CN114517116A - 一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺 - Google Patents

一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，包括如下步骤：S10、选取粒径小于30mm的低挥发分颗粒状煤体进行预热；S20、将已预热的颗粒状煤体输入中温热分离区内自上而下以0.6m/s‑1m/s的速度滑落，同时向煤体喷射水蒸汽，煤体热蒸产生蒸汽与杂质的混合物排出；S30、将热蒸处理的颗粒状煤体输入高温热分离区内自上而下以0.6m/s‑1m/s的速度滑落，同时向煤体喷射水蒸汽，煤体热蒸产生蒸汽与杂质的混合物排出；S40、将热蒸处理的颗粒状煤体输入煤体冷却区急速冷却，分离出蒸汽与杂质的混合物从煤体冷却区排出，急速冷却净化后的煤体输送至指定位置。本申请低挥发分煤体热蒸冷淬工艺处理的煤体，颜色光泽鲜亮，各项煤质指标均显著提高。

Description

一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺
技术领域
本发明涉及煤体净化技术领域，具体涉及一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺。
背景技术
洗煤，是煤炭深加工中一个不可缺少的工序，从矿井中直接开采出来的煤炭叫原煤，原煤在开采过程中混入了许多杂质，而且煤炭的品质也不同，内在灰分小和内在灰分大的煤混杂在一起。洗煤就是将原煤中的杂质剔除，或将优质煤和劣质煤炭进行分门别类的一种工业工艺。洗煤过程后所产生的产品一般分为有矸石、中煤、乙级精煤、甲级精煤，经过洗煤过程后的成品煤通常叫精煤，通过洗煤，可以降低煤炭运输成本，提高煤炭的利用率，精煤是一般可做燃料用的能源，烟煤的精煤一般主要用于炼焦，它要去硫，去杂质等工业过程，以达到炼焦用的标准。
目前，洗煤时，一般使用水去硫、超声波除硫等方法，而超声波除硫产生的含硫的气体直接排放到空气中，容易污染空气和易中毒，而且超声波除硫的效果单一，在这个过程容易产生煤粉漂浮，可能会产生粉尘爆炸等事件，水去硫的方式极度浪费水资源，去硫产生的废水处理成本高。
发明内容
本发明旨在提供一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，能够对颗粒煤体进行脱硫、除氮、降灰分以及降水分，以有效提高煤体的品质，同时降低能耗和净化成本。
为实现上述目的，本发明提供的一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，包括如下步骤：S10、选取粒径小于30mm的低挥发分颗粒状煤体，并对煤体进行预热，使颗粒状煤体的温度达到140°-170°；S20、将S10中已预热的颗粒状煤体以分散的形式输入中温热分离区内自上而下以0.6m/s-1m/s的速度滑落，同时向中温热分离区内的煤体喷射水蒸汽，煤体热蒸产生蒸汽与杂质的混合物受负压作用从中温热分离区的顶部排出，所述中温热分离区的温度在300°-390°；S30、将S20中热蒸处理的颗粒状煤体以分散的形式输入高温热分离区内自上而下以0.6m/s-1m/s的速度滑落，同时向高温热分离区内的煤体喷射水蒸汽，煤体热蒸产生蒸汽与杂质的混合物受负压作用从高温热分离区的顶部排出，所述高温热分离区的温度在390°-400°；S40、将S30中热蒸处理的颗粒状煤体输入煤体冷却区急速冷却，使煤体冷却区内的煤体温度在100°-150°之间，颗粒状煤体急速冷却分离出蒸汽与杂质的混合物受负压作用从煤体冷却区的顶部排出，颗粒状煤体急速冷却净化后的煤体输送至指定位置。
本申请提供的低挥发分煤体热蒸冷淬工艺处理煤体时，颗粒状煤体经预热达到140°-170°后，通过螺旋溜槽的入煤口输入螺旋溜槽内，当煤体滑动和，或掉落经过中温热分离区时，蒸汽喷射管向螺旋溜槽内外的煤体喷射蒸汽，煤体中的煤尘污垢逐渐脱离煤体，脱离煤体的煤尘污垢受负压风机负压吸引和上升的蒸汽共同作用，煤尘污垢上升至中温热分离区顶部经蒸汽与杂质的混合物出口排出，被脱离煤尘污垢的煤体开始膨胀；当煤体滑动和，或掉落经过高温热分离区时，蒸汽喷射管向该段螺旋溜槽内外的煤体喷射蒸汽，此时煤体急剧膨胀，煤体内在的水分汽化成蒸汽，并带出硫汇合在蒸汽中排出，煤体中一部分灰尘也紧随其后，随高温喷射出的蒸汽上浮，直至汇入中温热分离区顶部经蒸汽与杂质的混合物出口排出，煤体经过以上两段脱污、蒸发、脱硫、脱水，除去了煤体中大量的水分、灰分，同时带出煤体里一部分的硫和氮。当煤体进入煤体冷却区时，在冷却风风机、高压喷雾泵和自然通风的共同作用下，膨胀的煤体急速冷却，煤体组织内核紧缩释放出硫、氮、灰分及水脱离煤体，并与水雾混合上浮，在负压风机的作用下排出煤体冷却区，经中温热分离区、高温热分离区以及煤体冷却区排出的气体与杂质的混合物经过热利用后输入硫氮除尘装置进行净化，经上述净化后，煤体颜色光泽鲜亮，各项煤质指标均显著提高，特别是煤体硫、氮和水分均显著降低，具有良好的净化效果。
在上述技术方案中，本发明还可以做如下改进：
优选地，在S20步骤和S30步骤中，所述颗粒状煤体在中温热分离区和高温热分离区滑落的速度均为0.8m/s。
优选地，所述中温热分离区和高温热分离区上下相接且连通，所述高温热分离区热蒸产生蒸汽与杂质的混合物从高温热分离区顶部进入中温热分离区后，在中温热分离区的顶部排出。
所述中温热分离区与煤体冷却区之间设有隔热漏斗。
优选地，所述中温热分离区和高温热分离区设有一体结构的螺旋溜槽，所述螺旋溜槽溜煤面的倾角介于22°-23°之间。
优选地，所述螺旋溜槽的溜煤面外侧沿螺旋溜槽的长度方向间隔开设有多条落煤缝，所述落煤缝的宽度介于5mm-7mm之间，所述螺旋溜槽的溜煤面内侧沿螺旋溜槽的长度方向均匀开设有落煤孔，所述落煤孔的孔径介于5mm-7mm之间。
优选地，在S20步骤和S30步骤中，所述螺旋溜槽内边圆的内侧以螺旋溜槽的中心轴为对称轴设有多根蒸汽喷射管，所述蒸汽喷射管上间隔开设有向煤体喷射蒸汽的蒸汽孔。
优选地，所述螺旋溜槽的边缘部直接或间接连接有振捣器，所述振捣器的电连接部设于中温热分离区和高温热分离区的外侧。
优选地，所述煤体冷却区降温方式包括向煤体冷却区中通入冷却风、喷射水雾和自然通风中的一种或多种组合。
优选地，所述颗粒状煤体预热分两步进行，第一步为将煤体冷却区抽取的蒸汽与杂质的混合物对煤体进行初次预热，使煤体的温度达到70°-80°，第二步为将中温热分离区和高温分离区供热产生的废气对煤体进行再次预热，使煤体的温度达到140°-170°。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺中螺旋溜槽的正视图。
图2是图1的俯视图。
附图中，
螺旋溜槽10、直通孔11、落煤孔12。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1和图2，本实施例公开一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，包括如下步骤：
S10、选取粒径小于30mm的低挥发分颗粒状煤体，并对煤体进行预热，使颗粒状煤体的温度达到140°-170°；
S20、将S10中已预热的颗粒状煤体以分散的形式输入中温热分离区内自上而下以0.6m/s-1m/s的速度滑落，同时向中温热分离区内的煤体喷射水蒸汽，煤体热蒸产生蒸汽与杂质的混合物受负压作用从中温热分离区的顶部排出，中温热分离区的温度在300°-390°；
S30、将S20中热蒸处理的颗粒状煤体以分散的形式输入高温热分离区内自上而下以0.6m/s-1m/s的速度滑落，同时向高温热分离区内的煤体喷射水蒸汽，煤体热蒸产生蒸汽与杂质的混合物受负压作用从高温热分离区的顶部排出，高温热分离区的温度在390°-400°；
S40、将S30中热蒸处理的颗粒状煤体输入煤体冷却区急速冷却，使煤体冷却区内的煤体温度在100°-150°之间，颗粒状煤体急速冷却分离出蒸汽与杂质的混合物受负压作用从煤体冷却区的顶部排出，颗粒状煤体急速冷却净化后的煤体输送至指定位置。
在本申请中，需要说明的是，低挥发分煤体是指煤体中的挥发分含量低于20％。
其中，在S10步骤中，对于粒径大于30mm的煤体可进行一次或多次破碎，直至煤体的粒径均小于30mm。
在本申请一个可选的实施例中，对煤体预热的热量可来自于加热中温热分离区、高温热分离区产生的废热、中温热分离区和高温热分离区排出的蒸汽与杂质的混合物所携带的热能以及从煤体冷却区排出的蒸汽与杂质的混合物所携带的热能。
在本实施例中，颗粒状煤体预热分两步进行，第一步为将煤体冷却区抽取的蒸汽与杂质的混合物对煤体进行初次预热，使煤体的温度达到70°-80°，第二步为将中温热分离区和高温分离区供热产生的废气对煤体进行再次预热，使煤体的温度达到140°-170°。
在S20步骤和S30步骤中，颗粒状煤体在中温热分离区和高温热分离区滑落的速度均为0.8m/s，颗粒状煤体滑落速度越慢，其净化效果越佳，但煤体处理速率低，净化成本高，颗粒状煤体滑落速度越快，其净化效果越差，但煤体处理速率快，净化成本低，当煤体滑落的速度越接近0.8m/s，其净化效益最佳。
在本申请一个可选的实施例中，中温热分离区和高温热分离区上下相接且连通，高温热分离区热蒸产生蒸汽与杂质的混合物从高温热分离区顶部进入中温热分离区后，在中温热分离区的顶部排出。
可选的，中温热分离区、高温热分离区以及煤体冷却区为一筒状结构，上部为中温热分离区，中部为高温热分离区，下部为煤体冷却区，中温热分离区与高温热分离区连通，高温热分离区产生的蒸汽与杂质的混合物受蒸汽上浮作用和中温热分离区顶部蒸汽与杂质的混合物出口处负压风机的负压作用排出，高温热分离区与煤体冷却区之间采用带落煤口的隔热漏斗隔开，可减少高温热分离区与煤体冷却区的热交换。
在本申请一个可选的实施例中，中温热分离区和高温热分离区设有一体结构的螺旋溜槽10，螺旋溜槽10溜煤面的倾角介于22°-23°之间，螺旋溜槽10由至少10段分段溜槽连接而成，单个分段溜槽的面积不低于22m2,螺旋溜槽10内进煤速度控制在33kg/s-50kg/s，因此螺旋溜槽10内的煤体可快速受热膨胀。
在本申请一个可选的实施例中，螺旋溜槽10的横断面呈扩口梯形结构，螺旋溜槽10的溜煤面外侧沿螺旋溜槽10的长度方向间隔开设有多条落煤缝11，落煤缝11的宽度介于5mm-7mm之间，长度可长可短，优选1m，沿螺旋溜槽10径向的相邻两个落煤缝11的间距为80mm-100mm，螺旋溜槽10的溜煤面内侧沿螺旋溜槽10的长度方向均匀开设有落煤孔12，落煤孔12的孔径介于5mm-7mm之间，落煤孔12呈矩阵排列。
煤体在螺旋溜槽10滑动过程中，螺旋溜槽10的溜煤面底部粒径小于落煤缝11宽度和落煤孔12孔径的大部分煤体则直接通过落煤缝11和落煤孔12向下掉落，而大于落煤缝11宽度和落煤孔12孔径的煤体则顺着螺旋溜槽10的长度方向跳跃滑动，煤体在跳跃滑动过程中相互碰撞产生更小的颗粒煤体通过落煤缝11和落煤孔12向下掉落，由此形成了大径煤体与小径煤体相互覆盖，每一段分段溜槽的溜煤面上的煤体滚动碰撞，每一段分段溜槽的溜煤面下的煤体向下掉落，以此交替直至到最后一段分段溜槽。
在本申请一个可选的实施例中，在S20步骤和S30步骤中，螺旋溜槽10内边圆的内侧以螺旋溜槽10的中心轴为对称轴设有多根蒸汽喷射管，蒸汽喷射管上间隔开设有向煤体喷射蒸汽的蒸汽孔。其中，中温热分离区和高温热分离区各设置至少两根蒸汽喷射管。
在本申请一个可选的实施例中，煤体冷却区降温方式包括向煤体冷却区中通入冷却风、喷射水雾和自然通风中的一种或多种组合。
在本实施例中，煤体冷却区降温方式包括向煤体冷却区中通入冷却风、喷射水雾和自然通风中的多种组合，以提高煤体的降温速率。
在本申请一个可选的实施例中，螺旋溜槽10的边缘部直接或间接连接有振捣器，振捣器的电连接部设于中温热分离区和高温热分离区的外侧，可选的，振捣器至少为一列，且沿处理炉的中轴线对称设置，振捣器微震动可预防螺旋溜槽10内的煤体发生堵塞。
本申请提供的低挥发分煤体热蒸冷淬工艺处理煤体时，颗粒状煤体经预热达到140°-170°后，通过螺旋溜槽10的入煤口输入螺旋溜槽10内，当煤体滑动和，或掉落经过中温热分离区时，蒸汽喷射管向螺旋溜槽10内外的煤体喷射蒸汽，煤体中的煤尘污垢逐渐脱离煤体，脱离煤体的煤尘污垢受负压风机负压吸引和上升的蒸汽共同作用，煤尘污垢上升至中温热分离区顶部经蒸汽与杂质的混合物出口排出，被脱离煤尘污垢的煤体开始膨胀；当煤体滑动和，或掉落经过高温热分离区时，蒸汽喷射管向该段螺旋溜槽10内外的煤体喷射蒸汽，此时煤体急剧膨胀，煤体内在的水分汽化成蒸汽，并带出硫汇合在蒸汽中排出，煤体中一部分灰尘也紧随其后，随高温喷射出的蒸汽上浮，直至汇入中温热分离区顶部经蒸汽与杂质的混合物出口排出，煤体经过以上两段脱污、蒸发、脱硫、脱水，除去了煤体中大量的水分、灰分，同时带出煤体里一部分的硫和氮。当煤体进入煤体冷却区时，在冷却风风机、高压喷雾泵和自然通风的共同作用下，膨胀的煤体急速冷却，煤体组织内核紧缩释放出硫、氮、灰分及水脱离煤体，并与水雾混合上浮，在负压风机的作用下排出煤体冷却区，经中温热分离区、高温热分离区以及煤体冷却区排出的气体与杂质的混合物经过热利用后输入硫氮除尘装置进行净化，经上述净化后，煤体颜色光泽鲜亮，各项煤质指标均显著提高，特别是煤体硫、氮和水分均显著降低，具有良好的净化效果。
经多次试验对煤体的含硫量、含氮、灰分和水分进行化验，原煤采用的是含硫1.6％、含氮0.4％、含水分6％、含灰分12％的焦煤；
经中温热分离区和高温热分离区热蒸净化后，煤体的含硫量为0.75％-0.85％，含氮0.26％-0.3％，含水分3.8％-4.2％，含灰分8.4％-9.6％；
再经煤体冷却区冷淬净化后，煤体的含硫量为0.4％-0.6％，含氮0.15％-0.2％，含水分3.9％-4.1％，含灰分7.2％-7.8％。
由以上实验可知，焦煤经过热蒸冷淬工艺处理后，煤体的含硫量下降62.5％-75％，含硫量下降50％-62.5％，含水分下降31％-35％，含灰分下降35％-40％。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S10、选取粒径小于30mm的低挥发分颗粒状煤体，并对煤体进行预热，使颗粒状煤体的温度达到140°-170°；
S20、将S10中已预热的颗粒状煤体以分散的形式输入中温热分离区内自上而下以0.6m/s-1m/s的速度滑落，同时向中温热分离区内的煤体喷射水蒸汽，煤体热蒸产生蒸汽与杂质的混合物受负压作用从中温热分离区的顶部排出，所述中温热分离区的温度在300°-390°；
S30、将S20中热蒸处理的颗粒状煤体以分散的形式输入高温热分离区内自上而下以0.6m/s-1m/s的速度滑落，同时向高温热分离区内的煤体喷射水蒸汽，煤体热蒸产生蒸汽与杂质的混合物受负压作用从高温热分离区的顶部排出，所述高温热分离区的温度在390°-400°；
S40、将S30中热蒸处理的颗粒状煤体输入煤体冷却区急速冷却，使煤体冷却区内的煤体温度在100°-150°之间，颗粒状煤体急速冷却分离出蒸汽与杂质的混合物受负压作用从煤体冷却区的顶部排出，颗粒状煤体急速冷却净化后的煤体输送至指定位置。
2.根据权利要求1所述的一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，其特征在于，在S20步骤和S30步骤中，所述颗粒状煤体在中温热分离区和高温热分离区滑落的速度均为0.8m/s。
3.根据权利要求1所述的一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，其特征在于，所述中温热分离区和高温热分离区上下相接且连通，所述高温热分离区热蒸产生蒸汽与杂质的混合物从高温热分离区顶部进入中温热分离区后，在中温热分离区的顶部排出。
4.根据权利要求3所述的一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，其特征在于，所述中温热分离区与煤体冷却区之间设有隔热漏斗。
5.根据权利要求1所述的一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，其特征在于，所述中温热分离区和高温热分离区设有一体结构的螺旋溜槽(10)，所述螺旋溜槽(10)溜煤面的倾角介于22°-23°之间。
6.根据权利要求5所述的一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，其特征在于，所述螺旋溜槽(10)的溜煤面外侧沿螺旋溜槽(10)的长度方向间隔开设有多条落煤缝(11)，所述落煤缝(11)的宽度介于5mm-7mm之间，所述螺旋溜槽(10)的溜煤面内侧沿螺旋溜槽(10)的长度方向均匀开设有落煤孔(12)，所述落煤孔(12)的孔径介于5mm-7mm之间。
7.根据权利要求6所述的一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，其特征在于，在S20步骤和S30步骤中，所述螺旋溜槽(10)内边圆的内侧以螺旋溜槽(10)的中心轴为对称轴设有多根蒸汽喷射管，所述蒸汽喷射管上间隔开设有向煤体喷射蒸汽的蒸汽孔。
8.根据权利要求7所述的一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，其特征在于，所述螺旋溜槽(10)的边缘部直接或间接连接有振捣器，所述振捣器的电连接部设于中温热分离区和高温热分离区的外侧。
9.根据权利要求1所述的一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，其特征在于，所述煤体冷却区降温方式包括向煤体冷却区中通入冷却风、喷射水雾和自然通风中的一种或多种组合。
10.根据权利要求1所述的一种低挥发分煤体热蒸冷淬工艺，其特征在于，所述颗粒状煤体预热分两步进行，第一步为将煤体冷却区抽取的蒸汽与杂质的混合物对煤体进行初次预热，使煤体的温度达到70°-80°，第二步为将中温热分离区和高温分离区供热产生的废气对煤体进行再次预热，使煤体的温度达到140°-170°。
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