CN107450469A - 一种用于调节原煤水分的系统及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于调节原煤水分的系统，所述系统包括：检测模块、上位机、热锯PLC、投料模块、混合模块及输出模块，其中，所述检测模块、上位机、热锯PLC、投料模块、混合模块及输出模块依次相连。本申请提供一种用于调节原煤水分的系统及其调节方法，该方法可通过检测原煤中水分含量，将原煤与煤矸石按一定比例混合，有效的降低原煤中的水分，降低使用成本，其中，本申请采用的煤矸石是煤炭在形成过程中与煤炭共生、伴生的一种脉石矿物，是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，将其与原煤进行混合，不仅能将煤矸石变废成宝，而且还能减轻其对环境的污染，节省大量的空间，增加其应用前景。

Description

一种用于调节原煤水分的系统及其调节方法

技术领域

本发明涉及原煤水分调节技术领域，具体涉及一种用于调节原煤水分的系统及其调节方法。

背景技术

水分在原煤中以外在水分和内在水分两种形式存在，外在水分主要是在开采、运输、存储过程中受雨露冰雪等影响而形成的，如造气系统每天消耗粉煤800t，因而部分原煤只能露天存放，雨水淋湿粉煤，会使原煤中水含量剧增，导致在制作型煤过程中配置的腐殖酸无法被粉煤吸收，沤制时煤中腐殖酸质量分数极低，在传统上去除原煤中外在水分一般采用自然干燥法除去。

原煤中内在水分也称固有水分，传统的去除这部分水分需要将原煤加热到105℃左右，并保持一定的时间才能除去。各煤种的水分含量差别很大，少的仅在2％左右，多的可达50％-60％。如果原煤中的水含量增加，就会相对减少可燃成分的含量，降低原煤的发热量。

原煤中的水分使煤在储运过程中容易破碎，不仅增加运输费用，而且降低了煤的发热量。煤中水分在煤磨制过程中会消耗干燥剂的热量，降低磨煤机的台时产量。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种用于调节原煤水分的系统及其调节方法，该方法可通过检测原煤中水分含量，将原煤与煤矸石按一定比例混合，有效的降低原煤中的水分，降低使用成本，其中，本申请采用的煤矸石是煤炭在形成过程中与煤炭共生、伴生的一种脉石矿物，是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，将其与原煤进行混合，不仅能将煤矸石变废成宝，而且还能减轻其对环境的污染，节省大量的空间，增加其应用前景。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种用于调节原煤水分的系统，所述系统包括：检测模块、上位机、热锯PLC、投料模块、混合模块及输出模块，其中，所述检测模块、上位机、热锯PLC、投料模块、混合模块及输出模块依次相连。

优选的，所述检测模块内设置有重量检测单元A、重量检测单元B及干燥单元，其中，干燥单元设置于重量检测单元A、重量检测单元B之间。

优选的，所述热锯PLC包括配电柜及CPU模块，所述配电柜数量为多个，每个配电柜内都设置有PLC和电源模块。

优选的，所述投料模块与所述多个PLC通过DP总线传输的级联方式。

优选的，所述投料模块内设置有原煤投料单元及煤矸石投料单元，其中，所述原煤投料单元及煤矸石投料单元内均设置有至少一个传感器。

优选的，所述传感器包括倾角传感器、旋转编码器、位置传感器、重量传感器、温度传感器或高压传感器中的一种或多种。

一种采用上述系统对原煤水分智能调节的方法，包括以下步骤：

1)检测模块对原煤中水分进行初步检测，并将所得数据发送至上位机进行整合；

2)将步骤1)中上位机整合数据发送至热锯PLC处处理，热锯PLC根据预存的标准模型对所得数据进行计算，并对投料模块的投入量进行控制；

3)按步骤2)中的投入量，将投入的物料在混合模块中进行混合，并通过输出模块输出成型。

至此，得到一种水分含量较低的原煤。

本申请提供一种用于调节原煤水分的系统，所述系统包括：检测模块、上位机、热锯PLC、投料模块、混合模块及输出模块，其中，所述检测模块、上位机、热锯PLC、投料模块、混合模块及输出模块依次相连。其中，所述检测模块内设置有重量检测单元A、重量检测单元B及干燥单元，其中，干燥单元设置于重量检测单元A、重量检测单元B之间，重量检测单元A用于检测进入检测模块的原煤的初始重量，重量检测单元B用于检测经干燥单元干燥后原煤的重量，检测模块将原煤的初始重量数据及干燥后原煤的重量数据发送至上位机处进行整合，并将整合数据发送至热锯PLC处进行分析处理，其中，热锯PLC包括配电柜及CPU模块，所述配电柜数量为多个，每个配电柜内都设置有PLC和电源模块；热锯PLC根据其预存的数据模型与上位机传送的数据，对原煤内所含水分进行计算，并对投料模块的投料比例进行控制。其中，所述投料模块与所述多个PLC通过DP总线传输的级联方式；所述投料模块内设置有原煤投料单元及煤矸石投料单元，其中，所述原煤投料单元及煤矸石投料单元内均设置有至少一个传感器；所述传感器包括倾角传感器、旋转编码器、位置传感器、重量传感器、温度传感器或高压传感器中的一种或多种；原煤投料单元内的传感器与煤矸石投料单元内的传感器用于检测两个投料单元的工作状态，热锯PLC通过控制其工作状态从而控制其投料比例，按一定的投料比例加入混合模块后，混合模块对原煤及煤矸石进行有效的混合，并传输至输出模块输出物料。

本发明取得的积极成果为：

本申请提出先对原煤中水分含量进行测定，并将测定结果发送至上位机处整合，上位机将所得结果发送至热锯PLC处，由热锯PLC根据预存数据计算原煤及煤矸石的投料比例，并控制投料模块进行投料，进而混合物料并输出；其中，所述煤矸石是采用煤炭在形成过程中与煤炭共生、伴生的一种脉石矿物，将其与原煤进行混合，不仅可以改善传统的干燥燃烧法去除原煤中的水分，降低生产成本，同时还可将煤矸石变废为宝，减轻其对环境的污染，节省大量的空间，增加其应用前景。

附图说明

图1为本申请所示一种用于调节原煤水分的系统流程图

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

目前在我国的能源总消费中，煤炭占一次能源消费的68％左右，因此定时定量了解煤炭的质量状况对整个煤工业的优化操作和运行非常重要。水分分析是煤质分析的一部分，各种煤的水分差别很大，最少的仅2％左右，最多的则可达到50％-60％，其内部存在的大量的水分使煤在储运过程中容易断裂，不仅增加运输费用，而且降低了煤的发热量。而传统的去除原煤中水分为采用干燥燃烧法去除水分，该方法难以控制水分差别较大的原煤，且提高了原煤的使用成本。

煤矸石是煤炭在形成过程中与煤炭共生、伴生的一种脉石矿物，是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。我国矸石产量占原煤总产量约为15％-20％，目前积存已达到70亿吨，占地面积为70km²，且每年以1.5亿吨的速度增长，在工业固体废弃物的总量的40％以上。堆积煤矸石占用了大量的土地，并且会在土地中释放大量的有害元素，煤矸石的综合利用已不容懈怠。煤矸石的主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外还含有数量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。煤矸石包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。

煤炭被称作是工业“真正的粮食”，对于现代化工产业来说，不管是轻工业还是重工业，煤炭都占据着不可替代的地位。因此，煤矸石的产量也在不断上升，如何把煤矸石良好的利用是我们目前必须要解决的问题，目前国内外对煤矸石的研究与利用，主要集中在以下几个方面，煤矸石用于发电，生产化工产品，用作填充物，用作耐火材料、合成陶瓷，合成高效能复合外墙外保湿材料，制成砖用作建筑材料等。到目前为止，煤矸石已经被广泛利用。由于很多原因，国内的煤矸石利用率仍然很低，只能达到30％左右，每年的处理量远远小于排放量，在综合利用中，煤矸石的发热量在4500-12500KJ/Kg范围的可用于发电，杂质含量低而氧化铝含量高的煤矸石可用于化工生产。比如硫酸铝、结晶氯化铝、4A筛、氢氧化铝、白炭黑、炭黑等铝质材料、尽管如此，但煤矸石的处理量还是比较低，因此，煤矸石处理的新工艺有待进一步的开发。

煤矸石中富集着很多有用成分，如果可以将其充分利用，不仅能将煤矸石变废成宝，而且能减轻对环境的污染，还能节省大量的空间，在工业上具有广阔的应用前景。

为解决以上问题，本申请提出将原煤与煤矸石进行混合，其通过检测原煤中的水分含量，并将所得数据发送至热锯PLC处处理，通过热锯PLC计算分析原煤及煤矸石的投料比例，从而得到一种水分含量较低的原煤；该方法在降低原煤中水分含量的同时增加了煤矸石的应用前景。

本申请提供的技术方案是一种用于调节原煤水分的系统，所述系统包括：检测模块、上位机、热锯PLC、投料模块、混合模块及输出模块，其中，所述检测模块、上位机、热锯PLC、投料模块、混合模块及输出模块依次相连。其中，所述检测模块内设置有重量检测单元A、重量检测单元B及干燥单元，其中，干燥单元设置于重量检测单元A、重量检测单元B之间；所述热锯PLC包括配电柜及CPU模块，所述配电柜数量为多个，每个配电柜内都设置有PLC和电源模块；所述投料模块与所述多个PLC通过DP总线传输的级联方式；所述投料模块内设置有原煤投料单元及煤矸石投料单元，其中，所述原煤投料单元及煤矸石投料单元内均设置有至少一个传感器；所述传感器包括倾角传感器、旋转编码器、位置传感器、重量传感器、温度传感器或高压传感器中的一种或多种。

一种采用上述系统对原煤水分智能调节的方法，包括以下步骤：

1)检测模块对原煤中水分进行初步检测，并将所得数据发送至上位机进行整合；

2)将步骤1)中上位机整合数据发送至热锯PLC处处理，热锯PLC根据预存的标准模型对所得数据进行计算，并对投料模块的投入量进行控制；

3)按步骤2)中的投入量，将投入的物料在混合模块中进行混合，并通过输出模块输出成型。

至此，得到一种水分含量较低的原煤。

本申请提供一种用于调节原煤水分的系统，所述系统包括：检测模块、上位机、热锯PLC、投料模块、混合模块及输出模块，其中，所述检测模块、上位机、热锯PLC、投料模块、混合模块及输出模块依次相连。其中，所述检测模块内设置有重量检测单元A、重量检测单元B及干燥单元，其中，干燥单元设置于重量检测单元A、重量检测单元B之间，重量检测单元A用于检测进入检测模块的原煤的初始重量，重量检测单元B用于检测经干燥单元干燥后原煤的重量，检测模块将原煤的初始重量数据及干燥后原煤的重量数据发送至上位机处进行整合，并将整合数据发送至热锯PLC处进行分析处理，其中，热锯PLC包括配电柜及CPU模块，所述配电柜数量为多个，每个配电柜内都设置有PLC和电源模块；热锯PLC根据其预存的数据模型与上位机传送的数据，对原煤内所含水分进行计算，并对投料模块的投料比例进行控制。其中，所述投料模块与所述多个PLC通过DP总线传输的级联方式；所述投料模块内设置有原煤投料单元及煤矸石投料单元，其中，所述原煤投料单元及煤矸石投料单元内均设置有至少一个传感器；所述传感器包括倾角传感器、旋转编码器、位置传感器、重量传感器、温度传感器或高压传感器中的一种或多种；原煤投料单元内的传感器与煤矸石投料单元内的传感器用于检测两个投料单元的工作状态，热锯PLC通过控制其工作状态从而控制其投料比例，按一定的投料比例加入混合模块后，混合模块对原煤及煤矸石进行有效的混合，并传输至输出模块输出物料。

上述调节原煤水分的系统对原煤水分智能调节的方法，包括以下步骤：

1)检测模块对原煤中水分进行初步检测，并将所得数据发送至上位机处进行整合；其中，所述检测模块内设置有重量检测单元A、重量检测单元B及干燥单元，其中，干燥单元设置于重量检测单元A、重量检测单元B之间，重量检测单元A用于检测进入检测模块内原煤的重量，重量检测单元B用于检测经干燥单元干燥后原煤的重量，将进入检测模块内原煤的重量数据与干燥单元干燥后原煤的重量数据发送至上位机处进行整合；

2)将步骤1)中上位机整合数据发送至热锯PLC处处理，热锯PLC根据预存的标准模型对所得数据进行计算，并对投料模块的投入量进行控制；其中，上位机将整合数据发送至热锯PLC处，热锯PLC将根据进入检测模块内原煤的重量数据与干燥单元干燥后原煤的重量数据进行计算，得到原煤中水分的含量，并根据该含量计算投料模块中原煤投料单元及煤矸石投料单元的投料比例；

3)按步骤2)中的投入量，将投入的物料在混合模块中进行混合，并通过输出模块并通过输出模块输出成型。

至此，得到一种水分含量较低的原煤。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于调节原煤水分的系统，其特征在于，所述系统包括：检测模块、上位机、热锯PLC、投料模块、混合模块及输出模块，其中，所述检测模块、上位机、热锯PLC、投料模块、混合模块及输出模块依次相连。

2.根据权利要求1中所述一种用于调节原煤水分的系统，其特征在于，所述检测模块内设置有重量检测单元A、重量检测单元B及干燥单元，其中，干燥单元设置于重量检测单元A、重量检测单元B之间。

3.根据权利要求1中所述一种用于调节原煤水分的系统，其特征在于，所述热锯PLC包括配电柜及CPU模块，所述配电柜数量为多个，每个配电柜内都设置有PLC和电源模块。

4.根据权利要求1或3中所述一种用于调节原煤水分的系统，其特征在于，所述投料模块与所述多个PLC通过DP总线传输的级联方式。

5.根据权利要求1中所述一种用于调节原煤水分的系统，其特征在于，所述投料模块内设置有原煤投料单元及煤矸石投料单元，其中，所述原煤投料单元及煤矸石投料单元内均设置有至少一个传感器。

6.根据权利要求5中所述一种用于调节原煤水分的系统，其特征在于，所述传感器包括倾角传感器、旋转编码器、位置传感器、重量传感器、温度传感器或高压传感器中的一种或多种。

7.一种采用权利要求1或5中任一项所述系统对原煤水分智能调节的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)检测模块对原煤中水分进行初步检测，并将所得数据发送至上位机进行整合；

2)将步骤1)中上位机整合数据发送至热锯PLC处处理，热锯PLC根据预存的标准模型对所得数据进行计算，并对投料模块的投入量进行控制；

3)按步骤2)中的投入量，将投入的物料在混合模块中进行混合，并通过输出模块输出成型。

至此，得到一种水分含量较低的原煤。