管实现将研磨循环系统内混杂有粉碎后煤粉的空气排出至第一集粉器5，从而在研磨循环系统中形成负压；

所述第一集粉器5收集来自烘干装置4的煤粉颗粒以及来自于原煤磨制系统的煤粉颗粒，由于来自于原煤磨制系统的煤粉颗粒的含水率高于来自烘干装置4的煤粉颗粒，所以在第一集粉器5内可以中和两部分煤粉颗粒的含水率，避免第一集粉器5内因烘干装置4的煤粉颗粒的颗粒度过细，并且煤粉过于干燥，从而易引起自燃或爆炸的问题。而本发明中，因为第一集粉器5内中和了两部分煤粉颗粒的含水率，所以大大降低了第一集粉器5内煤粉自燃或爆炸的可能性，具有非常高的安全性。

第一集粉器5、第二集粉器10两者的煤粉输出端均与储粉仓15的输入端相连，储粉仓14的气体输出端与真空泵18相连，真空泵18将储粉仓15内抽成负压，从而第一集粉器5、第二集粉器10的煤粉在负压状态下进入储粉仓15内。

真空吸送式气力输送方式具有物料容易被吸入、无粉尘飞扬、供料器简单、供料点可以敞开、工作条件要求低等优点。它是采用真空泵从整个管道系统中抽气，使管道内的气体压力低于大气压力而处于负压状态，从而使气流和物料形成的混合体从供料器被吸入输料管内。输送到卸料点时，物料由分离器卸出，含尘气体则通过除尘器除尘后经风机排入大气中。

在煤粉制备和煤粉储存系统中，采用真空吸送式气力输送煤粉有很大优越性：

(1)整个系统在工作时处于负压输送过程，减少了车间的煤尘，解决了环境污染，保护了职工健康；

(2)设备简单，占地面积少，输送煤粉不用螺旋输送机或提升机，在正常运行中维修量也较小，管道和设备内不易有煤粉积存；

(3)既可以由几处向一处集中输送，也可以由一处向几处分散输送；

(4)煤粉储罐采用负压式，储罐内氧气含量大量减少，从而有效避免储罐内煤粉爆炸事故发生；

(5)系统的安全性和可靠性得到显著提高。

根据本发明的另一个方面还提供一种安全环保的煤粉制备方法，其结合传统两步法干法制粉工艺和负压气力输送煤粉的方法，达到安全环保制粉和储粉的目的。所述两步法干法制粉所制备好的煤粉集中在第一集粉器和第二集粉器内，最后采用负压气力输送的方法将煤粉输送及储存到固定的储粉仓中。

具体表现如图1所示，原煤经过(作为原煤输送装置1的)皮带输送机进入到原煤筛分斗3中，经过筛分后，较细小的块煤经过由热源装置2供热的烘干装置4烘干，最后通过(作为喂料装置7的)提升机进入到磨粉装置8中被研磨成煤粉，制备成的煤粉通过鼓风机9吹送到第二集粉器10的进口(即输入端)，在第二集粉器10内优选地采用旋风分离器，以将空气和煤粉分离，大部分煤粉在集粉器离心力的作用下沉降到第二集粉器10内，小部分煤粉随密闭管道再次回到鼓风机9进口，该小部分煤粉中的一部分回到磨粉装置8内，一部分经鼓风机9出口的放风管进入(作为第一集粉器5的)除尘装置内，使得最终的煤粉集中在第二集粉器10和第一集粉器5内。

同时，在原煤烘干过程中，块煤表面细小的粉煤经烘干后扬起，在引风机6的抽力作用下进入到除尘装置被捕集下来，因此最终的煤粉被集中在第二集粉器10和第一集粉器5内。

如图3所示，最后真空泵18将储粉仓15内的空气抽出，使储粉仓15及煤粉输送管道成负压状态，开启第二集粉器10及第一集粉器5物料出口的阀门，煤粉在真空泵18的抽力作用下被送至储粉仓15，在抽气过程中，混合在空气中的煤粉被粉仓除尘器14捕集下来。由于整个所述煤粉制备系统处于负压状态下，使得在煤粉制备过程中不会出现扬尘和冒粉的现象，另外储粉仓15内的空气稀薄，煤粉自燃爆炸的可能性大大降低，使得煤粉储存的安全性得到有效保障。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (14)

1.一种安全环保的煤粉制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将原煤烘干工序中产生的粉煤A以及磨制工序中产生的一部分粉煤B收集于第一集粉器(5)中；

将磨制工序中的另一部分粉煤C收集于第二集粉器(10)中；

利用负压管道A将煤粉从第一集粉器(5)和第二集粉器(10)中吸出后进行输送。

2.根据权利要求1所述的安全环保的煤粉制备方法，其特征在于，第一集粉器(5)处于负压状态以吸入所述粉煤A和所述一部分粉煤B。

3.根据权利要求1所述的安全环保的煤粉制备方法，其特征在于，利用负压管道A将煤粉从第一集粉器(5)和第二集粉器(10)中吸出后输送入储粉仓(15)。

4.根据权利要求3所述的安全环保的煤粉制备方法，其特征在于，储粉仓(15)处于负压状态。

5.根据权利要求1所述的安全环保的煤粉制备方法，其特征在于，利用管道将所述粉煤A和所述一部分粉煤B收集于第一集粉器(5)中。

6.一种安全环保的煤粉制备系统，包括：原煤烘干系统、原煤磨制系统；

其特征在于，还包括：第一集粉器(5)、第二集粉器(10)、负压管道A；

第一集粉器(5)，用于收集来自于原煤烘干系统产生的粉煤A以及原煤磨制系统产生的一部分粉煤B；

第二集粉器(10)，用于收集来自于原煤磨制系统产生的另一部分粉煤C；

负压管道A，用于将煤粉从第一集粉器(5)和第二集粉器(10)中经吸咀(13)吸出后进行输送。

7.根据权利要求6所述的安全环保的煤粉制备系统，其特征在于，第一集粉器(5)处于负压状态以吸入所述粉煤A和所述一部分粉煤B。

8.根据权利要求6所述的安全环保的煤粉制备系统，其特征在于，还包括：储粉仓(15)；

储粉仓(15)，用于储存利用负压管道A从第一集粉器(5)和第二集粉器(10)中经吸咀(13)吸出的煤粉。

9.根据权利要求8所述的安全环保的煤粉制备系统，其特征在于，储粉仓(15)处于负压状态。

10.根据权利要求6所述的安全环保的煤粉制备系统，其特征在于，利用管道将所述粉煤A和所述一部分粉煤B收集于第一集粉器(5)中。

11.根据权利要求6所述的安全环保的煤粉制备系统，其特征在于，还包括：引风机(6)、储粉仓(15)、真空泵(18)；

原煤烘干系统包括：烘干装置(4)；

原煤磨制系统包括：磨粉装置(8)、鼓风机(9)、阀门(12)、粉仓除尘器(14)；

烘干装置(4)的粉尘颗粒输出端与第一集粉器(5)的输入端相连，第一集粉器(5)的气体输出端与引风机(6)相连；

烘干装置(4)的干燥原煤输出端与磨粉装置(8)的干燥原煤输入端相连；

磨粉装置(8)的输出端与第二集粉器(10)的输入端相连，第二集粉器(10)的气体输出端与鼓风机(9)的进风口相连，鼓风机(9)的出风口与磨粉装置(8)的气体输入端相连，从而，磨粉装置(8)、第二集粉器(10)、鼓风机(9)之间形成研磨循环系统；

鼓风机(9)的出风口又通过放风管道与第一集粉器(5)的输入端相连；

第一集粉器(5)的煤粉输出端、第二集粉器(10)的煤粉输出端均与储粉仓(15)的输入端相连，储粉仓(15)的气体输出端与真空泵(18)相连，真空泵(18)将储粉仓(15)内抽成负压，从而第一集粉器(5)、第二集粉器(10)内的煤粉在负压状态下进入储粉仓(15)内；

所述第一集粉器(5)的煤粉输出端、第二集粉器(10)的煤粉输出端通过共用的密闭管道或各自单独的密闭管道与储粉仓(15)相连。

12.根据权利要求11所述的安全环保的煤粉制备系统，其特征在于，还包括：喂料装置(7)；

烘干装置(4)的干燥原煤输出端输出的煤块通过喂料装置(7)输送至磨粉装置(8)的干燥原煤输入端。

13.根据权利要求11所述的安全环保的煤粉制备系统，其特征在于，第一集粉器(5)的煤粉输出端和第二集粉器(10)的煤粉输出端均设置有阀门(12)和吸咀(13)，阀门的出口通过密闭管道连接至储粉仓(15)。

14.根据权利要求书11所述的安全环保的煤粉制备系统，其特征在于，所述储粉仓(15)的侧壁为双层抽真空结构，起到有效隔热作用，从而可以有效防止煤粉存储过程中在罐体侧壁上结块；

所述烘干装置(4)的输入端与干燥原煤输出端设置有测温装置；

所述第一集粉器(5)为除尘装置，除尘装置的侧壁和锥体底部分别设置有测温装置(17)和料位计(16)；

所述第二集粉器(10)的侧壁和锥体底部分别设置有测温装置(17)和料位计(16)；

所述储粉仓(15)的侧壁从上至下依次设置有测温装置(17)和料位计(16)。