PL230124B1 - Zintegrowana aparatura susząca i sortująca na sucho do wzbogacania surowego węgla oraz sposób wzbogacania węgla - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Dziedzina techniki

Wynalazek ten dotyczy sortowania materiałów, a zwłaszcza zintegrowanej aparatury suszącej i sortującej na sucho do wzbogacania surowego węgla oraz sposobu wzbogacania węgla, które nadają się również do sortowania i wzbogacania innego materiału.

Stan techniki

Zawartość wody, zawartość popiołu i zawartość siarki są ważnymi właściwościami węgla, które mają wpływ na jakość węgla. W celu polepszenia jakości węgla trzeba usunąć z niego wodę i posort ować go. Wraz z rozwojem techniki wzbogacania węgla proces suszenia i proces sortowania węgla na sucho są szeroko stosowane i osiągnęły znaczny sukces.

Przykładowo w chińskim patencie CN 2494964Y opisana została aparatura do suszenia szlamu węglowego, która złożona jest z części suszącej ze złożem fluidalnym oraz z części będącej źródłem ciepła. W aparaturze tej fluidalna część susząca jest złożona z przenośnika węgla, kruszarki, suszarni wstępnej, podajnika ślimakowego, suszarki z płynowym złożem wrzącym, dwustopniowego oddzielacza cyklonowego oraz z przenośnika taśmowego, które są ze sobą kolejno połączone, przy czym część dostarczająca ciepło jest złożona z pieca gazów spalinowych, mieszalnika oraz zespołu pomocniczego. Ponadto w chińskim patencie CN 2889494Y opisane zostało wibracyjne urządzenie suchego oddzielacza ze złożem rozdzielającym działające na zasadzie drgań pionowych, które zawiera silnik powodujący drgania oraz elastyczne części składowe, przy czym silnik powodujący powstawanie drgań jest połączony trwale ze złożem rozdzielającym, a oś obrotu silnika powodującego powstawanie drgań jest prostopadła do pomostu płyty sitowej złoża rozdzielającego. Taki sposób rozdzielania na sucho, oparty na drganiach powietrza, wykorzystuje powietrze do wytwarzania drgających warstw powietrza w rozdzielanym materiale, a urządzenie wytwarzające drgania ma taką konstrukcję, że wywołujące drgania silniki o takich samych parametrach są zamontowane symetrycznie, a wyjściowa oś silnika powodującego drgania jest prostopadła do powierzchni roboczej złoża rozdzielania, co umożliwia, by kierunek drgań złoża rozdzielającego był zgodny z kierunkiem wyprowadzania materiału i umożliwia wchodzenie materiału w urządzenie wyładowcze krótszą drogą podczas przebiegów podnoszenia, wprawiania w drgania i rozwarstwiania materiału na złożu rozdzielającym w zależności od siły przepływu powietrza bez wykorzystywania ruchu do rzucania materiału do góry na silnik powodujący drgania.

W czasopiśmie „Journal of China Coal Society”, nr 4, 2004 opisany został proces „optymalnego badania systemu suszenia węgla”, gdzie zgodnie z wymaganym kontrolowaniem zawartości wody w surowym węglu, który ma być segregowany sposobem suchego rozdzielania materiału o dużej gęstości za pomocą powietrza w złożu fluidalnym z uwzględnianiem charakterystyki składu węgla i charakterystyki zawartości wody w cząstkach węgla wraz z ich wymiarami w zakresie od 50 mm do 6 mm, rozłożony cienką warstwą węgiel przemieszcza się szybko od końca wejściowego płyty siatkowej do jej końca wyjściowego pod wpływem działania maszyny wytwarzającej drgania, a przepływ gorącego powietrza przechodzącego przez płytę sitową i warstwy węgla od dołu do góry powoduje znaczną wymianę ciepła z cząstkami węgla tak, aby swobodna woda na powierzchni cząstek węgla mogła szybko wyparować.

W szczególności, jako skuteczna i użyteczna technika segregowania węgla i zmniejszania zawartości siarki w węglu, zintegrowany sposób segregowania szybko się rozprzestrzenił i jest szeroko stosowany dzięki swym unikatowym właściwościom, takim jak oszczędzanie źródła wody, unikanie wtórnego zanieczyszczania wody mułem, prosty proces, małe koszty inwestycyjne i małe koszty produkcji, co jest dostosowane do wymagań przedsiębiorstw węglowych w Chinach oraz zapewnia opłacalny i użyteczny sposób sortowania węgla w procesie wytwarzania węgla.

Jednakże jednym z głównych czynników, który wpływa na to, czy sposób sortowania na sucho może być wykorzystywany, jest zawartość wody w surowcu węglowym, ponieważ sposób sortowania na sucho nie może być bezpośrednio stosowany ze względu na słabą skuteczność segregacji w przypadku, gdy zawartość wody zewnętrznej węgla jest większa niż 9%. Ponadto, Chiny mają bogate zasoby lignitu, ale poważnym zagadnieniem jest grudkowanie, gdy węgiel spotyka się z wodą i dlatego konieczne jest wykorzystywanie sposobu sortowania na sucho. Jednakże głównymi czynnikami wpływającymi na rozpowszechnianie się sposobu sortowania na sucho są mały stopień metamorfizacji i duża zawartość wody.

Według innego aspektu aparatura susząca wymaga źródła ciepła o dużej wydajności i dostatecznego czasu suszenia węgla o dużej zawartości wody, przy czym możliwości przetwarzania są odwrotnie proporcjonalne do wydajności odwadniania. Aktualnie wydajność odwadniania aparatury suszącej jest

PL 230 124 B1 drastycznie ograniczona do zakresu 6-12%, ponieważ zadaniem urządzenia suszącego jest zwiększenie wydajności produkcyjnej, a kaloryczność zależna tylko od aparatury suszącej jest ograniczona. Dla porównania, koszty inwestycyjne i koszty produkcji aparatury suszącej przy takiej samej skali są 3-4 razy większe niż koszty sortowania na sucho.

Biorąc pod uwagę osprzęt i opłacalność, stosowanie aparatury suszącej i aparatury do sortowania na sucho prowadzi odpowiednio do sposobu sortowania na sucho, którego rozpowszechnienie jest utrudniane przez ograniczenia powodowane przez jakość surowca węglowego i trudności z akceptacją tego sposobu przez inwestorów ze względu na ograniczenia dużej inwestycji. Nie ma jeszcze skutecznych środków rozwiązania powyższych problemów przy aktualnej technice w kraju i za granicą.

Ponadto powszechnie wiadomo, że Chiny są dużym krajem wydobywającym i zużywającym węgiel, przy czym węgiel służy do wytwarzania 75% zużywanej energii. Duża ilość węgla jest przetwarzana w energię elektryczną wspomagającą rozbudowę krajowej gospodarki. W odniesieniu do 1325 milionów ton węgla wydobytego w 1997 roku, 523 miliony ton surowego węgla wykorzystano do wytwarzania energii elektrycznej, to znaczy opalane węglem zakłady energetyczne jako najwięksi konsumenci węgla zużywają 39,5% krajowego wydobycia węgla. Sytuacja polegająca na tym, że wytwarzanie energii elektrycznej jest zależne od węgla jako głównego źródła energii, istnieje również w wielu krajach rozwiniętych. Przykładowo w Stanach Zjednoczonych, będących głównym krajem wytwarzającym energię elektryczną i wydobywającym węgiel, 86-89% całkowitego krajowego wydobycia węgla zużywane jest w elektrowniach. Inwestycje podstawowe, działania gospodarcze i wpływ na środowisko elektrowni opalanych węglem związane są zatem w dużym stopniu z jakością węgla. Płatności za węgiel stanowią 80% kosztów wytwarzania energii cieplnej. Dlatego polepszenie jakości węgla ma istotny wpływ na zakłady energetyczne opalane węglem.

Pożądane jest zatem opracowanie aparatury i sposobu służących do polepszania jakości węgla, które mogą rozwiązać wymienione wyżej problemy i spełnić wymagania kraju i przemysłu odnośnie zrównoważonego rozwoju, ochrony środowiska i oszczędności energii.

Istota wynalazku

Na podstawie długotrwałego rozwoju technicznego i badań opracowano według przedmiotowego wynalazku sposób oraz zintegrowaną aparaturę suszącą i sortującą dla polepszania jakości surowego węgla, które mogą zlikwidować wady związane odpowiednio z suszeniem i sortowaniem na sucho oraz zrealizować zarówno podział pomiędzy aparaturami o takim samym działaniu, jak i odzyskiwanie energii zawartej w produkcie ubocznym (takim jak skała płonna) wytworzonym podczas segregacji węgla, w połączonej operacji suszenia i sortowania na sucho.

Według pierwszego aspektu przedmiotowego wynalazku obejmuje on zintegrowaną aparaturę do suszenia i sortowania na sucho w celu polepszenia jakości surowego węgla, zawierającą układ doprowadzania węgla, układ gorącego powietrza, układ suszenia, układ odpylania i odprowadzania oraz układ sortowania na sucho, charakteryzującą się tym, że układ doprowadzania węgla jest podzielony na dwie części, to znaczy doprowadzanie suchego surowego węgla oraz doprowadzanie węgla do pieca wytwarzającego gorące powietrze, przy czym układ doprowadzania węgla doprowadza surowy węgiel do układu wytwarzania gorącego powietrza i układu suszenia odpowiednio za pomocą przenośnika surowego węgla; przy czym układ gorącego powietrza jest stanowiącą źródło ciepła częścią układu suszenia i zawiera piec wytwarzający gorące powietrze, osadową komorę i pierwszą główną dmuchawę; przy czym układ gorącego powietrza doprowadza gorące powietrze o pewnej temperaturze sprężone przez pierwszą główną dmuchawę do układu suszenia, a gorące powietrze o pewnej temperaturze jest tworzone przez usuwanie iskier ze spalin wytworzonych w piecu wytwarzającym gorące powietrze, kiedy przechodzą one przez osadową komorę, a następnie mieszanie przetworzonych spalin z zimnym powietrzem; a wylot powietrza pierwszej głównej dmuchawy wytwarzającej ciąg jest dołączony do dolnej części suszarki w układzie suszenia; gdzie układ suszenia jest skonfigurowany w celu suszenia i odwadniania surowego węgla oraz w celu zmniejszenia zawartości wody w surowym węglu, przy czym wysuszone produkty węglowe są przenoszone do układu sortowania na sucho przez przenośnik wysuszonego produktu; oraz układ odpylania i odprowadzania przeznaczony do zawracania do obiegu drobnych cząstek pyłu węglowego, zawierający odpylacz i dmuchawę wylotową, włączony pomiędzy układ suszenia oraz układ sortowania; przy czym dmuchawa wylotowa zawiera dmuchawę wytwarzającą ciąg i wylotową rurę; a ponadto układ sortowania na sucho zawiera suchy separator (12), dmuchawę obiegową i odpylacz cyklonowy i jest przeznaczony do sortowania wysuszonego surowego węgla na węgiel drobnoziarnisty, węgiel średni oraz skałę płonną.

PL 230 124 B1

Korzystnie, temperatura wymienionego gorącego powietrza przy usuwaniu iskier ze spalin wytworzonych w piecu wytwarzającym gorące powietrze podczas przechodzenia przez osadową komorę i następnie mieszania przetworzonych spalin z zimnym powietrzem wynosi w przybliżeniu 50-280°C.

Korzystnie, temperatura wymienionego gorącego powietrza wytworzonego przez mieszanie z zimnym powietrzem wynosi w przybliżeniu 250°C.

Korzystnie, przenośnik surowego węgla jest przenośnikiem taśmowym surowego węgla, a przenośnik wysuszonego produktu jest przenośnikiem taśmowym wysuszonych produktów.

Korzystnie, podstawowym wyposażeniem układów suszenia jest wibracyjna suszarka z mieszanym przepływem.

Korzystnie, suchy separator układu sortowania na sucho stanowi złożony suchy separator.

Korzystnie, piecem wytwarzającym gorące powietrze jest wytwarzający gorące powietrze piec typu łańcuchowego lub wytwarzający gorące powietrze piec wykorzystujący wrzenie.

Według drugiego aspektu przedmiotowego wynalazku opracowano zintegrowany sposób suszenia i sortowania na sucho w celu polepszenia jakości surowego węgla przy użyciu zintegrowanej suszącej i segregującej w stanie suchym aparatury do polepszania jakości surowego węgla, obejmujący następujące etapy:

1) doprowadzanie węgla do suszenia i węgla do pieca wytwarzającego gorące powietrze przy wykorzystaniu systemu doprowadzania węgla; przy czym piec wytwarzający gorące powietrze jest piecem typu łańcuchowego wytwarzającym gorące powietrze albo piecem wytwarzającym gorące powietrze wykorzystującym wrzenie; przy czym surowy węgiel jest bezpośrednio wykorzystywany jako paliwo w wytwarzającym gorące powietrze piecu typu łańcuchowego, kiedy dolna wartość opałowa surowego węgla jest większa niż 16000 kJ/kg, mianowicie większa niż 3822 kcal/kg; przy czym wytwarzający gorące powietrze piec wykorzystujący wrzenie jest zastosowany jako wytwarzający gorące powietrze piec układu doprowadzania węgla, kiedy dolna wartość opałowa surowego węgla jest mniejsza niż 16000 kJ/kg;

2) doprowadzanie gorącego powietrza o temperaturze 150-280°C, sprężonego przez pierwszą główną dmuchawę, do dolnej części suszarni w systemie suszenia przy wykorzystywaniu systemu gorącego powietrza, przy czym to gorące powietrze wytwarzane jest przy usuwaniu iskier ze spalin wytwarzanych w piecu wytwarzającym gorące powietrze przy przechodzeniu przez osadową komorę, a następnie mieszanie tak obrobionych spalin z zimnym powietrzem;

3) stosowanie systemu suszącego do suszenia surowego węgla: system suszący wykorzystuje suszarnię o mieszanym działaniu przepływowo-wibracyjnym, przy czym przepływ węgla przechodzi przez wielowarstwowe złoże wibracyjne od góry do dołu i dopływa do wylotu węgla, a gorące powietrze przechodzi przez wielowarstwowe złoże wibracyjne i jest wyprowadzane przez górny wylot, zaś makroprzepływ pomiędzy przepływem węgla a gorącym powietrzem jest przeciwprzepływem, to znaczy w suszarni istnieje zarówno pionowy przepływ poprzeczny, jak i poziomy przeciwprzepływ pomiędzy węglem a gorącym powietrzem;

4) stosowanie systemu odpylania i odprowadzania w celu usuwania pyłu: system odpylania i odprowadzania jest złożony z odpylacza i dmuchawy wylotowej, przy czym odpylacz oddziela pył węglowy od gazu wylotowego, a oddzielony pył węglowy zostaje wprowadzony do węglowego produktu, zaś obrobiony, oczyszczony gaz wylotowy jest usuwany przez dmuchawę wylotową;

5) wykorzystywanie systemu sortowania na sucho do sortowania wysuszonego surowego węgla na węgiel drobnoziarnisty, węgiel średni i skałę płonną, przy czym węgiel drobnoziarnisty może być sprzedawany jako produkt węglowy, węgiel średni może być albo wprowadzany do węgla drobnoziarnistego z przeznaczeniem do sprzedania jako produkt węglowy, albo też jest zawracany do wlotu węgla w celu ponownego sortowania, przy czym część skały płonnej jest wykorzystywana jako paliwo w piecu wytwarzającym gorące powietrze z wykorzystaniem zjawiska wrzenia, a pozostała część jest usuwana jako materiał odpadowy.

Przez stosowanie takiej zintegrowanej aparatury do suszenia i sortowania na sucho w celu polepszania jakości surowego węgla oraz odpowiadającego mu sposobu według przedmiotowego wynalazku przezwyciężane są wady powodowane odpowiednio przez stosowanie aparatury suszącej lub aparatury do sortowania na sucho. Sposób sortowania na sucho oraz proces suszenia nie tylko są połączone organicznie w celu wykorzystania ich odpowiednich zalet, ale również rozszerzony jest zakres zastosowania aparatury w połączeniu ze zmniejszeniem koszów inwestycyjnych i kosztów produkcji, co ułatwia rozpowszechnienie i szersze wykorzystanie tej techniki polepszania jakości węgla, a ponadto unika się znacznego zużycia energii.

PL 230 124 B1

Opis figur rysunku

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w sposób schematyczny aparaturę do suszenia i sortowania na sucho, zaś fig. 2 - sposób suszenia i sortowania na sucho. Jeśli chodzi o poniższe szczegółowe przykłady realizacji, jeżeli nie zaznaczono inaczej, części składowe i zastosowane sposoby są konwencjonalne, a istniejące powiązania pomiędzy różnymi konwencjonalnymi częściami składowymi są również konwencjonalne.

Przykład wykonania wynalazku

Na fig. 1 przedstawiona jest schematycznie aparatura do suszenia i sortowania na sucho w celu polepszenia jakości surowego węgla według technicznego rozwiązania przedmiotowego wynalazku; a na fig. 2 przedstawiony jest modułowy schemat przebiegu procesu przeprowadzanego według zintegrowanego sposobu suszenia i sortowania na sucho w celu polepszenia jakości surowego węgla według technicznego rozwiązania przedmiotowego wynalazku, przy czym:

1: piec wytwarzający gorące powietrze;

2: przenośnik taśmowy do surowego węgla;

3: osadowa komora (sedymentacyjna);

4: pierwsza główna dmuchawa;

5: suszarka;

6: przenośnik taśmowy wysuszonych produktów;

7: odpylacz;

8: dmuchawa wytwarzająca ciąg;

9: wylotowa rura;

10: druga główna dmuchawa;

11: odpylacz cyklonowy;

12: suchy separator;

13: przenośnik taśmowy drobnoziarnistego węgla;

14: przenośnik taśmowy skały płonnej;

15: przenośnik taśmowy węgla użytkowego.

Jak pokazano na fig. 1, zintegrowane aparatura do suszenia i sortowania na sucho w celu polepszania jakości surowca węglowego zawiera układ doprowadzania węgla, układ gorącego powietrza, układ suszenia, układ oddzielania i odprowadzania pyłu oraz układ sortowania na sucho. Układ doprowadzania węgla można podzielić na dwie części, to znaczy doprowadzanie suchego surowca węglowego i doprowadzanie węgla do pieca 1 wytwarzającego gorące powietrze. Taki układ doprowadzania węgla odpowiednio dostarcza surowiec węglowy do systemu gorącego powietrza i do systemu suszenia przy wykorzystaniu przenośnika surowca węglowego. Przenośnik surowca węglowego pokazany na fig. 1 jest przenośnikiem taśmowym przeznaczonym na surowy węgiel, ale można również zastosować tu przenośnik łańcuchowy lub inne konwencjonalne przenośniki materiału.

Układ gorącego powietrza jest częścią źródła ciepła układu suszenia, przy czym ten układ gorącego powietrza zawiera piec 1 wytwarzający gorące powietrze, osadową komorę 3 i pierwszą główną dmuchawę 4. Układ ten doprowadza gorące powietrze o pewnej określonej temperaturze pod ciśnieniem poprzez pierwszą główną dmuchawę 4 do układu suszenia, gdzie to gorące powietrze o pewnej temperaturze jest tworzone przez usuwanie iskier ze spalin wytwarzanych w piecu 1 tworzącym gorące powietrze, kiedy przechodzi przez osadową komorę 3, a następnie mieszanie przetworzonych spalin z zimnym powietrzem. Wylot powietrza z pierwszej głównej dmuchawy 4 jest dołączony do dolnej części suszarki 5 w układzie suszenia. Temperatura wymienionego gorącego powietrza wytwarzanego przez usuwanie iskier ze spalin wytwarzanych w piecu 1 gorącego powietrza przy przechodzeniu przez osadową komorę 3 i następnie mieszanie obrobionych spalin z zimnym powietrzem wynosi w przybliżeniu 50-280°C. Zgodnie z wymaganiami aktualnej produkcji może również być wytwarzane gorące powietrze o innej odpowiedniej temperaturze. Piec 1 wytwarzający gorące powietrze jest piecem typu łańcuchowego lub piecem z wykorzystywaniem wrzenia.

Układ suszenia służy do suszenia i odwadniania surowca węglowego oraz do zmniejszania zawartości wody w surowcu węglowym. Wysuszone produkty węglowe doprowadzane są do układu sortowania na sucho przez przenośnik wysuszonych produktów. Głównym urządzeniem układu suszącego jest mieszająca wibracyjna suszarnia przepływowa.

Przenośnik wysuszonych produktów pokazany na fig. 1 jest taśmowym przenośnikiem 6 wysuszonych produktów.

PL 230 124 B1

Układ odpylania i odprowadzania jest wykorzystywany do zawracania drobnych cząstek pyłu węglowego do obiegu. Zawiera on odpylacz 7 i dmuchawę wylotową. Układ odpylania i odprowadzania jest włączony pomiędzy układ suszenia i układ sortowania na sucho. Wymieniona dmuchawa w ylotowa złożona jest z dmuchawy 8 wytwarzającej ciąg i z wylotowej rury 9. Odpylacz 7 jest, jak pokazano na fig. 1, odpylaczem workowym.

Układ sortowania na sucho zawiera suchy separator 12, cyrkulacyjną dmuchawę oraz cyklonowy odpylacz 11 i jest wykorzystywany do segregowania suchego surowca węglowego na węgiel drobnoziarnisty, węgiel średnioziarnisty i skałę płonną. Taki suchy separator 12 w układzie sortowania na sucho jest złożonym separatorem działającym na sucho.

Poniżej zintegrowany sposób suszenia i sortowania na sucho, przeznaczony do wzbogacania surowca węglowego, opisany jest na podstawie fig. 1 i fig. 2. Na fig. 2 przedstawiony jest blokowy schemat przebiegu tego sposobu. Zintegrowany sposób suszenia i sortowania na sucho w celu polepszenia jakości surowca węglowego obejmuje następujące etapy:

1) Doprowadza się węgiel do suszenia i węgiel do pieca 1 wytwarzającego gorące powietrze przy użyciu układu zasilania węglem. Surowy węgiel niskiej jakości kruszy się i doprowadza do układu zasilania węglem. Suchy surowiec węglowy kruszy się do wielkości bryłek węgla większej niż 8 mm, ale mniejszej niż 50 mm i doprowadza się do układu suszenia za pomocą taśmowego przenośnika 2 przeznaczonego dla surowca węglowego, a sproszkowany węgiel o wielkości bryłek mniejszej niż 8 mm doprowadza się do pieca 1 wytwarzającego gorące powietrze. Piec 1 wytwarzający gorące powietrze może być piecem łańcuchowym lub piecem wykorzystującym wrzenie, przy czym surowy węgiel jest bezpośrednio wykorzystywany jako paliwo w łańcuchowym piecu 1 wytwarzającym gorące powietrze, kiedy dolna wartość opałowa surowego węgla jest większa niż 16000 kJ/kg, czyli większa niż 3822 kcal/kg. Wytwarzający powietrze piec wykorzystujący wrzenie jest wykorzystywany jako wytwarzający gorące powietrze piec 1 układu doprowadzania węgla, kiedy dolna wartość opałowa surowego węgla jest mniejsza niż 16000 kJ/kg.

2) Doprowadza się gorące powietrze o temperaturze od 150° do 280° wtłaczane przez pierwszą główną dmuchawę 4 do dolnej części suszarki 5 w układzie suszenia przy wykorzystaniu układu gorącego powietrza, przy czym gorące powietrze jest wytwarzane z usuwaniem iskier ze spalin wytwarzanych w piecu 1 wytwarzającym gorące powietrze, a następnie mieszanie tak obrobionych spalin z zimnym powietrzem. Na fig. 2 układ wytwarzania gorącego powietrza jest również nazywany układem źródła ciepła.

3) Suszy się surowy węgiel z wykorzystaniem układu suszenia: układ suszenia wykorzystuje suszarkę o mieszanym działaniu przepływowo-wibracyjnym, przepływ węgla przechodzi przez wielowarstwowe złoże wibracyjne od góry do dołu i dopływa do wylotu węgla, gorące powietrze przechodzi przez wielowarstwowe złoże wibracyjne i jest wyprowadzane poprzez górny wylot odprowadzający, przepływ makro pomiędzy przepływem węgla a gorącym powietrzem jest przeciwprzepływem, to znaczy w suszarce 5 występuje zarówno pionowy przepływ krzyżowy, jak i poziomy przepływ zwrotny pomiędzy węglem a gorącym powietrzem.

4) Usuwa się pył z zastosowaniem systemu odpylania i odprowadzania pyłu: system odpylania i odprowadzania jest złożony z odpylacza 7 i dmuchawy wylotowej 8, przy czym odpylacz oddziela pył węglowy od gazu wylotowego, a oddzielony pył węglowy zostaje wprowadzony do węglowego produktu, zaś tak obrobiony, oczyszczony gaz wylotowy jest usuwany przez dmuchawę wylotową 8.

5) Sortuje się wysuszony surowy węgiel z wykorzystaniem systemu sortowania na sucho w suchym separatorze 12 na węgiel drobnoziarnisty, węgiel średni i skałę płonną, przy czym węgiel drobnoziarnisty może być sprzedawany jako produkt węglowy, węgiel średni może być albo wprowadzany do węgla drobnoziarnistego z przeznaczeniem do sprzedania jako produkt węglowy, albo też jest zawracany do wlotu węgla w celu ponownego sortowania, przy czym część skały płonnej jest wykorzystywana jako paliwo w piecu 1 wytwarzającym gorące powietrze z wykorzystywaniem zjawiska wrzenia, a pozostała część jest usuwana jako materiał odpadowy.

Dokładniej, zalety techniczne polegają na tym, że z gorących spalin wytwarzanych w piecu 1 wytwarzającym gorące powietrze w osadowej komorze 3 usuwane są iskry, a następnie obrabiane gorące spaliny są doprowadzane do dolnej części suszarki 5 przez pierwszą główną dmuchawę 4, a wilgotny surowiec węglowy jest doprowadzany do górnej części suszarki 5 za pomocą taśmowego przenośnika 2 surowego węgla; po równomiernym wysuszeniu wilgotnego surowego materiału węglowego większość tego materiału jest wyprowadzana z dolnej części suszarki 5 przez taśmowy przenośnik 6 wysuszonego

PL 230 124 B1 produktu, podczas gdy część drobnoziarnistego materiału poruszającego się wraz z gorącym powietrzem dopływa do workowego odpylacza 7; materiał oddzielony przez workowy odpylacz 7 jest pozyskiwany jako produkt, a odpadowy gaz jest wyprowadzany przez wylotową rurę 9 poprzez dmuchawę 8 wytwarzającą ciąg. Wysuszony wyrób węglowy jest doprowadzany do suchego separatora 12 za pomocą taśmowego przenośnika 15 służącego do doprowadzania węgla, który ma być segregowany, a drobnoziarnisty węgiel i skała płonna po segregacji są odprowadzane odpowiednio przez taśmowy przenośnik 13 drobnoziarnistego węgla i przez taśmowy przenośnik 14 skały płonnej. Druga główna dmuchawa 10 wytwarza ciąg powietrza o sile wymaganej dla suchego oddzielania w suchym separatorze 12, przy czym cyklonowy odpylacz 11 jest połączony szeregowo z drugą główną dmuchawą 10, aby usuwać większe cząstki pyłu węglowego i chronić wirnik dmuchawy przed zużyciem. Odpylacz 7 typu workowego jest dołączony równolegle do cyklonowego odpylacza 11, aby zapewnić, że stężenie pyłu zawartego w gazie wyprowadzanym do atmosfery jest mniejsze niż wymaga tego norma krajowa i wciąga powietrze bezpośrednio z otoczenia suchego separatora 12, aby wytwarzać podciśnienie, tak aby polepszać wynik oddzielania w suchym separatorze 12.

Ponadto, chociaż w powyższym opisie przedstawiono optymalną konstrukcję, wynalazca zbadał i wprowadził konwencjonalne ulepszenia różnych części składowych, które mogły zapewnić dobry skutek techniczny. Przykładowo pierwsze suszenie i następnie oddzielanie na sucho nie jest tylko opcją dla łącznego przepływu roboczego w przypadku, gdy zawartość skały płonnej w surowcu węglowym jest stosunkowo duża, podczas gdy zawartość wody powierzchniowej (widoczna zawartość wody) nie jest duża, a tam, gdzie można zastosować operację oddzielania na sucho, użytkownik powinien korzystnie wybrać rozwiązanie z zastosowaniem najpierw oddzielania na sucho, a następnie suszenia.

W tych samych warunkach inwestowania zastosowanie najpierw oddzielania na sucho umożliwia usuwanie skały płonnej, a następnie suszenie. W porównaniu z rozwiązaniem, gdzie suszenie jest pierwszym etapem, wytwarzana ilość węgla wysokogatunkowego w tym rozwiązaniu może zostać zwiększona powyżej 20%. W warunkach takiej samej wydajności produkcyjnej węgla wysokogatunkowego koszt inwestycji w tym rozwiązaniu może być zmniejszony o około 30%. W przypadku, gdy zawartość wody powierzchniowej w surowcu węglowym jest zbyt duża, albo zawartość skały płonnej nie jest duża, gdzie operacji oddzielania na sucho nie można przeprowadzić bez operacji suszenia, jedynym rozwiązaniem możliwym do wybrania jest najpierw suszenie, a następnie sortowanie na sucho. Dla uproszczenia omówienia przedmiotowego wynalazku nie opisano tu innych odpowiednich materiałów, składników ani ulepszeń procesu.

Jak wspomniano powyżej, zintegrowana aparatura do suszenia i sortowania na sucho w celu polepszenia jakości surowego węgla oraz sposób służący do tego celu opisano wyraźnie w szczegółach. Ponadto fachowiec zrozumie, że różne modyfikacje w formie lub w szczegółach mogą być wprowadzane bez odchodzenia od ducha i zakresu przedmiotowego wynalazku zgodnego z załączonymi zastrzeżeniami patentowymi.

Stosowalność przemysłowa

Aparatura i sposób według przedmiotowego wynalazku nie tylko organicznie łączą sposób sortowania na sucho i proces suszenia, aby uzyskać odpowiednie korzyści, ale również rozszerzają zakres zastosowania aparatury. Przedmiotowy wynalazek wymaga mniejszych inwestycji i mniejszych kosztów produkcji, co ułatwia rozpowszechnienie wykorzystania tej technologii dla polepszania jakości węgla.

Claims (5)

1. Zintegrowana aparatura do suszenia i sortowania na sucho w celu wzbogacenia surowego węgla, zawierająca układ doprowadzania węgla, układ gorącego powietrza, układ suszenia, układ odpylania i odprowadzania oraz układ sortowania na sucho, znamienna tym, że układ doprowadzania węgla jest podzielony na dwie części, to jest na część doprowadzającą suchy surowy węgiel oraz na część doprowadzającą węgiel do pieca (1) wytwarzającego gorące powietrze, przy czym układ doprowadzania węgla doprowadza surowy węgiel do układu wytwarzania gorącego powietrza i układu suszenia odpowiednio za pomocą przenośnika (2) surowego węgla;

układ gorącego powietrza stanowi źródło ciepła będące częścią układu suszenia i obejmuje piec (1) wytwarzający gorące powietrze, osadową komorę (3) i pierwszą główną dmuchawę (4); przy czym układ gorącego powietrza doprowadza gorące powietrze o pewnej temperaturze,

PL 230 124 B1 sprężone przez pierwsze główne powietrze, do układu suszenia, przy czym to gorące powietrze o pewnej temperaturze stanowi mieszaninę zimnego powietrza i spalin z pieca (1) wytwarzającego gorące powietrze, pozbawionych iskier po przejściu przez osadową komorę (3); a wylot powietrza pierwszej dmuchawy (8) wytwarzającej ciąg jest dołączony do dolnej części suszarki (5) w układzie suszenia;

a ponadto układ suszenia jest skonfigurowany w celu suszenia i odwadniania surowego węgla oraz w celu zmniejszenia zawartości wody w surowym węglu, przy czym wysuszone produkty węglowe są przenoszone do układu sortowania na sucho przez przenośnik (6) wysuszonego produktu;

oraz układ odpylania i odprowadzania przeznaczony do zawracania do obiegu drobnych cząstek pyłu węglowego, zawierający odpylacz (7) i dmuchawę wylotową, włączony pomiędzy układ suszenia oraz układ sortowania na sucho; przy czym dmuchawa wylotowa zawiera dmuchawę (8) wytwarzającą ciąg i wylotową rurę (9);

a ponadto układ sortowania na sucho zawiera suchy separator (12), dmuchawę obiegową i odpylacz cyklonowy i jest przeznaczony do sortowania wysuszonego surowego węgla na węgiel drobnoziarnisty, węgiel średni oraz skałę płonną.

2. Aparatura według zastrz. 1, znamienna tym, że układ gorącego powietrza doprowadza gorące powietrze wytworzone przy usuwaniu iskier ze spalin wytworzonych w piecu (1) wytwarzającym gorące powietrze podczas przechodzenia przez osadową komorę (3) i następnie mieszania przetworzonych spalin z zimnym powietrzem o temperaturze w przybliżeniu 50-280°C.

3. Aparatura według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że układ gorącego powietrza doprowadza gorące powietrze wytworzone przez mieszanie z zimnym powietrzem o temperaturze w przybliżeniu 250°C.

4. Aparatura według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że przenośnik (2) surowego węgla stanowi przenośnik taśmowy, oraz przenośnik (6) wysuszonego produktu stanowi przenośnik taśmowy.

5. Aparatura według zastrz. 1, znamienna tym, że podstawowym wyposażeniem układów suszenia jest wibracyjna suszarka z mieszanym przepływem.

6. Aparatura według zastrz. 1, znamienna tym, że suchy segregator (12) układu sortowania na sucho stanowi złożony suchy segregator.

7. Aparatura według zastrz. 1, znamienna tym, że piecem (1) wytwarzającym gorące powietrze jest wytwarzający gorące powietrze piec typu łańcuchowego lub wytwarzający gorące powietrze piec wykorzystujący zjawisko wrzenia.

8. Zintegrowany sposób suszenia i sortowania na sucho w celu polepszenia jakości surowego węgla poprzez zintegrowane osuszanie i segregowanie w stanie suchym realizowany przy pomocy aparatury z zastrz. 1, przy czym sposób obejmuje następujące etapy:

1) doprowadza się węgiel do suszenia i węgiel do pieca (1) wytwarzającego gorące powietrze przy wykorzystaniu systemu doprowadzania węgla; przy czym piec (1) wytwarzający gorące powietrze jest piecem typu łańcuchowego wytwarzającym gorące powietrze albo piecem wytwarzającym gorące powietrze wykorzystującym zjawisko wrzenia; przy czym surowy węgiel jest bezpośrednio wykorzystywany jako paliwo w wytwarzającym gorące powietrze piecu typu łańcuchowego, kiedy dolna wartość opałowa surowego węgla jest większa niż 16000 kJ/kg, mianowicie większa niż 3822 kcal/kg; przy czym wytwarzający gorące powietrze piec wykorzystujący wrzenie jest zastosowany jako wytwarzający gorące powietrze piec układu doprowadzania węgla, kiedy dolna wartość opałowa surowego węgla jest mniejsza niż 16000 kJ/kg;

2) doprowadza się gorące powietrze o temperaturze 150-280°C, sprężone przez pierwszą główną dmuchawę, do dolnej części suszarki (5) w systemie suszenia przy wykorzystywaniu systemu gorącego powietrza, przy czym to gorące powietrze wytwarza się przy usuwaniu iskier ze spalin wytwarzanych w piecu (1) wytwarzającym gorące powietrze przy przechodzeniu przez osadową komorę (3), a następnie miesza tak obrobione spaliny z zimnym powietrzem;

3) suszy się surowy węgiel z wykorzystaniem układu suszenia wykorzystując suszarkę o mieszanym działaniu przepływowo-wibracyjnym, przemieszczając węgiel przez wielowarstwowe złoże wibracyjne od góry do dołu aż do wylotu węgla, a gorące powietrze przepuszcza się przez wielowarstwowe złoże wibracyjne i wyprowadza

PL 230 124 B1 poprzez górny wylot odprowadzający, przy czym przepływ makro pomiędzy przepływem węgla a gorącym powietrzem jest przeciwprzepływem, to znaczy w suszarce występuje zarówno pionowy przepływ krzyżowy, jak i poziomy przepływ zwrotny pomiędzy węglem a gorącym powietrzem;

4) usuwa się pył z zastosowaniem systemu odpylania i odprowadzania pyłu, złożonego z odpylacza (7) i dmuchawy wylotowej (8), przy czym odpylacz (7) oddziela pył węglowy od gazu wylotowego, a oddzielony pył węglowy zostaje wprowadzony do węglowego produktu, zaś obrobiony, oczyszczony gaz wylotowy jest usuwany przez dmuchawę wylotową (8);

5) sortuje się wysuszony surowy węgiel z wykorzystaniem systemu sortowania na sucho, na węgiel drobnoziarnisty, węgiel średni i skałę płonną, przy czym węgiel drobnoziarnisty może być sprzedawany jako produkt węglowy, węgiel średni może być albo wprowadzany do węgla drobnoziarnistego z przeznaczeniem do sprzedania jako produkt węglowy, albo też jest zawracany do wlotu węgla w celu ponownego sortowania, przy czym część skały płonnej jest wykorzystywana jako paliwo w piecu (1) wytwarzającym gorące powietrze z wykorzystywaniem zjawiska wrzenia, a pozostała część jest usuwana jako materiał odpadowy.