本發(fā)明涉及煤粉制備系統(tǒng)及方法，即將碎煤磨粉、干燥制成滿足水分及粒徑要求的煤粉的系統(tǒng)及方法，屬于煤化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

煤化工行業(yè)中粉煤氣化、煤直接液化工藝對煤粉的含水量、煤粉粒度分布均有嚴(yán)格的要求。因此，需要開發(fā)煤粉制備系統(tǒng)及方法，以使獲得的煤粉滿足工藝要求。

cn100486711c中公開了一種磨煤和干燥工藝方法，該案將碎煤倉中的碎煤和經(jīng)熱風(fēng)爐加熱的惰性化的干燥介質(zhì)送入磨煤機(jī)中，碎煤在被碾磨成煤粉的同時被干燥介質(zhì)干燥，合格煤粉由干燥介質(zhì)帶至煤粉袋式收集器進(jìn)行分離后通過給料及輸送設(shè)備輸送至煤粉貯倉；分離后的干燥介質(zhì)通過循環(huán)風(fēng)機(jī)加壓后，小部分經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接向大氣排放，大部分進(jìn)入熱風(fēng)爐重新加熱，循環(huán)使用，其間，在循環(huán)線路上補(bǔ)充稀釋干氣空氣其水量，補(bǔ)充惰性氣體控制器含氧量，以保證循環(huán)線路的惰性化。盡管該案能夠制備合格的煤粉，但其存在多種缺陷：

首先，該才采用熱風(fēng)爐加熱惰性化的干燥介質(zhì)，而熱風(fēng)爐使用的燃料一般為燃料氣，這就造成熱風(fēng)爐周邊電氣環(huán)境為氣體防爆，周邊電氣設(shè)備為防爆設(shè)備，從而增加了投資成本、增大了正常生產(chǎn)過程中操作危險性。同時燃料氣燃燒過程中都會產(chǎn)生水，從而增加了循環(huán)氣中的水分含量，造成循環(huán)線路上放空氣量增加，干燥空氣和惰性氣體補(bǔ)充量增加。

其次，該案煤粉制備系統(tǒng)中補(bǔ)充的干燥空氣在冬季時與循環(huán)氣溫度差異較大，在干燥空氣補(bǔ)充至循環(huán)管線上時，由于干燥空氣溫度過低使循環(huán)氣局部析出水分，影響循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

再者，該案煤粉制備系統(tǒng)中，惰性氣體全部進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)行干燥并輸送合格煤粉至煤粉收集器。在碎煤水分含量波動時，循環(huán)系統(tǒng)需調(diào)整大氣排放量、干燥空氣補(bǔ)充量、惰性氣體補(bǔ)充量及熱風(fēng)爐負(fù)荷，能耗較大。

因此，本領(lǐng)域有必要開發(fā)新的煤粉制備系統(tǒng)及工藝以解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)實(shí)需要，本發(fā)明的主要目的在于提供一種煤粉制備系統(tǒng)，利于該系統(tǒng)能夠在節(jié)能、安全、清潔的條件下制備合格的煤粉。

本發(fā)明的另一目的在于提供利于前述煤粉制備系統(tǒng)的方法。

為此，一方面，本發(fā)明提供一種煤粉制備系統(tǒng)，其包括磨煤機(jī)、磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器、煤粉收集器、粉煤貯倉及循環(huán)風(fēng)機(jī)；

所述磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器為蒸氣換熱器；

所述煤粉收集器為氣固分離器；

所述磨煤機(jī)設(shè)有煤粉進(jìn)口、循環(huán)氣入口及循環(huán)氣出口；所述循環(huán)氣出口通過管路連接在所述煤粉收集器的物料進(jìn)口，所述煤粉收集器的固體出口通過管路與所述煤粉貯倉相連；所述煤粉收集器的氣體出口通過管路與所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口相連，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的出氣口通過管路與所述磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器的進(jìn)氣口相連，所述磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器的出氣管路分兩路，其中一路與所述磨煤機(jī)的循環(huán)氣入口相連，另一路連接在所述磨煤機(jī)與所述煤粉收集器之間的連接管路上；

在所述循環(huán)風(fēng)機(jī)與所述磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器之間的連接管路上分別連接有安全放空管路、惰性氣體補(bǔ)給管路及壓縮空氣補(bǔ)給管路，所述安全放空管路的連接點(diǎn)位于惰性氣體補(bǔ)給管路及壓縮空氣補(bǔ)給管路之前；所述安全放空管路上設(shè)有調(diào)節(jié)閥。

作為本發(fā)明前述煤粉制備系統(tǒng)的一具體實(shí)施方式，其還可以包括空氣預(yù)熱器和/或惰性氣體預(yù)熱器，所述惰性氣體預(yù)熱器設(shè)在所述惰性氣體補(bǔ)給管路上；所述空氣預(yù)熱器設(shè)在所述壓縮空氣補(bǔ)給管路上。

作為本發(fā)明前述煤粉制備系統(tǒng)的一具體實(shí)施方式，所述煤粉制備系統(tǒng)還可設(shè)有在線露點(diǎn)分析儀。

作為本發(fā)明前述煤粉制備系統(tǒng)的一具體實(shí)施方式，所述煤粉制備系統(tǒng)還可設(shè)有在線氧分析儀。

作為本發(fā)明前述煤粉制備系統(tǒng)的一具體實(shí)施方式，所述煤粉制備系統(tǒng)還可包括向所述磨煤機(jī)供煤的碎煤倉及稱重給煤機(jī)。

作為本發(fā)明前述煤粉制備系統(tǒng)的一具體實(shí)施方式，所述煤粉制備系統(tǒng)還可包括旋轉(zhuǎn)給料器及纖維分離器，所述旋轉(zhuǎn)給料器的進(jìn)料口通過管路與所述煤粉收集器的固體出口相連，所述旋轉(zhuǎn)給料器的出料口通過管路與所述纖維分離器的進(jìn)料口相連，所述纖維分離器的出料口與所述粉煤貯倉相連。

作為本發(fā)明前述煤粉制備系統(tǒng)的一具體實(shí)施方式，所述空氣預(yù)熱器為電加熱器。

作為本發(fā)明前述煤粉制備系統(tǒng)的一具體實(shí)施方式，所述惰性氣體預(yù)熱器為電加熱器。

如不沖突，本發(fā)明前述煤粉制備系統(tǒng)中的各技術(shù)特征可相互組合以獲得效果更好的煤粉制備系統(tǒng)。

另一方面，本發(fā)明提供一種煤粉制備方法，其使用前述的煤粉制備系統(tǒng)，包括如下步驟：

向所述磨煤機(jī)供給碎煤，同時使經(jīng)所述磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器加熱的循環(huán)氣分為兩路，其中一路進(jìn)入所述磨煤機(jī)，為主路循環(huán)氣；另一路進(jìn)入連接在所述磨煤機(jī)與所述煤粉收集器的連接管路上，為旁路循環(huán)氣；所述碎煤在磨煤機(jī)中被研磨成煤粉且被進(jìn)入的主路循環(huán)氣干燥，合格的煤粉由主路循環(huán)氣送出所述磨煤機(jī)，且在旁路循環(huán)氣共同攜帶下輸送至所述煤粉收集器；經(jīng)所述煤粉收集器分離后，所得煤粉進(jìn)入所述粉煤貯倉，所得循環(huán)氣被所述循環(huán)風(fēng)機(jī)增壓后，小部分經(jīng)調(diào)節(jié)閥控制放空，大部分循環(huán)氣在依次補(bǔ)充壓縮空氣和惰性氣體后進(jìn)入所述磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器進(jìn)行加熱；所述磨煤機(jī)、煤粉收集器、磨煤機(jī)至煤粉收集器之間的管道均在負(fù)壓工況下運(yùn)行。

選擇性地，經(jīng)碎煤倉和稱重給煤機(jī)向所述磨煤機(jī)供給碎煤。

選擇性地，經(jīng)所述煤粉收集器分離所得的煤粉經(jīng)旋轉(zhuǎn)給料器進(jìn)入纖維分離器，在纖維分離器中分離出纖維雜物后再進(jìn)入所述粉煤貯倉進(jìn)行貯存。

選擇性地，經(jīng)空氣預(yù)熱器將壓縮空氣預(yù)熱至20～30℃及調(diào)壓后補(bǔ)充至循環(huán)氣管線。

選擇性地，經(jīng)惰性氣體預(yù)熱器將惰性氣體預(yù)熱至20～30℃及調(diào)壓后補(bǔ)充至循環(huán)氣管線。

作為本發(fā)明前述煤粉制備方法的一具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)將循環(huán)氣增壓至2～5kpa。

作為本發(fā)明前述煤粉制備方法的一具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述旁路循環(huán)氣的氣量為主路循環(huán)氣氣量的6％～15％；

作為本發(fā)明前述煤粉制備方法的一具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，經(jīng)安全放空管路放空的循環(huán)氣占循環(huán)氣總量的10％～25％。

作為本發(fā)明前述煤粉制備方法的一具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，經(jīng)所述磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器加熱后的循環(huán)氣，其溫度為115～200℃，壓力為1～3kpa，主路循環(huán)氣及旁路循環(huán)氣的溫度均為115～200℃，壓力均為1～3kpa；主路循環(huán)氣與旁路循環(huán)氣合并后溫度為100～110℃，壓力為-3至-6kpa。

作為本發(fā)明前述煤粉制備方法的一具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，采用壓力0.35～0.5mpa的蒸汽對磨煤機(jī)、煤粉收集器、旋轉(zhuǎn)給料器、纖維分離器、煤粉貯倉以及以上設(shè)備之間的管道進(jìn)行伴熱。

作為本發(fā)明前述煤粉制備方法的一具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，經(jīng)所述煤粉收集器分離后的煤粉的溫度為70～80℃；經(jīng)所述煤粉收集器分離后的循環(huán)氣溫度為100～107℃，壓力為-11kpa至-13kpa。

作為本發(fā)明前述煤粉制備方法的一具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，根據(jù)在線露點(diǎn)分析儀控制向循環(huán)氣管線補(bǔ)充的壓縮空氣量；該壓縮空氣優(yōu)選為清潔的干空氣。

作為本發(fā)明前述煤粉制備方法的一具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，根據(jù)在線氧分析儀控制向循環(huán)氣管線補(bǔ)入的惰性氣體的量，該惰性氣體優(yōu)選為氮?dú)夂?或二氧化碳。

作為本發(fā)明前述煤粉制備方法的一具體實(shí)施方式，更優(yōu)選地，補(bǔ)充完惰性氣體及壓縮空氣后，循環(huán)氣溫度為95～105℃，壓力為2～5kpa。

如不沖突，本發(fā)明前述煤粉制備方法中的各技術(shù)特征可相互組合以獲得效果更好的煤粉制備方法。

與現(xiàn)有煤粉制備系統(tǒng)及工藝相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明的循環(huán)氣由蒸汽通過換熱器進(jìn)行加熱，不需要引入燃料氣，換熱器周邊電氣無防爆要求，從而提高了生產(chǎn)安全性，減少了電氣設(shè)備投資。同時，循環(huán)氣在加熱過程中未引入水分，煤粉制備系統(tǒng)中循環(huán)系統(tǒng)放空只需平衡碎煤引入的水份即可，減少了循環(huán)氣的放空量，減少了惰性氣體及壓縮空氣的補(bǔ)充量，從而減少了能耗。所述磨煤機(jī)、煤粉收集器、磨煤機(jī)至煤粉收集器之間的管道都在負(fù)壓工況下運(yùn)行，避免了煤粉的泄漏，保證了生產(chǎn)場所的安全及清潔。

(2)所述磨煤機(jī)、煤粉收集器、煤粉收集器、纖維分離器、煤粉貯倉以及各設(shè)備之間的管道可均由0.35～0.5mpa低壓蒸汽伴熱，保證煤粉溫度能夠保持在70～80℃之間，保證煤粉具有良好的流動性。

(3)壓縮空氣可在空氣預(yù)熱器中加熱至20～30℃，經(jīng)過調(diào)壓注入循環(huán)氣管線；惰性氣體在惰性氣體預(yù)熱器中加熱至20～30℃，經(jīng)過調(diào)壓進(jìn)入循環(huán)氣管線。這樣避免了壓縮空氣和惰性氣體在進(jìn)入循環(huán)氣過程中由于溫度過低使循環(huán)氣局部析出水分，確保循環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，這在北方冬天尤其明顯。

(4)循環(huán)氣在循環(huán)氣加熱器加熱至115～200℃后分為兩路：主路進(jìn)入磨煤機(jī)，旁路補(bǔ)充進(jìn)磨煤機(jī)出口主路循環(huán)氣管線中，磨煤機(jī)旁路循環(huán)氣不參與磨煤機(jī)中碎煤的研磨、破碎及干燥，在磨煤機(jī)出口處補(bǔ)充進(jìn)主路循環(huán)氣中，即保證了循環(huán)氣對煤粉的輸送能力，又保證了在輸送過程中循環(huán)氣的溫度始終高于循環(huán)氣露點(diǎn)25～40℃，不會結(jié)露，同時還降低了能耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的煤粉制備系統(tǒng)的示意圖，圖中標(biāo)出了物料的流動方向，圖中標(biāo)號具有如下意義：

1：磨煤機(jī)；2：煤粉收集器；3：旋轉(zhuǎn)給料器；4：纖維分離器；5：粉煤貯倉；6：稱重給煤機(jī)；7：磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器；8：惰性氣體預(yù)熱器；9：循環(huán)風(fēng)機(jī)；10：空氣預(yù)熱器。

具體實(shí)施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，應(yīng)理解這些實(shí)例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中，各原始試劑材料均可商購獲得，未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法為所屬領(lǐng)域熟知的常規(guī)方法和常規(guī)條件，或按照儀器制造商所建議的條件。

實(shí)施例1

請參見圖1，其為本實(shí)施例提供的煤粉制備系統(tǒng)的示意圖，圖中標(biāo)出了物料的流動方向，該煤粉制備系統(tǒng)包括碎煤倉、稱重給煤機(jī)6、磨煤機(jī)1、磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器7、煤粉收集器2、旋轉(zhuǎn)給料器3、纖維分離器粉4、煤貯倉5、循環(huán)風(fēng)機(jī)9、空氣預(yù)熱器10及惰性氣體預(yù)熱器8；所述磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器7為蒸氣換熱器；所述煤粉收集器2為氣固分離器；所述空氣預(yù)熱器為電加熱器；所述惰性氣體預(yù)熱器為電加熱器；

所述磨煤機(jī)1設(shè)有煤粉進(jìn)口、循環(huán)氣入口及循環(huán)氣出口；所述循環(huán)氣出口通過管路連接在所述煤粉收集器2的物料進(jìn)口，所述煤粉收集器2的固體出口通過管路與所述煤粉貯倉相連；所述煤粉收集器的氣體出口通管路與所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口相連，所述旋轉(zhuǎn)給料器3的進(jìn)料口相連，所述旋轉(zhuǎn)給料器3的出料口通過管路與所述纖維分離器4的進(jìn)料口相連，所述述纖維分離器4的出料口通過管路與所述粉煤貯倉4相連；所述煤粉收集器2的氣體出口通管路與所述循環(huán)風(fēng)機(jī)9的進(jìn)氣口相連，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)9的出氣口通過管路與所述磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器7的進(jìn)氣口相連，所述磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器7的出氣管路分兩路，其中一路與所述磨煤機(jī)1的循環(huán)氣入口相連，另一路連接在所述磨煤機(jī)1與所述煤粉收集器2的連接管路上；在所述循環(huán)風(fēng)機(jī)9與所述磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器7之間的連接管路上分別連接有安全放空管路、惰性氣體補(bǔ)給管路及壓縮空氣補(bǔ)給管路，所述安全放空管路的連接點(diǎn)位于惰性氣體補(bǔ)給管路及壓縮空氣補(bǔ)給管路之前；所述安全放空管路上設(shè)有調(diào)節(jié)閥；

所述惰性氣體預(yù)熱器8設(shè)在所述惰性氣體補(bǔ)給管路上；所述空氣預(yù)熱器10設(shè)在所述壓縮空氣補(bǔ)給管路上；

所述煤粉制備系統(tǒng)還可設(shè)有在線露點(diǎn)分析儀及在線氧分析儀(圖中未示出)；

應(yīng)工藝需要，需制備粒度和水分有如下要求的煤粉：粒度＞1000μm的煤粉質(zhì)量≤10％；粒度介于400～500μm之間的煤粉質(zhì)量占50％；粒度＜20μm的煤粉質(zhì)量≤10％；且含水量≤8.5％，本發(fā)明按下述方法制備該煤粉：

將粒徑≤30mm的碎煤經(jīng)過所述稱重給煤機(jī)6計(jì)量進(jìn)入所述磨煤機(jī)1；同時經(jīng)過所述磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器7的溫度為140～150℃，壓力為2kpa的主路循環(huán)氣也進(jìn)入所述磨煤機(jī)1，在所述磨煤機(jī)1中，碎煤被破碎、研磨、干燥、分離，合格的煤粉由主路循環(huán)氣攜帶出所述磨煤機(jī)，在所述磨煤機(jī)1出口，主路循環(huán)氣溫度為100～110℃，壓力為-3至-6kpa；露點(diǎn)溫度為60～65℃。在磨煤機(jī)出口補(bǔ)充進(jìn)占主循環(huán)氣氣量8％～11％的旁路循環(huán)氣后，主、旁路循環(huán)氣一起輸送煤粉至所述煤粉收集器2，其中旁路循環(huán)氣溫度為140～150℃，壓力為1～3kpa；主路循環(huán)氣與旁路循環(huán)氣合并后溫度為100～110℃，壓力為-3至-6kpa。

在所述煤粉收集器2中，煤粉與循環(huán)氣進(jìn)行分離；分離后的煤粉溫度為70～80℃，煤粉以重力流形式經(jīng)過所述旋轉(zhuǎn)給料器3進(jìn)入所述纖維分離器4，在所述纖維分離器4中去除纖維類雜物后進(jìn)入所述煤粉貯倉5貯存；

所述磨煤機(jī)1、煤粉收集器2、旋轉(zhuǎn)給料器3、纖維分離器4、煤粉貯倉5以及以上設(shè)備之間的煤粉管道均由0.35～0.5mpa低壓蒸汽進(jìn)行伴熱。

分離后的循環(huán)氣進(jìn)入所述循環(huán)風(fēng)機(jī)9增壓至2～5kpa。循環(huán)氣在所述循環(huán)風(fēng)機(jī)9增壓之后放空約占循環(huán)氣總流量10％～25％的循環(huán)氣，放空后的循環(huán)氣依次補(bǔ)充進(jìn)氮?dú)?、壓縮空氣。氮?dú)饨?jīng)過所述惰性氣體預(yù)熱器8加熱至20～30℃，經(jīng)過調(diào)壓后補(bǔ)充進(jìn)循環(huán)氣管線，保證循環(huán)系統(tǒng)的氧含量不高于8％，壓縮空氣經(jīng)過所述空氣預(yù)熱器10加熱至20～30℃，經(jīng)過調(diào)壓后補(bǔ)充進(jìn)循環(huán)氣管線，控制循環(huán)系統(tǒng)中的水含量；補(bǔ)充完氮?dú)饧皦嚎s空氣后，循環(huán)氣溫度為95～105℃，壓力為2～5kpa，循環(huán)氣進(jìn)入所述磨煤機(jī)循環(huán)氣加熱器7加熱(可采用3.5～4.0mpa中壓蒸汽)至140～150℃，然后分為兩路：主路進(jìn)入所述磨煤機(jī)1，旁路補(bǔ)充進(jìn)磨煤機(jī)出口主路循環(huán)氣管線中，旁路循環(huán)氣氣量占主路循環(huán)氣氣量的8％～11％。

經(jīng)上述煤粉制備系統(tǒng)及方法制備得到的煤粉：粒度＞1000μm的煤粉質(zhì)量≤10％；粒度介于400～500μm之間的煤粉質(zhì)量占50％；粒度＜20μm的煤粉質(zhì)量≤10％；且含水量≤8.5％。

最后說明的是：以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的實(shí)施過程和特點(diǎn)，而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)中。