CN111136086A - 一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法,依次经过蒸汽控制性解离,分级机分级,湿法浮选等步骤,利用采用蒸汽射流控制性解离技术对物料控制性解离,将煤和煤矸石的包裹体解离到特定的粒度段,再通过多次分级让煤和煤里面的杂质有效分离,结合浮选工艺最后分选出尾煤和灰分<10%的精煤,大大降低了精煤的灰分含量,使得可燃体煤的总回收率得到了提升,本发明还公开了此方法使用的生产装置,包括物料输送泵,分级机,解离器,蒸汽用除尘器和引风机,将焦煤进行了有效的解离分级,本发明在提高燃煤回收率的同时,还回收了高岭土和二氧化硅,利用尾煤提供动力,减少了能源消耗,使能源利用率最大化。
Description
技术领域
本发明涉及煤化工技术领域,尤其涉及一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法及装置。
背景技术
我国是产煤大国,炼焦煤是我国的稀缺煤种,现我国炼焦煤选煤厂大多采用块煤重选、煤泥浮选的工艺。提高炼焦煤选煤厂总精煤的产率,对于充分利用和保护我国炼焦煤资源具有十分重要的意义。
煤炭主要分为焦煤和精煤,两者最大不同在于灰分的含量不同,焦煤的灰分较大,精煤的灰分较小,为了使灰分含量满足要求,提升煤炭的资源利用率,就需要降低重选精煤的灰分,目前的通用做法是通过机械磨对焦煤进行粉碎处理,再进行浮选,因为焦煤的特性是内会和外汇并存的状态,简单粉碎后浮选的精煤灰分含量通常较高,且因为碳没有完全解离,会影响分选,导致浮选效果差,需进行多次重选才可获得合格的精煤。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法及装置,能够得到低灰分的精煤,使可燃体煤综合回收率提升,浮选效率和品质提高,提高了能源利用率,节约能源。
本发明采用的技术方案如下:
一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法,包括以下步骤:
(1)通过物料输送泵将焦煤送入蒸汽射流控制性解离器中,向解离器内通入高温蒸汽作为解离动力,将焦煤进行控制性解离;
(2)解离后的颗粒进入超细分级机,进行2~4次分级处理;
(3)步骤(3)分离得到的细粉颗粒进入蒸汽用除尘器收集,得到高岭土为主的煤矸石,同时分级机下料口得到粒度段在2~500μm之间的煤;
(4)将步骤(3)分级机下料口的煤进行湿法浮选,得到精煤和尾煤(含二氧化硅)。
其中,蒸汽射流控制性解离是指是在一定程度上控制物料的粉碎强度,可以控制原料中某种物料粉碎后的粒度,使物料不会过粉碎。本发明利用此技术根据不同的物料组分或灰分,采用不同的粉碎压力、温度、粉碎的马赫数、喷嘴结构参数等来控制物料的粉碎强度,将煤和煤矸石粉碎到刚好可以分离的细度就可以了,这样就不会过度粉碎煤,避免了过度粉碎的煤和本身就容易粉碎的高岭土混在一起,导致后面没法分离,使得可燃体煤回收比例低、浮选效果差。
优选地,所述高温蒸汽压力为0.1~2.0MPa,温度为150~500℃。
优选地,所述解离器的粉碎马赫数为0.5~2.0。
优选地,所述高温蒸汽由尾煤制得。
优选地,所述的分级机为蒸汽式涡轮分级机或旋风分离器。
优选地,所述湿法浮选级为单级或连续多级湿法浮选。
一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的装置,包括物料输送泵,解离器,分级机,蒸汽用除尘器和引风机,所述物料输送泵与解离器相连,所述解离器与分级机相连,所述分级机通过管道与蒸汽用除尘器相连,所述蒸汽用除尘器连接有引风机。
该装置的工作原理为:物料输送泵将物料输送到解离器内,向物料喷射高温蒸汽,利用高温蒸汽作为动力介质将物料进行解离,同时根据不同的物料组分或灰分,调整高温蒸汽的压力、温度、解离器的粉碎马赫数和喷嘴结构参数等来控制物料的粉碎强度,将煤和煤矸石粉碎到刚好可以分离的细度,粉碎后的物料经过分级机分级处理,其中细粉颗粒通过管道进入蒸汽用除尘器被收集得到以高岭土为主的煤矸石,而分级机的下料口则得到粒度段在2~500μm之间的煤,再将这些煤进行湿法浮选,得到精煤和尾煤。
优选地,所述分级机包括初级分级机,二级分级机,三级分级机和四级分级机,所述初级分级机与二级分级机,三级分级机,四级分级机依次串联连接,经过多次分级处理使煤和煤里面的杂质能够得到有效分离。
优选地,所述蒸汽用除尘器腔体中设置有电选机,利用电选机对带电物质的吸附作用,将碳从高岭土中吸附出来,使高岭土的碳含量控制在5%以内,这样的高岭土可以作为一种优质的矿物掺和料,进一步提高了高岭土的品质。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1.本发明利用蒸汽射流控制性解离技术将前端焦煤解离到特定的粒度段2~500μm,使物料不会过粉碎,避免了过粉碎的煤和本身就容易粉碎的高岭土混在一起,导致可燃体煤回收比例低、浮选效果差的现象;再通过多次分级让煤和煤里面的杂质有效分离,结合浮选工艺最后分选出尾煤和灰分<10%的精煤,大大降低了精煤的灰分含量,可燃体煤的总回收率得到提升。
2.本发明分选出的尾煤可以用于解离器产生蒸汽的燃料,由于是经超细解离得到的超细化煤,极大地提高了燃值和燃烧效率,且1T尾煤可以产生蒸汽0.2~0.4T,可用于解离器产生蒸汽,作为一个闭式系统,极大地节省了能源,使能源利用率最大化。
3.本发明通过蒸汽用除尘器回收了高岭土,经浮选出的尾煤中二氧化硅含量高,实现了二氧化硅,高岭土与煤的分离,并得到了高效回收,且回收率高,极大地提高了浮选效率和品质,回收的二氧化硅,高岭土还可以变废为宝,再次应用与其他领域。
4.本发明通过在除尘器腔体中设置有电选机,利用电选机对带电物质的吸附作用,将碳从高岭土中吸附出来,使高岭土的碳含量控制在5%以内,可以作为一种优质的矿物掺和料,进一步提高了高岭土的品质。
5.本发明解离器排除掉150℃以下的低品位蒸汽,保证解离器内物料的粉碎效率,同时该部分蒸汽可用于浮选后精煤和尾煤的烘干,蒸汽经过换热后得到的水,可以用做浮选用的水,这样水资源得到了循环利用。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1是本发明工艺流程图;
图2是实施例1的生产装置结构示意图;
图3是实施例2的生产装置结构示意图;
图4是实施例3的生产装置结构示意图。
图中标记为:1-物料输送泵,2-解离器,3-分级机,31-初级分级机,32-二级分级机,33-三级分级机,34-四级分级机,4-蒸汽用除尘器,5-引风机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法,包括以下步骤:
(1)向物料输送泵中加焦煤原料,其灰分为19.36%,最大粒度为0.25mm,将焦煤送入解离器中,向焦煤喷射0.5MPa,150℃高温蒸汽作为解离动力,调整解离器内的粉碎马赫数为0.5,将焦煤粉碎到煤和煤矸石刚好可以分离的细度;
(2)解离后的颗粒依次进入初级分级机,二级分级机进行2次分级处理,初级分级机和二级分级机均采用蒸汽式涡轮分级机;
(3)步骤(2)分离得到的细粉颗粒进入蒸汽用除尘器收集,且所述蒸汽用除尘器腔体中设置有电选机,经蒸汽用除尘器收集得到以高岭土为主的煤矸石,其灰分为73.98%,高岭土回收率为90%,d50为3um,同时分级机下料口得到粒度段在2~500μm之间的煤;
(4)将步骤(3)分级机下料口的煤进行连续多级湿法浮选,浮选得到精煤和尾煤,其中精煤灰分为10%,可燃体煤的总回收率达88.8%,尾煤中二氧化硅的回收率达90%。
一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的装置,包括物料输送泵,分级机,解离器,蒸汽用除尘器和引风机,所述物料输送泵与解离器相连,所述解离器与分级机相连,所述分级机通过管道与蒸汽用除尘器相连,所述蒸汽用除尘器连接有引风机。
所述分级机包括初级分级机和二级分级机,所述初级分级机与二级分级机依次串联连接,所述蒸汽用除尘器腔体中设置有电选机。
实施例2
一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法,包括以下步骤:
(1)向物料输送泵中加焦煤原料,其灰分为25.17%,最大粒度为0.5mm,将焦煤送入解离器中,向焦煤喷射1MPa,300℃高温蒸汽作为解离动力,调整解离器内的粉碎马赫数为1,将焦煤粉碎到煤和煤矸石刚好可以分离的细度;
(2)解离后的颗粒依次进入初级分级机,二级分级机和三级分级机进行3次分级处理,初级分级机,二级分级机和三级分级机均采用旋风分离器;
(3)步骤(2)分离得到的细粉颗粒进入蒸汽用除尘器收集,且所述蒸汽用除尘器腔体中设置有电选机,经蒸汽用除尘器收集得到以高岭土为主的煤矸石,其灰分为76.86%,高岭土回收率为92.5%,d50为3um,同时分级机下料口得到粒度段在2~500μm之间的煤;
(4)将步骤(3)分级机下料口的煤进行单级湿法浮选,浮选得到精煤和尾煤,其中精煤灰分为9%,可燃体煤的总回收率达90.7%,尾煤中二氧化硅的回收率达93%。
一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的装置,包括物料输送泵,分级机,解离器,蒸汽用除尘器和引风机,所述物料输送泵与解离器相连,所述解离器与分级机相连,所述分级机通过管道与蒸汽用除尘器相连,所述蒸汽用除尘器连接有引风机。
所述分级机包括初级分级机,二级分级机,三级分级机,所述初级分级机,二级分级机和三级分级机依次串联连接,所述蒸汽用除尘器腔体中设置有电选机。
实施例3
一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法,包括以下步骤:
(1)向物料输送泵中加焦煤原料,其灰分为36%,最大粒度为3mm,将焦煤送入解离器中,向焦煤原料喷射2MPa,500℃高温蒸汽作为解离动力,调整解离器内的粉碎马赫数为2,将焦煤粉碎到煤和煤矸石刚好可以分离的细度;
(2)解离后的颗粒依次进入初级分级机,二级分级机,三级分级机和四级分级机进行4次分级处理,初级分级机,二级分级机,三级分级机和四级分级机均采用蒸汽式涡轮分级机;
(3)步骤(2)分离得到的细粉颗粒进入蒸汽用除尘器收集,且所述蒸汽用除尘器腔体中设置有电选机,经蒸汽用除尘器收集得到以高岭土为主的煤矸石,其灰分为85.4%,高岭土回收率为93.6%,d50为3um,同时分级机下料口得到粒度段在2~500μm之间的煤;
(4)将步骤(3)分级机下料口的煤进行连续多级湿法浮选,浮选得到精煤和尾煤,其中精煤灰分为8%,可燃体煤的总回收率达93.5%,尾煤中二氧化硅的回收率达94.5%,其中尾煤可以用作解离器的燃料使用。
一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的装置,包括物料输送泵,分级机,解离器,蒸汽用除尘器和引风机,所述物料输送泵与解离器相连,所述解离器与分级机相连,所述分级机通过管道与蒸汽用除尘器相连,所述蒸汽用除尘器连接有引风机。
所述分级机包括初级分级机,二级分级机,三级分级机和四级分级机,所述初级分级机,二级分级机,三级分级机和四级分级机依次串联连接,所述蒸汽用除尘器腔体中设置有电选机。
Claims (9)
1.一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)通过物料输送泵将焦煤送入蒸汽射流控制性解离器中,向解离器内通入高温蒸汽作为解离动力,将焦煤进行控制性解离;
(2)解离后的颗粒进入超细分级机,进行2~4次分级处理;
(3)步骤(3)分离得到的细粉颗粒进入蒸汽用除尘器收集,得到以高岭土为主的煤矸石,同时分级机下料口得到粒度段在2~500μm之间的煤;
(4)将步骤(3)分级机下料口的煤进行湿法浮选,得到精煤和尾煤。
2.根据权利要求1所述的一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法,其特征在于,所述高温蒸汽压力为0.1~2.0MPa,温度为150~500℃。
3.根据权利要求1所述的一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法,其特征在于,所述解离器的粉碎马赫数为0.5~2.0。
4.根据权利要求1所述的一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法,其特征在于,所述高温蒸汽由尾煤制得。
5.根据权利要求1所述的一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法,其特征在于,所述分级机为蒸汽式涡轮分级机或旋风分离器。
6.根据权利要求1所述的一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的方法,其特征在于,所述湿法浮选级为单级或连续多级湿法浮选。
7.一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的装置,其特征在于,包括物料输送泵,分级机,解离器,蒸汽用除尘器和引风机,所述物料输送泵与解离器相连,所述解离器与分级机相连,所述分级机通过管道与蒸汽用除尘器相连,所述蒸汽用除尘器连接有引风机。
8.根据权利要求7所述的一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的装置,其特征在于,所述分级机包括初级分级机,二级分级机,三级分级机和四级分级机,所述初级分级机与二级分级机,三级分级机,四级分级机依次串联连接。
9.根据权利要求7所述的一种蒸汽射流控制性解离降低焦煤灰分的装置,其特征在于,所述蒸汽用除尘器腔体中设置有电选机。
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