CN113245052A - 一种煤炭干法分选闭式风系统及分选方法 - Google Patents

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CN113245052A CN202110600559.8A CN202110600559A CN113245052A CN 113245052 A CN113245052 A CN 113245052A CN 202110600559 A CN202110600559 A CN 202110600559A CN 113245052 A CN113245052 A CN 113245052A
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    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Abstract

本发明专利提供一种煤炭干法分选闭式风系统和分选方法，其包括双分选闭式风系统，每一分选闭式风系统包括循环风干燥系统、旋风除尘系统、袋式除尘系统和振动分选系统。本发明的煤炭干法分选闭式风系统和分选方法将风作为系统介质循环利用，达到环保目的。煤炭干选闭式风系统工艺集成中添加了热泵除水系统，用于去除煤炭中含有的水分，以确保循环风工作品质。

Description

一种煤炭干法分选闭式风系统及分选方法
技术领域
本发明属于煤炭干法分选技术领域，具体涉及一种煤炭干法分选闭式风系统及分选方法。
背景技术
我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，煤炭在我国国民经济增长和社会发展中占有极其重要的地位。煤炭为我国国民经济增长做出重大贡献的同时也带来了严重的环境污染，选煤可从源头治理煤炭引起的污染，是洁净煤技术中最经济和有效的方法。但现行的煤炭分选普遍采用湿法方法，需要消耗大量的水。我国西北地区水资源短缺，湿法选煤方法受限，同时，褐煤、次烟煤等低阶煤种遇水易泥化。因此，现行湿法分选的分选过程具有消耗水量大，投资高，工艺复杂，产品结构较为固定不够灵活等缺点。
现行湿法分选需要用大量的水来松散床层和输送分层后的煤，动力消耗极大，且由于大量水和轻产物混合排出，增加了系统的分离环节，使整个系统复杂化。亟需干法分选技术对煤炭、矿石等资源进行分选提质。干法分选比湿法分选的优势在于，可以节约大量的水，不会增加产物水份，产物不会发生冻结，储运方便，避免了对地下水和生态环境的污染。在煤炭干法分选过程中，能够保证煤炭热值只增不减，且没有煤泥水排放。然而，干法分选技术发展与当前迫切需求没有同步，煤炭、矿石等行业从业人员意识与我国资源利用现状没有同步，使得干旱缺水地区大量未经分选的煤炭、矿石等资源直接进入市场，造成了严重资源浪费和环境污染，这种现状也凸显了大力研究、推广高效干法分选技术的意义和紧迫性。
干法分选煤炭、矿石及其它固体物料的方法有很多，常见有风力跳汰分选法、风力重介质分选法、筛分法和复合式分选法等。其中风力跳汰分选法是在上下脉动为主的空气中实现物料分选的重力分选方法，它不改变固体物料的物理性质，是最主要的分选方法之一。但风力跳汰机也存在明显的缺点：对物料要求高、分选效率比较低、分选精度低、结构比较复杂。
发明内容
基于现实和生产实践的需要，本申请人经过长期研究，提供了一种煤炭干法分选闭式风系统及分选方法。
依据本发明专利技术方案的第一方面，提供一种煤炭干法分选闭式风系统，其包括双分选闭式风系统，每一分选闭式风系统包括循环风干燥系统、旋风除尘系统、袋式除尘系统和振动分选系统。
其中，所述煤炭干法分选闭式风系统仅仅使用一套分级筛对原煤进行筛分处理。
进一步地，循环风干燥系统用于对风介质进行循环干燥，并将循环风干燥系统干燥之后的风鼓入振动分选系统作为振动分选的风源，旋风除尘系统对来自于振动分选系统的含杂气体进行除尘，袋式除尘系统对经由旋风除尘器粗除尘之后风进行二次除尘并将除尘之后的风输送到循环风干燥系统，进行干燥处理；振动分选系统对煤炭进行振动分选。
优选地，煤炭干法分选闭式风系统包括第一分选闭式风系统、第二分选闭式风系统和原煤初级处理系统，其中原煤初级处理系统用于对原煤中的大块块煤进行破碎、分级筛分和分选矸石处理，第一分选闭式风系统利用风作为系统介质循环利用来振动分选煤炭，同时第二分选闭式风系统利用风作为系统介质循环利用来振动分选煤炭；第一分选闭式风系统和第二分选闭式风系统同时进行工作，或其一进行工作且另一备用。
其中，原煤初级处理系统包括第一皮带输送机、机器人选矸机构、分级筛、齿辊式破碎机、刮板输送机、落料斗和第二皮带输送机，原煤经由机器人选矸机构进行矸石挑选之后，使用第一皮带输送机将小粒径的原煤输送到分级筛，大粒径的块煤经由刮板输送机输运到齿辊式破碎机进行破碎处理，破碎之后的块煤经由落料斗降落到第二皮带输送机上，利用第二皮带输送机输送到分级筛进行筛分处理；经由分级筛筛分之后的含矸石的煤炭经由落料斗和储料仓进行振动分选前的储备。
另外地，第一分选闭式风系统和第二分选闭式风系统的结构相同。
具体地，第二分选闭式风系统包括第二袋式除尘器、第二旋风除尘器、第二精煤刮板输送机、第二振动分选摇床、第二引风机、第二振动分选床风机群、第二分选摇床呼吸阀和第二循环风干燥系统，第二袋式除尘器对来自第二旋风除尘器的风流进行袋式除尘，第二旋风除尘器对含尘气体进行旋风除尘；第二振动分选摇床在振动分选过程中产生的含尘气体经由第二引风机输送给第二旋风除尘器进行除尘处理；第二振动分选摇床分选出来的精煤经由第二精煤刮板输送机输送至精煤料仓进行储存；经由第二循环风干燥系统干燥的风流经由第二振动分选床风机群分别自第二振动分选摇床底部送入第二振动分选摇床中作为分选介质使用。
优选地，第二循环风干燥系统用于对风流进行除湿干燥，其包括第二热泵除水器、第二分风板、第二膨胀阀、第二蒸发器、第二循环风机、第二热泵和第二冷凝器；第二分风板调节气流进入第二循环干燥系统的风量和强度，第二蒸发器对气流进行除湿降温处理，第二循环风机用于调节气流在第二循环干燥系统的流向和强度；第二热泵除水器、第二膨胀阀、第二热泵和第二冷凝器实施联动，调节风流的温度，以使干燥之后的风流温度适合煤炭干选使用。
依据本发明专利技术方案的第二方面，提供一种煤炭干法分选闭式风选方法，其包括以下步骤：
分级筛分步骤S1，其包括物料准备步骤S11，其将经由来料刮板输送机供给的物料中的大块物料使用齿辊式破碎机进行破碎；
振动分选步骤S2，其将分级筛分步骤S1中得到大颗粒物料输送到大颗粒料仓，将得到小颗粒物料输送到小颗粒料仓，将大颗粒料仓连接到大颗粒分选床，经由大颗粒分选床进行分选；将小颗粒料仓连接到小颗粒分选床，经由小颗粒分选床进行分选；
循环风干燥除尘步骤S3，其将来自大颗粒分选床和小颗粒分选床的含尘含湿气气体进行干燥除湿处理，将处理之后的干燥气流输送给大颗粒分选床和小颗粒分选床循环使用。
相比于现有技术，本发明的煤炭干法分选闭式风系统和分选方法将风作为系统介质循环利用，达到环保目的。煤炭干选闭式风系统工艺集成中添加了热泵除水系统，用于去除煤炭中含有的水分，以确保循环风工作品质。
附图说明
图1是依据本发明的煤炭干法分选闭式风系统的左半结构示意图。
图2是依据本发明的煤炭干法分选闭式风系统的右半结构示意图。
图3是煤炭干法分选闭式风选的流程左半部分示意图。
图4是煤炭干法分选闭式风选的流程右半部分示意图。
附图中的附图标记如下：
1、第一循环风机；2、第一蒸发器；3、第一膨胀阀；4、第一热泵；5、矸石刮板输送机；6、第一皮带输送机；7、机器人选矸机构；8、分级筛；9、第二落料斗；10、第二储料仓；11、第二布料机；12、第二引风机；13、齿辊式破碎机；14、刮板输送机；15、落料斗；16、第二皮带输送机；17、第二旋风除尘器；18、第二精煤刮板输送机；19、第二振动分选摇床；20、第二袋式除尘器；21、第二振动分选床风机群；22、第二热泵除水器；23、第二分选摇床呼吸阀；24、第二分风板；25、第二膨胀阀；26、第二蒸发器；27、第二循环风机；28、第二热泵；29、第二冷凝器。
具体实施方式
下面将结合本发明专利实施例中的附图，对本发明专利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专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明专利中的实施例，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，都属于本发明专利保护的范围。
本发明的煤炭干法分选闭式风系统将风作为系统介质循环利用，达到环保目的。煤炭干选闭式风系统工艺集成中添加了热泵除水系统，用于去除煤炭中含有的水分，以确保循环风工作品质。循环风系统在引风机控制下为微负压运行。
本发明的煤炭干法分选闭式风系统包括双分选闭式风系统，每一个分选闭式风系统包括循环风干燥系统、旋风除尘系统、袋式除尘系统和振动分选系统，其中循环风干燥系统用于对风介质进行循环干燥，并将循环风干燥系统干燥之后的风鼓入振动分选系统作为振动分选的风力来源，旋风除尘系统对来自于振动分选系统的含杂气体进行除尘，袋式除尘系统对经由旋风除尘器粗除尘之后风进行二次除尘并将除尘之后的风输送到循环风干燥系统，进行干燥处理。振动分选系统对煤炭进行振动分选。进一步地，本发明煤炭干法分选闭式风系统选用一套分级筛对原煤进行筛分处理。
如图1和图2所示，其表示煤炭干法分选闭式风系统整个系统结构图。其中图1为煤炭干法分选闭式风系统的左半结构示意图，图2为煤炭干法分选闭式风系统的右半结构示意图，左半图与右半图是对称关系，二者共用第一皮带输送机6、机器人选矸机构7、分级筛8、齿辊式破碎机13、刮板输送机14、落料斗15和第二皮带输送机16。
如图1和图2所示，本发明的煤炭干法分选闭式风系统包括第一分选闭式风系统、第二分选闭式风系统和原煤初级处理系统，其中原煤初级处理系统用于对原煤中的大块块煤进行破碎、分级筛分和分选矸石处理，第一分选闭式风系统利用风作为系统介质循环利用来振动分选煤炭，同时第二分选闭式风系统利用风作为系统介质循环利用来振动分选煤炭；第一分选闭式风系统和第二分选闭式风系统可以同时进行工作，也可以一个进行工作，另一个作为备份。
如图1和图2中所示，原煤初级处理系统包括第一皮带输送机6、机器人选矸机构7、分级筛8、齿辊式破碎机13、刮板输送机14、落料斗15和第二皮带输送机16，原煤经由机器人选矸机构7进行矸石挑选之后，使用第一皮带输送机6将小粒径的原煤输送到分级筛8，大粒径的块煤经由刮板输送机14输运到齿辊式破碎机13进行破碎处理，破碎之后的块煤经由落料斗15降落到第二皮带输送机16上，利用第二皮带输送机16输送到分级筛8进行筛分处理。经由分级筛8筛分之后的含矸石的煤炭经由落料斗和储料仓进行振动分选前的储备。优选地第一分选闭式风系统的物料来源自第一落料斗和第一储料仓，第二分选闭式风系统的物料来源自第二落料斗9和第二储料仓10。优选地，经由分级筛9筛出的矸石直接经由矸石刮板输送机5输送到矸石处理工地。
第一分选闭式风系统和第二分选闭式风系统的结构相类似或相同，其工作原理也相同，现在以第二分选闭式风系统来说明分选闭式风系统的结构。第二分选闭式风系统包括第二袋式除尘器20、第二旋风除尘器17、第二精煤刮板输送机18、第二振动分选摇床19、第二引风机12、第二振动分选床风机群21、第二分选摇床呼吸阀23和第二循环风干燥系统，第二袋式除尘器20对来自第二旋风除尘器17的风流进行袋式除尘，第二旋风除尘器17对含尘气体进行旋风除尘；第二振动分选摇床19在振动分选过程中产生的含尘气体经由第二引风机12输送给第二旋风除尘器进行除尘处理。第二振动分选摇床19分选出来的精煤经由第二精煤刮板输送机18输送至精煤料仓进行储存。经由第二循环风干燥系统干燥的风流经由第二振动分选床风机群21分别自第二振动分选摇床19底部送入第二振动分选摇床19中作为分选介质使用。优选地，在自第二循环风干燥系统干燥的风流输送给第二振动分选床风机群21的管路上，设置第二分选摇床呼吸阀23，用于调节气流的浓度和强度。
进一步地，第二循环风干燥系统用于对风流进行除湿干燥，其包括第二热泵除水器22、第二分风板24、第二膨胀阀25、第二蒸发器26、第二循环风机27、第二热泵28和第二冷凝器29。第二分风板24调节气流进入第二循环干燥系统的风量和强度，第二蒸发器26对气流进行除湿降温处理，第二循环风机27用于调节气流在第二循环干燥系统的流向和强度；第二热泵除水器22、第二膨胀阀25、第二热泵28和第二冷凝器29实施联动，调节风流的温度，以使干燥之后的风流温度适合煤炭干选使用；如果温度过度，则对风流进行加热；如果风流温度过高，则对风流进行降温处理。
如图1所示，第一循环干燥系统包括第一循环风机1、第一蒸发器2、第一膨胀阀3和第一热泵4，其功能及工作原理与第二循环干燥系统相同。
如图3和图4所示，本发明提供一种煤炭干法分选闭式风选方法，图3为煤炭干法分选闭式风选流程左半部分示意，图4为煤炭干法分选闭式风选的流程右半部分示意。
煤炭干法分选闭式风选方法包括以下步骤：
分级筛分步骤S1，其包括物料准备步骤S11，具体为将经由来料刮板输送机供给的物料中的大块物料使用齿辊式破碎机进行破碎；还包括矸石分选步骤S12，其具体为使用机器人分拣矸石；
振动分选步骤S2，其将分级筛分步骤S1中得到大颗粒物料输送到大颗粒料仓，将得到小颗粒物料输送到小颗粒料仓，将大颗粒料仓连接到大颗粒分选床，经由大颗粒分选床进行分选；将小颗粒料仓连接到小颗粒分选床，经由小颗粒分选床进行分选；
循环风干燥除尘步骤S3，其将来自大颗粒分选床和小颗粒分选床的含尘含湿气气体进行干燥除湿处理，将处理之后的干燥气流输送给大颗粒分选床和小颗粒分选床循环使用。
进一步地，循环风干燥除尘步骤S3包括以下步骤：
矸石排放步骤S31，其将大颗粒分选床和小颗粒分选床分选出来的矸石经由矸石到刮板输送机进行排放；
精煤排放步骤S32，其将大颗粒分选床和小颗粒分选床分选出来的精煤经由精煤到刮板输送机输送到精煤仓库进行储存；
循环气流除尘步骤S33，其将来自分选床的气流进行除尘除湿干燥处理。
循环气流除尘步骤S33包括第一循环气流除尘步骤S331和第二循环气流除尘步骤S332；
第一循环气流除尘步骤S331，其将来自大颗粒分选床的含尘气体经由第一引风机输送到第一旋风除尘器进行旋风除尘，然后将第一旋风除尘器输出的气流输送到第一带式除尘器进行布袋式除尘；此后将经由第一带式除尘器布袋式除尘的气流输送到第一热泵除水器进行除水和温度调节，自第一热泵除水器生成适合第一振动分选床风机群使用的合适温度和湿度的风流；所述合适温度和湿度的风流返回供给给大颗粒分选床。
第二循环气流除尘步骤S332，其将来自大颗粒分选床的含尘气体经由第二引风机输送到第二旋风除尘器进行旋风除尘，然后将第二旋风除尘器输出的气流输送到第二带式除尘器进行布袋式除尘；此后将经由第二带式除尘器布袋式除尘的气流输送到第二热泵除水器进行除水和温度调节，自第二热泵除水器生成适合第二振动分选床风机群使用的合适温度和湿度的风流；所述合适温度和湿度的风流返回供给给大颗粒分选床。
更进一步地，在原煤送入原煤初级处理系统之前，针对含水量大的煤炭，还可以进行单独的选煤炭预干燥处理。原煤初级处理系统对来煤首先进行破碎，将来煤进行整理；经分级筛后，筛余大块煤适宜于机器人分拣。分级筛可设计为多个粒度级别，便利于振动分选摇床的分选。煤炭干法分选闭式风系统中的除尘器集合的飞灰，随空气经旋风除尘器、布袋除尘器分离后有螺旋输送机集合后进入制球机压制煤球；较小颗粒煤炭经振动分选摇床下部进风口落入底部螺旋输送机排出，经集合后进入细颗粒振动分选摇床再进行分选。
本发明煤炭干法分选闭式风系统中引风机会因袋式除尘器的污堵而出现风量和风压变化，为保证风系统运行在振动分选摇床中的风压、风量稳定，在引风机进风口设置风压传感器，风压传感器信号经PLC编辑设定，控制引风机的变频电机转速，以实现风压稳定；对于风系统运行中微小变化量，设置分选摇床呼吸阀进行补偿。
以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利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专利实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种煤炭干法分选闭式风系统，其特征在于：其包括双分选闭式风系统，每一分选闭式风系统包括循环风干燥系统、旋风除尘系统、袋式除尘系统和振动分选系统。
2.根据权利要求1所述的煤炭干法分选闭式风系统，其特征在于：所述煤炭干法分选闭式风系统仅仅使用一套分级筛对原煤进行筛分处理。
3.根据权利要求1所述的煤炭干法分选闭式风系统，其特征在于：循环风干燥系统用于对风介质进行循环干燥，并将循环风干燥系统干燥之后的风鼓入振动分选系统作为振动分选的风源，旋风除尘系统对来自于振动分选系统的含杂气体进行除尘，袋式除尘系统对经由旋风除尘器粗除尘之后风进行二次除尘并将除尘之后的风输送到循环风干燥系统，进行干燥处理；振动分选系统对煤炭进行振动分选。
4.根据权利要求1所述的煤炭干法分选闭式风系统，其特征在于：煤炭干法分选闭式风系统包括第一分选闭式风系统、第二分选闭式风系统和原煤初级处理系统，其中原煤初级处理系统用于对原煤中的大块块煤进行破碎、分级筛分和分选矸石处理，第一分选闭式风系统利用风作为系统介质循环利用来振动分选煤炭，同时第二分选闭式风系统利用风作为系统介质循环利用来振动分选煤炭；第一分选闭式风系统和第二分选闭式风系统同时进行工作，或其一进行工作且另一备用。
5.根据权利要求4所述的煤炭干法分选闭式风系统，其特征在于：原煤初级处理系统包括第一皮带输送机(6)、机器人选矸机构(7)、分级筛(8)、齿辊式破碎机(13)、刮板输送机(14)、落料斗(15)和第二皮带输送机(16)，原煤经由机器人选矸机构(7)进行矸石挑选之后，使用第一皮带输送机(6)将小粒径的原煤输送到分级筛(8)，大粒径的块煤经由刮板输送机(14)输运到齿辊式破碎机(13)进行破碎处理，破碎之后的块煤经由落料斗(15)降落到第二皮带输送机(16)上，利用第二皮带输送机(16)输送到分级筛(8)进行筛分处理；经由分级筛(8)筛分之后的含矸石的煤炭经由落料斗和储料仓进行振动分选前的储备。
6.根据权利要求5所述的煤炭干法分选闭式风系统，其特征在于：第一分选闭式风系统和第二分选闭式风系统的结构相同。
7.根据权利要求6所述的煤炭干法分选闭式风系统，其特征在于：第二分选闭式风系统包括第二袋式除尘器(20)、第二旋风除尘器(17)、第二精煤刮板输送机(18)、第二振动分选摇床(19)、第二引风机(12)、第二振动分选床风机群(21)、第二分选摇床呼吸阀(23)和第二循环风干燥系统，第二袋式除尘器(20)对来自第二旋风除尘器(17)的风流进行袋式除尘，第二旋风除尘器(17)对含尘气体进行旋风除尘；第二振动分选摇床(19)在振动分选过程中产生的含尘气体经由第二引风机(12)输送给第二旋风除尘器进行除尘处理；第二振动分选摇床(19)分选出来的精煤经由第二精煤刮板输送机(18)输送至精煤料仓进行储存；经由第二循环风干燥系统干燥的风流经由第二振动分选床风机群(21)分别自第二振动分选摇床(19)底部送入第二振动分选摇床(19)中作为分选介质使用。
8.根据权利要求7所述的煤炭干法分选闭式风系统，其特征在于：第二循环风干燥系统用于对风流进行除湿干燥，其包括第二热泵除水器(22)、第二分风板(24)、第二膨胀阀(25)、第二蒸发器(26)、第二循环风机(27)、第二热泵(28和第二冷凝器(29)；第二分风板(24)调节气流进入第二循环干燥系统的风量和强度，第二蒸发器(26)对气流进行除湿降温处理，第二循环风机(27)用于调节气流在第二循环干燥系统的流向和强度；第二热泵除水器(22)、第二膨胀阀(25、)第二热泵(28)和第二冷凝器(29)实施联动，调节风流的温度，以使干燥之后的风流温度适合煤炭干选使用。
9.一种煤炭干法分选闭式风选方法，其特征在于：其包括以下步骤：
分级筛分步骤S1，其包括物料准备步骤S11，其将经由来料刮板输送机供给的物料中的大块物料使用齿辊式破碎机进行破碎；
振动分选步骤S2，其将分级筛分步骤S1中得到大颗粒物料输送到大颗粒料仓，将得到小颗粒物料输送到小颗粒料仓，将大颗粒料仓连接到大颗粒分选床，经由大颗粒分选床进行分选；将小颗粒料仓连接到小颗粒分选床，经由小颗粒分选床进行分选；
循环风干燥除尘步骤S3，其将来自大颗粒分选床和小颗粒分选床的含尘含湿气气体进行干燥除湿处理，将处理之后的干燥气流输送给大颗粒分选床和小颗粒分选床循环使用。
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