PL228605B1

PL228605B1 - Method for drying and regrinding of materials, preferably brown coal and hard coal and the device for drying and regrinding of materials, preferably brown coal and hard coal

Info

Publication number: PL228605B1
Application number: PL412932A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Sławiński; Krzysztof Knaś; Wojciech Nowak
Original assignee: Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2015-06-29
Publication date: 2018-04-30
Also published as: PL412932A1

Description

(22) Data zgłoszenia: 29.06.2015(22) Date of notification: 29/06/2015

Sposób suszenia i domielania materiałów, zwłaszcza węgla brunatnego i kamiennego (54) oraz urządzenie do suszenia i domielania materiałów, zwłaszcza węgla brunatnego oraz kamiennegoMethod of drying and grinding materials, especially lignite and hard coal (54), and a device for drying and grinding materials, especially lignite and hard coal

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 02.01.2017 BUP 01/17 (43) Application was announced: 02.01.2017 BUP 01/17 (73) Uprawniony z patentu: AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL (73) The right holder of the patent: ACADEMY OF MINING AND STEELING THEM. STANISŁAWA STASZICA IN KRAKOW, Kraków, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.04.2018 WUP 04/18 (45) The grant of the patent was announced: 30/04/2018 WUP 04/18 (72) Twórca(y) wynalazku: KRZYSZTOF SŁAWIŃSKI, Częstochowa, PL KRZYSZTOF KNAŚ, Lgota Mała, PL WOJCIECH NOWAK, Częstochowa, PL (72) Inventor (s): KRZYSZTOF SŁAWIŃSKI, Częstochowa, PL KRZYSZTOF KNAŚ, Lgota Mała, PL WOJCIECH NOWAK, Częstochowa, PL (74) Pełnomocnik: (74) Representative: rzecz, pat. Agnieszka Staniszewska thing, pat. Agnieszka Staniszewska

co ooco o

CMCM

Q_Q_

PL 228 605 B1PL 228 605 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób suszenia i domielania materiałów, zwłaszcza węgla brunatnego i kamiennego oraz urządzenie do suszenia i domielania materiałów, zwłaszcza węgla brunatnego oraz kamiennego, mające zastosowanie w energetyce oraz wytwórniach brykietów węglowych i paliw formowanych.The subject of the invention is a method of drying and grinding materials, especially lignite and hard coal, and a device for drying and grinding materials, especially lignite and hard coal, used in the power industry and coal briquettes and formed fuels factories.

Znane sposoby suszenia węgla brunatnego polegają na suszeniu materiału w suszarkach z ogrzewaniem przeponowym, takich jak: suszarki talerzowe, rurowe oraz w suszarkach z ogrzewaniem bezprzeponowym, takich jak: suszarki rurowe, bębnowe, pneumatyczne, w których czynnikiem suszącym są gorące gazy spalinowe. Stosowane są również suszarki fluidyzacyjne, stosowane zasadniczo do suszenia materiałów sypkich wykorzystując jako czynnik fluidyzacyjny, gaz o zmniejszonej zawartości tlenu (5-18%). Ciepło dostarczane jest w tych suszarkach za pośrednictwem gazu, stąd jego temperatura na wlocie do aparatu jest wysoka i wynosi zwykle 400-8OO°C. Przy tego typu ogrzewaniu powstają lokalne przegrzania materiału suszonego i może występować zjawisko samozapłonu zwłaszcza w pobliżu dystrybutora gazu. Jest to prawdopodobnie przyczyna unikania suszenia fluidyzacyjnego węgla brunatnego, w którym zjawiska utleniania i samozapłonu zachodzą w niższych temperaturach niż w przypadku węgla kamiennego.Known methods for drying brown coal consist in drying the material in dryers with membrane heating, such as: disk dryers, tubular dryers, and in dryers with direct heating, such as: tube, drum and pneumatic dryers, in which hot flue gases are the drying agent. Fluid bed dryers are also used, principally used for drying loose materials using a gas with reduced oxygen content (5-18%) as the fluidizing medium. The heat is supplied in these dryers by means of gas, hence its temperature at the inlet to the apparatus is high, usually 400-8OO ° C. With this type of heating, local overheating of the material to be dried occurs and the phenomenon of self-ignition may occur, especially in the vicinity of the gas distributor. This is probably the reason for avoiding fluidization drying of lignite, in which the phenomena of oxidation and self-ignition take place at lower temperatures than in the case of hard coal.

Znany jest także z polskiego opisu zgłoszeniowego P.382610 młyn elektromagnetyczny do domielania materiałów drobnoziarnistych posiadający komorę roboczą z zamocowaną wewnątrz przysłoną zabezpieczającą mielniki przed wypadaniem ze strefy roboczej oraz wzbudnik do wytwarzania pola elektromagnetycznego. Młyn posiada możliwość regulowania nachylenia komory roboczej i zmiany prędkości podawania nadawy.Also known from the Polish application description P.382610 is an electromagnetic mill for grinding fine-grained materials, having a working chamber with a shutter inside securing the grinding media against falling out of the working zone and an inductor for generating an electromagnetic field. The mill has the ability to adjust the inclination of the working chamber and change the speed of feeding the material.

Znany jest także z polskiego patentu PL 211 435 sposób i urządzenie do równoczesnego suszenia i domielania węgla brunatnego, który polega na tym, że wilgotną nadawę doprowadza się do komory roboczej objętej działaniem wirowego pola magnetycznego, w której poddaje się ją jednocześnie zachodzącym procesom suszenia, domielania i aktywacji oraz modyfikacji zawartej w niej wody na skutek działania pola magnetycznego, a po usunięciu wyparów produkt dosusza się w temperaturze do 110°C w warunkach podciśnienia, a następnie produkt odbiera się grawitacyjnie bądź za pomocą podajnika.Also known from the Polish patent PL 211 435 is a method and device for the simultaneous drying and grinding of brown coal, which consists in bringing the moist feed to the working chamber subject to the vortex magnetic field, in which it is subjected to simultaneous drying and grinding processes. and activation and modification of the water contained in it as a result of the magnetic field, and after removing the vapors, the product is dried at a temperature of up to 110 ° C under negative pressure, and then the product is collected by gravity or using a feeder.

Znany jest również z polskiego patentu PL141 797 sposób i urządzenie do suszenia węgla brunatnego. Sposób fluidyzacyjnego suszenia, znamienny tym że wilgotny węgiel brunatny rozdrobniony do ziaren o wielkości > 1 mm suszy się dwuetapowo w złożu fluidalnym, gdzie w pierwszym etapie ciepło dostarcza się zarówno przeponowo jak i z gazem fluidyzującym o gęstości strumienia > 0,25 kg/m²s i temperaturze 80-160°C, a w drugim etapie ciepło dostarcza się tylko przeponowo a złoże fluidyzuje się gazem o temperaturze otoczenia.A method and device for drying brown coal are also known from the Polish patent PL141 797. Fluidized drying method, characterized in that the wet lignite crushed to grain size> 1 mm is dried in two stages in a fluidized bed, where in the first stage heat is supplied both in the membrane and with fluidizing gas with a stream density> 0.25 kg / m ² s. temperature of 80-160 ° C, and in the second stage heat is supplied only in the diaphragm and the bed is fluidized with gas at ambient temperature.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu oraz urządzenia do efektywnego i szybkiego usuwania wilgoci z węgli brunatnych i kamiennych z równoczesnym ich domieleniem dla uzyskania paliwa dla kotłów energetycznych podwyższających ich sprawność.The aim of the invention was to develop a method and a device for efficient and quick removal of moisture from brown and hard coal with simultaneous grinding of them to obtain fuel for power boilers increasing their efficiency.

Urządzenie do suszenia węgla brunatnego charakteryzuje się tym, że w zewnętrznie izolowanej termicznie komorze odbioru wyparów zainstalowany jest przenośnik wibracyjny stanowiący dwudzielną skrzynię, której górna przestrzeń posiada naprzemienne przegrody wyrównujące, pola temperatur górnej roboczej powierzchni grzewczej przenośnika wibracyjnego, której dolna zewnętrzna powierzchnia oraz powierzchnie boczne są izolowane termicznie. W rurze wylotowej komory roboczej młyna elektromagnetycznego zainstalowana jest zasuwa zabezpieczająca wylot mielników ze strefy działania młyna elektromagnetycznego po wyłączeniu podawania nadawy i zasilania wzbudnika wirowego pola magnetycznego, zaś w górnej części komory odprowadzania wyparów zainstalowane są co najmniej cyklony separujące od wyparów drobne cząstki nadawy i usuwające wypary. Wewnątrz podciśnieniowej komory odbioru wyparów w rejonie zsypu nadawy z młyna elektromagnetycznego na przenośnik wibracyjny, zainstalowana jest płyta strugi gorącego powietrza.The device for drying brown coal is characterized by the fact that a vibrating conveyor is installed in the externally thermally insulated evaporation receiving chamber, which is a two-part box, the upper space of which has alternate equalizing partitions, temperature fields of the upper working surface of the vibrating conveyor, the lower outer surface and side surfaces of which are thermally insulated. In the outlet pipe of the electromagnetic mill's working chamber, a gate is installed to protect the outlet of the grinding media from the electromagnetic mill's operating zone after the feed supply and the eddy magnetic field inductor are turned off, and at least cyclones are installed in the upper part of the evaporation extraction chamber, separating fine particles from the feed and removing vapors . A hot air stream plate is installed inside the vacuum vapor collection chamber in the area of the discharge chute from the electromagnetic mill onto the vibrating conveyor.

Sposób według wynalazku polega na tym, że nadawa, wstępnie rozdrobniona, jest początkowo domielana w młynie elektromagnetycznym, z jednoczesnym wstępnym podsuszeniem, powietrzem o temperaturze 80-110°C i o gęstości strumienia > 0,15 kg/m²s, podgrzanym w przeciwprądzie ze spalinami nagrzewającymi płytę przenośnika wibracyjnego, osiągając wilgotność nadawy 20-30% mas. W drugim etapie, w podciśnieniowej komorze odprowadzania wyparów, nadawa jest przesypywana na płytę przenośnika wibracyjnego, podgrzewaną przeponowo gorącymi spalinami o temperaturze korzystnie 120°C i gęstości strumienia > 0,2 kg/m²s.The method according to the invention consists in the fact that the feed, pre-fragmented, is initially ground in an electromagnetic mill, with simultaneous preliminary drying, with air at a temperature of 80-110 ° C and a flux density> 0.15 kg / m ² s, heated in counter-current with with exhaust gases heating the vibrating conveyor plate, reaching the moisture of the feed 20-30% wt. In the second stage, in a vacuum evaporation extraction chamber, the feed is poured onto a vibrating conveyor plate, heated with diaphragm hot flue gas having a temperature of preferably 120 ° C and a flux density> 0.2 kg / m ² s.

Korzystnym jest by nadawa miała wilgotność 50% mas.It is preferred that the feed has a moisture content of 50 wt.%.

PL 228 605 B1PL 228 605 B1

Korzystnym jest by nośnik ciepła miał temperaturę 105°C.It is preferred that the heat carrier has a temperature of 105 ° C.

Wysuszoną nadawę o wilgotności około 50-60% mas, przelewem, wysypuje się z aparatu, do pojemnika odbioru produktu i poprzez podajnik ślimakowy i/lub pneumatyczny, wyładowuje do zbiornika np. buforowego i/lub na zewnątrz. Zapylone wypary odprowadza się poprzez system cyklonów zainstalowanych w górnej, rozszerzonej części komory odprowadzania wyparów.The dried feed with a humidity of about 50-60% by mass is poured over the overflow from the apparatus into the product receiving container and through a screw and / or pneumatic feeder, it is discharged into a tank, e.g. a buffer tank and / or outside. Dusty vapor is discharged through a system of cyclones installed in the upper, widened part of the vapor discharge chamber.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie do suszenia i domielania materiałów zwłaszcza węgli brunatnych i kamiennych, fig. 2 przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny dwukomorowej skrzyni przenośnika wibracyjnego, a fig. 3 przedstawia przegrody powodujące wyrównanie pola temperatur górnej powierzchni grzewczej przenośnika wibracyjnego.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows schematically a device for drying and grinding materials, especially brown and hard coal, Fig. 2 schematically shows a cross-section of a two-chamber box of a vibrating conveyor, and Fig. 3 shows the partitions causing the field leveling. temperatures of the upper heating surface of the vibrating conveyor.

Urządzenie według wynalazku posiada zasobnik wilgotnej nadawy 1, dozownik nadawy 2, młyn elektromagnetyczny 3 składający się z jednobiegunowego wzbudnika wirowego pola magnetycznego 4, w osi którego usytuowana jest rurowa komora robocza 5. Wnętrze rurowej komory roboczej 5 wypełnione jest prętowymi mielnikami feromagnetycznymi 6. Prętowe mielniki ferromagnetyczne 6 wirują i cyrkulują w złożu pod wpływem rotacji pola magnetycznego oraz kolidują wzajemnie jak również ze ścianą rurowej komory roboczej 5, a także z poddaną procesowi suszenia i rozdrabniania nadawą, z intensywnością zależną od kwadratu wartości indukcji pola magnetycznego w obszarze ich przebywania. W wyniku tak prowadzonego procesu w rurowej komorze roboczej 5 występują lokalne mikroobszary pulsującego ciśnienia wywieranego przez mielniki na nadawę. Za wzbudnikiem wirowego pola magnetycznego 4 w rurze wylotowej z młyna elektromagnetycznego 3 zainstalowana jest zasuwa 7. Zabezpiecza ona przed wypadaniem mielników 6 ze strefy działania młyna elektromagnetycznego 3 po wyłączeniu podawania nadawy i zasilania wzbudnika wirowego pola magnetycznego 4. Zakończenie węzła młyna elektromagnetycznego 3 stanowi kolanowe zgięcie rury wylotowej pod kątem 45° za pomocą złączki kolanowej 8 z króćcem 9 doprowadzającym część gorącego powietrza. Z węzła młyna elektromagnetycznego 3 rozdrobniona i częściowo podsuszona nadawa przesypywana jest grawitacyjnie na podgrzewaną przeponowo gorącymi spalinami płytę przenośnika wibracyjnego 10 nachylonego w stosunku do poziomu pod kątem 1-2°. Korzystnym jest gdy w górnej przestrzeni dwudzielnej skrzyni 12 przenośnika wibracyjnego 10 zainstalowane są przegrody 24 powodujące wyrównanie pola temperatur górnej, roboczej powierzchni grzewczej przenośnika wibracyjnego 10. Jednocześnie gorące jeszcze powietrze na wylocie z węzła młyna elektromagnetycznego 3 tworzy na powierzchni płyty przenośnika wibracyjnego 10 strugę odchyloną o podłoże 11. Grzanie górnej zewnętrznej płyty przenośnika wibracyjnego 10 jest realizowane poprzez doprowadzenie do górnej komory dwudzielnej skrzyni przenośnika wibracyjnego 12 gorących spalin o temperaturze około 120°C z wlotem 13 od strony zsypu nadawy z węzła młyna elektromagnetycznego 3 i wylotem 14 w rejonie zsypu wysuszonej nadawy do pojemnika odbioru produktu 15. W przeciwprądzie do przepływu spalin do dolnej komory dwudzielnej skrzyni przenośnika wibracyjnego 12 doprowadzone jest suche chłodne powietrze 16, a po przeponowym nagrzaniu do temperatury > 110°C od gorących spalin odbierane króćcem 17 i kierowane rozdzielnie do złączki kolanowej 8 na wylocie z węzła młyna elektromagnetycznego 3 oraz do otworu wlotowego 18 w rurze komory roboczej 5 młyna elektromagnetycznego 3.The device according to the invention has a wet feed hopper 1, a feed dispenser 2, an electromagnetic mill 3 consisting of a unipolar eddy magnetic field exciter 4, in the axis of which a tubular working chamber 5 is located. The interior of the tubular working chamber 5 is filled with feromagnetic bar grinders 6. Rod grinders ferromagnetic 6 rotate and circulate in the bed under the influence of the rotation of the magnetic field and interfere with each other and with the wall of the tubular working chamber 5, as well as with the feed subjected to the drying and grinding process, with an intensity depending on the square of the magnetic field induction value in the area of their residence. As a result of the process carried out in this way, local micro-areas of pulsating pressure exerted by the grinding media on the feed are present in the tubular working chamber 5. Behind the eddy magnetic field inductor 4 in the outlet pipe from the electromagnetic mill 3, a gate valve 7 is installed. It prevents the grinding media 6 from falling out of the electromagnetic mill's operating zone 3 after switching off the feed supply and powering the eddy magnetic field inductor 4. The end of the electromagnetic mill node 3 is a knee bend outlet pipe at an angle of 45 ° by means of an elbow fitting 8 with a stub pipe 9 supplying part of the hot air. From the electromagnetic mill node 3, the comminuted and partially dried feed is poured by gravity onto the plate of the vibrating conveyor 10 inclined with respect to the horizontal at an angle of 1-2 [deg.]. It is advantageous if in the upper space of the two-part box 12 of the vibrating conveyor 10 there are installed partitions 24, causing the equalization of the temperature field of the upper, working heating surface of the vibrating conveyor 10. At the same time, hot air at the outlet from the electromagnetic mill node 3 forms a stream deflected by substrate 11. Heating of the upper outer plate of the vibrating conveyor 10 is carried out by supplying the upper chamber of the two-part box of the vibrating conveyor 12 with hot exhaust gas at a temperature of about 120 ° C with an inlet 13 from the feed chute side from the electromagnetic mill node 3 and an outlet 14 in the area of the dry feed chute to the product receiving container 15. In counter-current to the exhaust gas flow, dry cool air 16 is supplied to the lower chamber of the bipartite box of the vibrating conveyor 12, and after diaphragm heating to a temperature> 110 ° C, it is collected from the hot exhaust gas through a stub pipe 17 and directed separately to the elbow fitting 8 at the outlet of the electromagnetic mill node 3 and to the inlet opening 18 in the pipe of the working chamber 5 of the electromagnetic mill 3.

Korzystnym jest gdy, dolna zewnętrzna powierzchnia oraz powierzchnie boczne dwudzielnej skrzyni przenośnika wibracyjnego 10 są pokryte izolacją termiczną 19.It is advantageous if the lower outer surface and the side surfaces of the two-part box of the vibrating conveyor 10 are covered with thermal insulation 19.

Przenośnik wibracyjny 10 wyposażony jest w regulator zmian amplitudy i częstotliwości wibracji umożliwiający regulację szybkości przesuwania suszonej nadawy do pojemnika odbioru produktu 15. Przenośnik wibracyjny 10 jest zabudowany w podciśnieniowej komorze odprowadzania wyparów 20.The vibrating conveyor 10 is equipped with a regulator of changes in the amplitude and frequency of vibrations that allows to adjust the speed of conveying the dried feed to the product receiving container 15. The vibrating conveyor 10 is built in a vacuum vapor removal chamber 20.

Korzystnym jest gdy posiada ona izolację termiczną 21.It is advantageous if it has thermal insulation 21.

Wewnątrz komory odprowadzania wyparów 20 w rejonie zsypu częściowo podsuszonej nadawy z węzła młyna elektromagnetycznego 3, zainstalowana jest płyta strugi gorącego powietrza 22. W górnej części komory odprowadzania wyparów zainstalowane są 3 cyklony 23 separujące od wyparów drobne cząstki nadawy i wyprowadzające na zewnątrz wypary.Inside the evaporation extraction chamber 20 in the area of the partially dried feed from the electromagnetic mill node 3, a hot air stream plate 22 is installed. In the upper part of the evaporation extraction chamber, 3 cyclones 23 are installed, separating fine particles of the feed from vapors and discharging the vapors outside.

Claims

Patent claims

1. The method of drying and grinding materials, especially lignite and hard coal, consisting in supplying the feed to an electromagnetic mill in the first stage,

PL 228 605 B1, in which the feed is regrind and its initial drying, characterized in that in the second essential stage of drying, the feed from the electromagnetic mill (3) is poured onto the plate of the vibrating conveyor (10), installed in a vacuum discharge chamber, heated with hot flue gases. evaporation (20).

2. The method according to p. A method according to claim 1, characterized in that the lignite ground in an electromagnetic mill (3) with a moisture content of about 50-60% by mass, preferably 50% by mass, is dried in two stages - initially in an electromagnetic mill (3), where the heat carrier is heated in counter-current with the heating exhaust gases. the plate of the vibrating conveyor (10), air with a temperature of 80-110 ° C, preferably 105 ° C and a flux density> 0.15 kg / m ² s, reaching a coal humidity of about 20-30% by weight, and then, in the second stage, coal is dried on the plate of the vibrating conveyor (10) installed in the vacuum evaporation receiving chamber (20) on the diaphragm-heated flue gas at the temperature, preferably 120 ° C, and the flux density> 0.2 kg / m ^{2 s.}

3. A device for drying and grinding materials, especially lignite and hard coal, characterized in that it has a vibrating conveyor (10) installed in the vapor collection chamber (20), constituting a two-part box (12), the upper space of which has alternating partitions that equalize the upper temperature fields working surface of the vibrating conveyor (10).

4. The device according to claim 1 The method of claim 3, characterized in that the lower outer surface and the side surfaces of the upper working surface of the heating surface of the vibrating conveyor (10) and the outer surface of the vapor receiving chamber (20) are thermally insulated (19).

5. The device according to claim 1 3. The method of claim 3, characterized in that at least 3 cyclones (23) are installed in the upper part of the evaporation removal chamber (20), and inside the vacuum evaporation receiving chamber in the area of the electromagnetic mill feed chute (3) onto the vibrating conveyor (10), hot air jet plate (22).

6. The device according to claim 1 5, characterized in that a damper (7) is installed in the outlet pipe of the working chamber (5) of the electromagnetic mill (5) to protect the outlet of the grinding media (6) from the operating zone of the electromagnetic mill (3) after turning off the feed and the power supply of the eddy magnetic field inductor ( 4).