JP6603409B2 - 湿った細粒石炭を選別および乾燥するための結合システムの結合方法 - Google Patents

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Description

本発明は、湿った細粒石炭を処理するためのシステムおよび方法に関し、特に、湿った細粒石炭を選別および乾燥するための結合システムおよび方法に関する。
中国の石炭資源埋蔵量は豊富であるが、その採掘および加工の利用率が低い。そこで、水分含有量が高く、灰分含有量が高い褐炭は、使用前に脱水と脱灰の工程を経て品質を改善しなければならない。褐炭は、水で泥化するため、従来の湿式石炭選別技術が褐炭の脱灰工程には適していない。従来の褐炭脱水による品質改善技術は、褐炭の水分の一部しか除去することができず、石炭の選別の役割を果たすことはできない。中国特許第２０１４１００２４７９４．５号によれば、脈動気流を用いて褐炭を乾燥および選別する工程が褐炭に対する脱水および選別の役割を果たすことができる。その作業工程は乾燥領域と選別領域に分かれており、乾燥領域の気流量が大きく、選別領域の気流量が少ないため、乾燥領域と選別領域との間の粒子の動きが互いに影響を及ぼし、選別効率が低下してしまう。また、この方法では、石炭粒子の含水量に応じて、乾燥段階と選別段階とを自動的に切り換えることができない。即ち、従来の方法ではその乾燥時間の長さを制御することができないため、乾燥後の製品の水分を正確に制御することができない。さらに、選別段階では常に脈動気流であるため、その選別効果は、気流の周期的な開閉過程中における床層密度の変化によっても影響を受ける。
中国特許第２０１４１００２４７９４．５号
上記した従来技術に存在する問題点に鑑み、本発明は、流動床内における褐炭粒子に対し、乾燥してから選別することにより、褐炭粒子の脱水と脱灰による品質改善および選別を１つの工程フローで完成させて、作業効率を向上させるとともに工程フローを簡素化することができる湿った細粒石炭を選別および乾燥するための結合システムおよび方法を提供する。
上記の目的を達成するために、本発明が採用する技術案は以下の通りである。当該湿った細粒石炭を選別および乾燥するための結合システムは、送風機、サージタンク、水分検出センサー、制御装置および２本のパイプラインを含み、送風機がサージタンクと連通し、並列接続した２本のパイプラインの一端がサージタンクと連通し、他端は流動床と連通する。前記２本のパイプラインのうちの１本は、第１バルブ、第１流量計、空気加熱器および電動バタフライバルブによって順に直列接続されて構成され、もう１本のパイプラインは、第２バルブおよび第２流量計によって直列接続されて構成される。前記水分検出センサーは、流動床内に設置され、制御装置は、それぞれ送風機、第１バルブ、第１流量計、空気加熱器、第２バルブ、第２流量計、電動バタフライバルブおよび水分検出センサーに接続されている。
また、前記空気加熱器は、電気加熱タイプである。
湿った細粒石炭を選別および乾燥するための結合方法において、具体的なステップは以下の通りである。
（１）採掘された褐炭粒子が流動床内に置かれた後、水分検出センサーが流動床内の褐炭粒子表面の含水率をリアルタイムで検出し、制御装置に送り返す。
（２）制御装置は、検出された含水率と設定された含水率とを比較し、設定された含水率を超えた場合には、空気加熱器と送風機とを起動させると共に、第１バルブと電動バタフライバルブとを開くように制御する。この際に、送風機が発生した気流は、サージタンクによって調整された後に第１バルブ、第１流量計を通って空気加熱器によって加熱されて熱気流になる。熱気流が電動バタフライバルブを通って脈動熱気流を生成して流動床内部に送られて褐炭粒子の乾燥工程を行う。第１流量計は、リアルタイムの流量値を制御装置にフィードバックし、制御装置は、設定された流量値で第１バルブの開度を制御することによって流動化数を制御する。
（３）乾燥工程において、水分検出センサーが流動床内の褐炭粒子表面の含水率をリアルタイムで検出し、検出された含水率が設定された含水率まで低下すると、乾燥工程が完了する。
（４）選別脱灰工程において、制御装置は、空気加熱器の動作を停止させるように制御すると共に、第１バルブの開度を制御して脈動気流の流動化数を制御する。また、制御装置は、第２バルブを開くように制御し、第２流量計によってリアルタイムで検出された流量値を用いて、第２バルブの開度を制御して流動化数を制御する。この際に、送風機が発生した気流はサージタンクによって調整された後に２つに分かれ、１つは第１バルブ、第１流量計および電動バタフライバルブを通って脈動気流を生成して流動床内に送入され、もう１つは第２バルブおよび第２流量計を通って連続気流を生成して流動床内に入って、褐炭粒子の選別工程を行う。
（５）脈動気流と連続気流との共同作用により、褐炭粒子が流動床において密度によって分層され、褐炭粒子の選別脱灰工程が完了する。連続気流の送入は、流動床の床層が一定の膨張率を有するように維持することができる。一方、脈動気流は、振動エネルギーを導入し、床層内の気泡のサイズを減少させ、床層密度の均一性および安定性を向上させ、石炭粒子が密度によって分層されて選別されることを強化することができ、両方の組み合わせによって褐炭粒子の選別脱灰工程を実現する。
また、前記乾燥工程において、熱気流の温度は９０〜２００℃であり、気流周波数は０．５〜８Ｈｚであり、流動化数は１．６〜２．２である。
また、前記選別工程において、連続気流の流動化数は０．６〜１．０であり、脈動気流の流動化数は０．２〜０．６であり、周波数は０．５〜８Ｈｚである。
また、前記選別工程において、連続気流および脈動気流の温度はいずれも常温である。
また、前記設定された褐炭粒子表面の含水率は４％である。
本発明は、褐炭粒子の乾燥段階において脈動気流の高い熱伝達効率の利点を十分に利用する。褐炭粒子の脱水および選別のときの流動化ガス速度と温度に対する異なる要求に応じて、前記方法は２つの作業段階に分けられる。乾燥段階で脈動熱風システムを使用して脈動熱空気を導入し、気流温度が高くて流速が早く、脈動流動化の高効率熱伝達の利点が十分に発揮され、褐炭粒子の乾燥を実現する。連続気流と脈動気流とを組み合わせる方法を採用して選別を行う利点が主に以下の通りである。（１） 脈動気流の強制振動エネルギーは、濃厚相バブリング流動床における気泡サイズを減少させ、三次元空間における床層密度の均一性および安定性を高め、褐炭粒子の密度による分層プロセスを強化することができる。（２）脈動気流に加えて、変化範囲が０．６〜１．０である連続気流を導入する。当該連続気流は、脈動気流の閉期間中において、流動床における褐炭粒子層が一定の膨張率を有することを保証し、気流の周期的な開閉過程における床層密度の変化を低減させ、粒子の密度による分層をさらに強化することができる。また、供給される褐炭の水分の違いに応じて、作業モードが自動的に切り替えられ、気流の流量、温度および脈動周波数を調節し、最良の乾燥および選別効果を達成する。最終的に、高灰分、高水分の褐炭の脱水と選別との統合が実現され、工程フローが簡素化される。
従来技術と比較して、本発明の利点が以下の通りである。（１）乾燥工程では、脈動気流を採用し、選別工程では、連続気流と脈動気流とを組み合わせる方法を採用する。（２）本発明のシステムは、制御システムによって自動的に乾燥状態または選別状態になり、粒子表面の水分が設定値未満になると、選別状態に入る。このように、乾燥後の石炭粒子の表面が所望の水分になることを保証できる。（３）本発明は、乾燥および選別は流動床内の同じ領域で完了し、制御装置によって自動的に乾燥または選別の作業状態になり、乾燥工程と選別工程とが互いに干渉しないため、乾燥効果および選別効率の両方を保証することができる。
図１は本発明のシステムの概略的なフローを示す図である。 図２は本発明の電気的ブロック図である。
以下、本発明についてさらに説明する。
図１および図２に示すように、湿った細粒石炭を選別および乾燥するための結合システムは、送風機、サージタンク、水分検出センサー、制御装置および２本のパイプラインを含み、送風機がサージタンクと連通し、並列接続した２本のパイプラインの一端がサージタンクと連通し、他端は流動床と連通する。前記２本のパイプラインのうちの１本は、第１バルブ、第１流量計、空気加熱器および電動バタフライバルブによって順に直列接続されて構成され、もう１本のパイプラインは、第２バルブおよび第２流量計によって直列接続されて構成される。前記水分検出センサーは、流動床内に設置され、制御装置は、それぞれ送風機、第１バルブ、第１流量計、空気加熱器、第２バルブ、第２流量計、電動バタフライバルブおよび水分検出センサーに接続されている。
また、前記空気加熱器は、電気加熱タイプである。
湿った細粒石炭を選別および乾燥するための結合方法において、具体的なステップは以下の通りである。
（１）採掘された褐炭粒子が流動床内に置かれた後、水分検出センサーが流動床内の褐炭粒子表面の含水率をリアルタイムで検出し、制御装置に送り返す。
（２）制御装置は、検出された含水率と設定された含水率とを比較し、設定された含水率を超えた場合には、空気加熱器と送風機とを起動させると共に、第１バルブと電動バタフライバルブとを開くように制御する。この際に、送風機が発生した気流は、サージタンクによって調整された後に第１バルブ、第１流量計を通って空気加熱器によって加熱されて熱気流になり、熱気流が電動バタフライバルブを通って脈動熱気流を生成して流動床内部に送られて褐炭粒子の乾燥工程を行う。第１流量計は、リアルタイムの流量値を制御装置にフィードバックし、制御装置は、設定された流量値で第１バルブの開度を制御することによって流動化数を制御する。
（３）乾燥工程において、水分検出センサーが流動床内の褐炭粒子表面の含水率をリアルタイムで検出し、検出された含水率が設定された含水率まで低下すると、乾燥工程が完了する。
（４）選別脱灰工程において、制御装置は、空気加熱器の動作を停止させるように制御すると共に、第１バルブの開度を制御して脈動気流の流動化数を制御する。また、制御装置は、第２バルブを開くように制御し、第２流量計によってリアルタイムで検出された流量値を用いて、第２バルブの開度を制御して流動化数を制御する。この際に、送風機が発生した気流はサージタンクによって調整された後に２つに分かれ、１つは第１バルブ、第１流量計および電動バタフライバルブを通って脈動気流を生成して流動床内に送入され、もう１つは第２バルブおよび第２流量計を通って連続気流を生成して流動床内に入って、褐炭粒子の選別工程を行う。
（５）脈動気流と連続気流との共同作用により、褐炭粒子が流動床において密度によって分層され、褐炭粒子の選別脱灰工程が完了する。連続気流の送入は、流動床の床層が一定の膨張率を有するように維持することができる。一方、脈動気流は、振動エネルギーを導入し、床層内の気泡のサイズを減少させ、床層密度の均一性および安定性を向上させ、石炭粒子が密度によって分層されて選別されることを強化することができ、両方の組み合わせによって褐炭粒子の選別脱灰工程を実現する。
また、前記乾燥工程において、熱気流の温度は９０〜２００℃であり、気流周波数は０．５〜８Ｈｚであり、流動化数は１．６〜２．２である。
また、前記選別工程において、連続気流の流動化数は０．６〜１．０であり、脈動気流の流動化数は０．２〜０．６であり、周波数は０．５〜８Ｈｚである。
また、前記選別工程において、連続気流および脈動気流の温度はいずれも常温である。
また、前記設定された褐炭粒子表面の含水率は４％である。

Claims (5)

  1. 湿った細粒石炭を選別および乾燥するための結合システムの結合方法であって、
    前記結合システムは、
    送風機、サージタンク、水分検出センサー、制御装置および２本のパイプラインを含み、
    送風機がサージタンクと連通し、並列接続した２本のパイプラインの一端がサージタンクと連通し、他端は流動床と連通し、
    前記２本のパイプラインのうちの１本は、第１バルブ、第１流量計、空気加熱器および電動バタフライバルブによって順に直列に接続されて構成され、もう１本のパイプラインは、第２バルブおよび第２流量計によって直列に接続されて構成され、
    前記水分検出センサーは、流動床内に設置され、
    制御装置は、それぞれ送風機、第１バルブ、第１流量計、空気加熱器、第２バルブ、第２流量計、電動バタフライバルブおよび水分検出センサーに接続され、
    前記空気加熱器は、電気加熱タイプである結合システムの結合方法において、
    （１）採掘された褐炭粒子が流動床内に置かれた後、水分検出センサーが流動床内の褐炭粒子表面の含水率をリアルタイムで検出し、制御装置に送り返すステップと、
    （２）制御装置は、検出された含水率と設定された含水率とを比較し、設定された含水率を超えた場合には、空気加熱器と送風機とを起動させると共に、第１バルブと電動バタフライバルブとを開くように制御し、この際に、送風機が発生した気流は、サージタンクによって調整された後に第１バルブ、第１流量計を通って空気加熱器によって加熱されて熱気流になり、熱気流が電動バタフライバルブを通って脈動熱気流を生成して流動床内部に送られて褐炭粒子の乾燥工程を行い、第１流量計は、リアルタイムの流量値を制御装置にフィードバックし、制御装置は、設定された流量値で第１バルブの開度を制御することによって流動化数を制御するステップと、
    （３）乾燥工程において、脈動気流を採用して、水分検出センサーが流動床内の褐炭粒子表面の含水率をリアルタイムで検出し、検出された含水率が設定された含水率まで低下すると、乾燥工程が完了するステップと、
    （４）選別脱灰工程において、脈動気流と連続気流とを組み合わせる方法を採用して、制御装置は、空気加熱器の動作を停止させるように制御すると共に、第１バルブの開度を制御して脈動気流の流動化数を制御し、また、第２バルブを開くように制御し、第２流量計によってリアルタイムで検出された流量値を用いて、第２バルブの開度を制御して流動化数を制御し、この際に、送風機が発生した気流はサージタンクによって調整された後に２つに分かれ、１つは第１バルブ、第１流量計および電動バタフライバルブを通って脈動気流を生成して流動床内に送入され、もう１つは第２バルブおよび第２流量計を通って連続気流を生成して流動床内に入って、褐炭粒子の選別工程を行うステップと、
    （５）脈動気流と連続気流との共同作用により、褐炭粒子が流動床において密度によって分層され、褐炭粒子の選別脱灰工程が完了するステップと、
    を含み、
    細粒石炭の乾燥及び選別は前記流動床内の同じ領域で完了することを特徴とする湿った細粒石炭を選別および乾燥するための結合システムの結合方法。
  2. 前記乾燥工程において、熱気流の温度は９０〜２００℃であり、気流周波数は０．５〜８Ｈｚであり、流動化数は１．６〜２．２であることを特徴とする請求項１に記載の湿った細粒石炭を選別および乾燥するための結合システムの結合方法。
  3. 前記選別工程において、連続気流の流動化数は０．６〜１．０であり、脈動気流の流動化数は０．２〜０．６であり、周波数は０．５〜８Ｈｚであることを特徴とする請求項１に記載の湿った細粒石炭を選別および乾燥するための結合システムの結合方法。
  4. 前記選別工程において、連続気流および脈動気流の温度はいずれも常温であることを特徴とする請求項１に記載の湿った細粒石炭を選別および乾燥するための結合システムの結合方法。
  5. 前記設定された褐炭粒子表面の含水率は４％であることを特徴とする請求項１に記載の湿った細粒石炭を選別および乾燥するための結合システムの結合方法。
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