CN111575079A - 一种环保煤粉生产用原料煤粉及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保煤粉生产用原料煤粉及其处理方法,单煤或混合煤、钙吸收剂、尿素或氨基化合物、氧化物添加剂分别为80~100份、5~12份、4~8份、0.5‑1份,原料煤粉中的水分质量百分比含量为6‑18%,钙吸收剂投入立式磨机中进行初步粉碎后混合研磨,输送至电磁微波容器的强磁场中,按梯度升温至300‑400℃,发射连续脉冲微波处理,连续脉冲微波按照5‑8s的周期进行,每个周期内微波的持续时间为2‑4s,磁场强度为1200~1300Gs,通过添加钙吸收剂、尿素或氨基化合物、氧化物添加剂,电磁微波辐射处理脱硫脱硝,提高环保煤粉的进一步研磨效率和掺烧热值及燃烧性能、与燃烧同步作用降低燃烧烟气的脱硫脱硝难度和污染物含量、以及作为型砂添加材料的加工性能,环保节能减排。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保煤粉生产用原料煤粉及其处理方法,属于环保煤粉生产技术领域。
背景技术
环保煤粉是通过对尺寸不同、形状不规则的原料颗粒煤粉进行处理,降低煤粉粒度、含水量、提高堆积密度,具有更大的表面积,可吸附大量空气使其具有流动性、便于气力输送,用于高炉喷吹冶炼替代冶金焦炭降低生硼成本和污染现象、气化燃烧降低燃烧度,以便高炉高风和富氧鼓风,或用于铸造型砂制模等,因此煤粉原料组分直接关系到环保煤粉的成品使用质量。
现有技术中的环保煤粉采集原料煤粉直接处理量,不利于控制成品质量和保证加工效果,不同单煤的煤价、可磨系数、灰熔点、结渣性、水分和灰分不同各有优缺,同时由于煤粉燃烧过程或低温火焰下由于含碳自由基、固定氮生产氮氧化物导致排放量和处理难度增加,并抵消对硫的控制效果,并因光化学反应大气臭氧危害人体和生态环境,煤粉中的含硫芳香体、硫化物热分解释放产生的挥发分氧化易污染大气,导致后期烟气处理压力较大,难以达到环保节能减排要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷,提供一种环保煤粉生产用原料煤粉及其处理方法,电磁微波辐射处理脱硫脱硝,提高环保煤粉的进一步研磨效率和掺烧热值及燃烧性能、与燃烧同步作用降低燃烧烟气的脱硫脱硝难度和污染物含量、以及作为型砂添加材料的加工性能,环保节能减排。
本发明是通过如下的技术方案予以实现的:
一种环保煤粉生产用原料煤粉,其中,其组成成分按质量分数计为如下:单煤或混合煤、钙吸收剂、尿素或氨基化合物、氧化物添加剂分别为80~100份、5~12份、4~8份、0.5-1份,所述原料煤粉中的水分质量百分比含量为6-18%,粒度小于200目;
所述钙吸收剂为石灰石、白云岩、大理石、方解石或菱锰矿中的一种或多种混合而成;所述氨基化合物为环丙甲酯胺化物、羟基氨化物、环丙羧酸氨化物或甲酸铵中的一种或多种混合而成;所述氧化物添加剂为二氧化锰、三氧化二硼、石英砂、氧化镧、氧化铈、氧化镱、氧化铕中的一种或多种。
一种环保煤粉生产用原料煤粉的处理方法,其中,其处理方法如下:
(1)将质量分数为5~12份的钙吸收剂投入立式磨机中进行初步粉碎,随后加入质量分数为4~8份的尿素或氨基化合物、和0.5-1份的氧化物添加剂,将料仓内的单煤或混合煤下落至喂料皮带机、经锁风喂料机按照质量分数为80~100份均匀地送入立式磨机中进行混合研磨;
立式磨机的磨盘直径为1300~1700mm,钙吸收剂初步粉碎时间为15-35min,所述钙吸收剂为石灰石、白云岩、大理石、方解石或菱锰矿中的一种或多种混合而成,混合研磨时磨盘与磨辊趋近,混合研磨时间为2-3h,立式磨机压差小于等于4500Pa,所述氨基化合物为环丙甲酯胺化物、羟基氨化物、环丙羧酸氨化物或甲酸铵中的一种或多种混合而成,所述氧化物添加剂为二氧化锰、三氧化二硼、石英砂、氧化镧、氧化铈、氧化镱、氧化铕中的一种或多种;
(2)将立式磨机中的物料进绞龙输送至电磁微波容器的强磁场中,按梯度升温至300-400℃,所述电磁微波容器中设置搅拌器,搅拌器运行速率为60-80r/min,升温时的所述梯度为按照10℃/min升温20min后保温5min、按照5-8℃升温10min后保温5min,在20min内定速升温至300-400℃后保温;
按照微波功率为0.8-2.2kW、发射连续脉冲微波处理20-30min,微波处理过程中泄压排气控制电磁微波容器中的压力为1.5-2MPa,所述连续脉冲微波按照5-8s的周期进行,每个周期内微波的持续时间为2-4s,磁场强度为1200~1300Gs,微波处理后继续保温10-15min,逐渐降至室温,制得质量百分比含水量6-18%、粒度小于200目的原料煤粉,下料至绞龙中,经提升机送入原料仓中存储。
本发明的有益效果为:
(1)本发明采用钙吸收剂研磨初步粉碎、与尿素或氨基化合物、氧化物添加剂、单煤或混合煤混合研磨达到继续粉碎和混合分散效果,氧化物添加剂的稀土氧化物的加速研磨效率降低能耗,抑制煤粉燃烧的脱氢缩合反应,混合煤可以依据原料煤煤价、可磨系数、灰熔点、结渣性、水分和灰分因素选择配煤混合提高经济效益;
(2)通过电磁微波辐射处理将煤中顺磁性的无机硫化物和含硫芳香体与逆磁性的煤质分离,采用梯度升温工艺提高裂解活性钙吸收剂受热分解成氧化钙与裂解生成挥发分的硫化氢或硫氧化物结合得到固化的硫酸钙化合物,达到脱硫效果;
(3)采用梯度升温工艺增加一氧化氮浓度,以尿素或氨基化合物作为还原剂分解产生氨气、游离的亚氨基或羰基吸收氮气小氮氧化合物对脱硫时的抑制作用,协同脱硫脱硝,提高环保煤粉的进一步研磨效率、成品的环保质量、和掺烧热值及燃烧性能、与燃烧同步作用降低燃烧烟气的脱硫脱硝难度和污染物含量、以及作为型砂添加材料的加工性能,环保节能减排。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明。
实施例1:
一种环保煤粉生产用原料煤粉的处理方法,其中,其处理方法如下:
(1)将质量分数为10份的钙吸收剂投入立式磨机中进行初步粉碎,立式磨机的磨盘直径为1700mm,钙吸收剂初步粉碎时间为30min,所述钙吸收剂为石灰石、白云岩、大理石按质量比1:1:2混合而成;
随后加入质量分数为6份的氨基化合物、和0.8份的氧化物添加剂,将料仓内的内蒙煤下落至喂料皮带机、经锁风喂料机按照质量分数为98份均匀地送入立式磨机中进行混合研磨;
混合研磨时磨盘与磨辊趋近,混合研磨时间为3h,立式磨机压差小于等于4500Pa,所述氨基化合物为环羟基氨化物和甲酸铵按质量比1:2混合而成,所述氧化物添加剂为二氧化锰、石英砂、氧化镧、氧化铕按质量比1:1:2:2;
(2)将立式磨机中的物料进绞龙输送至电磁微波容器的强磁场中,按梯度升温至380℃,所述电磁微波容器中设置搅拌器,搅拌器运行速率为73r/min,升温时的所述梯度为按照10℃/min升温20min后保温5min、按照8℃升温10min后保温5min,在20min内定速升温至380℃后保温;
按照微波功率为2.1kW、发射连续脉冲微波处理28min,微波处理过程中泄压排气控制电磁微波容器中的压力为1.7MPa,所述连续脉冲微波按照5s的周期进行,每个周期内微波的持续时间为2s,磁场强度为1220Gs,微波处理后继续保温14min,逐渐降至室温,制得质量百分比含水量8%、粒度小于200目的原料煤粉,下料至绞龙中,经提升机送入原料仓中存储。
实施例2:
一种环保煤粉生产用原料煤粉的处理方法,其中,其处理方法如下:
(1)将质量分数为11份的钙吸收剂投入立式磨机中进行初步粉碎,立式磨机的磨盘直径为1400mm,钙吸收剂初步粉碎时间为20min,所述钙吸收剂为石灰石、大理石、菱锰矿按质量比1:1:1混合而成;
随后加入质量分数为6份的尿素、和0.7份的氧化物添加剂,将料仓内的太行煤与灵寿煤按质量比1:1下落至喂料皮带机、经锁风喂料机按照质量分数为92份均匀地送入立式磨机中进行混合研磨;
混合研磨时磨盘与磨辊趋近,混合研磨时间为2.5h,立式磨机压差小于等于4500Pa,所述氧化物添加剂为二氧化锰、氧化镧、氧化铈按质量比1:1:1混合而成;
(2)将立式磨机中的物料进绞龙输送至电磁微波容器的强磁场中,按梯度升温至360℃,所述电磁微波容器中设置搅拌器,搅拌器运行速率为75r/min,升温时的所述梯度为按照10℃/min升温20min后保温5min、按照7℃升温10min后保温5min,在20min内定速升温至360℃后保温;
按照微波功率为1.7kW、发射连续脉冲微波处理22min,微波处理过程中泄压排气控制电磁微波容器中的压力为1.7MPa,所述连续脉冲微波按照7s的周期进行,每个周期内微波的持续时间为3s,磁场强度为1250Gs,微波处理后继续保温14min,逐渐降至室温,制得质量百分比含水量15%、粒度小于200目的原料煤粉,下料至绞龙中,经提升机送入原料仓中存储。
实施例3:
一种环保煤粉生产用原料煤粉的处理方法,其中,其处理方法如下:
(1)将质量分数为6份的钙吸收剂投入立式磨机中进行初步粉碎,立式磨机的磨盘直径为1550mm,钙吸收剂初步粉碎时间为18min,所述钙吸收剂为白云岩、方解石和菱锰矿按质量比1:1:1混合而成;
随后加入质量分数为8份的氨基化合物、和0.6份的氧化物添加剂,将料仓内的陕西媒和灵寿媒按质量比1:1下落至喂料皮带机、经锁风喂料机按照质量分数为85份均匀地送入立式磨机中进行混合研磨;
混合研磨时磨盘与磨辊趋近,混合研磨时间为2.5h,立式磨机压差小于等于4500Pa,所述氨基化合物为环丙甲酯胺化物、羟基氨化物按质量比2:1混合而成,所述氧化物添加剂为三氧化二硼、石英砂、氧化镱、氧化铕按质量比1:2:1:1混合而成;
(2)将立式磨机中的物料进绞龙输送至电磁微波容器的强磁场中,按梯度升温至320℃,所述电磁微波容器中设置搅拌器,搅拌器运行速率为65r/min,升温时的所述梯度为按照10℃/min升温20min后保温5min、按照6℃升温10min后保温5min,在20min内定速升温至320℃后保温;
按照微波功率为1.3kW、发射连续脉冲微波处理24min,微波处理过程中泄压排气控制电磁微波容器中的压力为1.7MPa,所述连续脉冲微波按照8s的周期进行,每个周期内微波的持续时间为3s,磁场强度为1280Gs,微波处理后继续保温12min,逐渐降至室温,制得质量百分比含水量11%、粒度小于200目的原料煤粉,下料至绞龙中,经提升机送入原料仓中存储。
本发明的机理为:
通过电磁微波辐射,处理的原料煤粉利用强磁场将煤中顺磁性的无机硫化物和含硫芳香体与逆磁性的煤质分离,并在微波辐射作用下公正裂解为游离态硫,与氢或氧结合反应生成挥发分,再通过钙吸收剂受热分解成氧化钙与裂解生成挥发分的硫化氢或硫氧化物结合得到固化的硫酸钙化合物,达到脱硫效果;
原料煤在升温过程中与空气中的氧气氧化、或作为生产的环保煤粉燃烧作用时氧化还原生成一氧化氮,并随着化学平衡升温增加一氧化氮浓度,尿素或氨基化合物作为还原剂,在高温下分解产生氨气,氨气与一氧化氮生成氮气,或氨基化合物热裂解为游离的亚氨基或羰基,吸收一氧化氮还原生产氮气,达到脱硝效果,减小氮氧化合物对脱硫时的抑制作用,协同脱硫脱硝;
添加二氧化锰、三氧化二硼、石英砂掺烧时提高流动性并分解释放活性氧、在高温条件下与碳反应利于充分燃烧提高热值、添加氧化镧、氧化铈、氧化镱、氧化铕等稀土氧化物可抑制煤粉燃烧的脱氢缩合反应促进脱碳反应从而改善煤粉燃烧转化率和作为型砂添加材料的助加工质量,同时较煤粉硬度更大、可减小煤粉在研磨金属表面的粘附性、通过颗粒间的相互作用,避免颗粒团聚,提高磨煤的的流动性能,以便降低原料煤粉制备环保煤粉时的研磨能耗,提高环保煤粉细度质量以提高燃烧热值、适应高炉风量。
将实施例1-3制得的原料煤粉与现有技术中的原料煤粉作为对照例进行媒质分析,其结果见下表:
由此可见,先将钙吸收剂研磨初步粉碎,再将立式磨机的磨盘向磨辊趋近,与粒料直径较小的尿素或氨基化合物、氧化物添加剂、单煤或混合煤混合研磨达到继续粉碎和混合分散效果,使氧化物添加剂的加速研磨效率降低能耗,混合煤可以依据原料煤煤价、可磨系数、灰熔点、结渣性、水分和灰分因素选择配煤混合提高经济效益;
初步研细后提高颗粒总表面积,再送至电磁微波容器的强度为1200~1300Gs的强磁场中,采用梯度升温工艺逐步提高煤粉、钙吸收剂、尿素或氨基化合物、氧化物添加剂的裂解活性,连续脉冲微波按照5-8s的周期进行,每个周期内微波的持续时间为2-4s,排出生成氮气保证容器内压力稳定,并在电磁微波过程中进行搅拌提高物料的接触效应,达到脱硫脱硝效果,控制物料含水量和细度,以便进一步制备环保煤粉,提高环保煤粉的进一步研磨效率、成品的环保质量、和掺烧热值及燃烧性能、与燃烧同步作用降低燃烧烟气的脱硫脱硝难度和污染物含量、以及作为型砂添加材料的加工性能,环保节能减排。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种环保煤粉生产用原料煤粉,其特征在于,其组成成分按质量分数计为如下:单煤或混合煤、钙吸收剂、尿素或氨基化合物、氧化物添加剂分别为80~100份、5~12份、4~8份、0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种环保煤粉生产用原料煤粉,其特征在于,所述原料煤粉中的水分质量百分比含量为6-18%,粒度小于200目。
3.根据权利要求1所述的一种环保煤粉生产用原料煤粉,其特征在于,所述钙吸收剂为石灰石、白云岩、大理石、方解石或菱锰矿中的一种或多种混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种环保煤粉生产用原料煤粉,其特征在于,所述氨基化合物为环丙甲酯胺化物、羟基氨化物、环丙羧酸氨化物或甲酸铵中的一种或多种混合而成。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的一种环保煤粉生产用原料煤粉,其特征在于,所述氧化物添加剂为二氧化锰、三氧化二硼、石英砂、氧化镧、氧化铈、氧化镱、氧化铕中的一种或多种。
6.一种环保煤粉生产用原料煤粉的处理方法,其特征在于,其处理方法如下:
(1)将质量分数为5~12份的钙吸收剂投入立式磨机中进行初步粉碎,随后加入质量分数为4~8份的尿素或氨基化合物、和0.5-1份的氧化物添加剂,将料仓内的单煤或混合煤下落至喂料皮带机、经锁风喂料机按照质量分数为80~100份均匀地送入立式磨机中进行混合研磨;
(2)将立式磨机中的物料进绞龙输送至电磁微波容器的强磁场中,按梯度升温至300-400℃,按照微波功率为0.8-2.2kW、发射连续脉冲微波处理20-30min,逐渐降至室温,制得质量百分比含水量6-18%、粒度小于200目的原料煤粉,下料至绞龙中,经提升机送入原料仓中存储。
7.根据权利要求6所述的一种环保煤粉生产用原料煤粉的处理方法,其特征在于,步骤(1)立式磨机的磨盘直径为1300~1700mm,钙吸收剂初步粉碎时间为15-35min,所述钙吸收剂为石灰石、白云岩、大理石、方解石或菱锰矿中的一种或多种混合而成,混合研磨时磨盘与磨辊趋近,混合研磨时间为2-3h,立式磨机压差小于等于4500Pa,所述氨基化合物为环丙甲酯胺化物、羟基氨化物、环丙羧酸氨化物或甲酸铵中的一种或多种混合而成,所述氧化物添加剂为二氧化锰、三氧化二硼、石英砂、氧化镧、氧化铈、氧化镱、氧化铕中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的一种环保煤粉生产用原料煤粉的处理方法,其特征在于,所述电磁微波容器中设置搅拌器,搅拌器运行速率为60-80r/min,升温时的所述梯度为按照10℃/min升温20min、按照5-8℃升温10min,在20min内定速升温至300-400℃,微波处理后继续保温10-15min。
9.根据权利要求6~8任意一项所述的一种环保煤粉生产用原料煤粉的处理方法,其特征在于,微波处理过程中泄压排气控制电磁微波容器中的压力为1.5-2MPa,所述连续脉冲微波按照5-8s的周期进行,每个周期内微波的持续时间为2-4s,磁场强度为1200~1300Gs。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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