專利名稱：褐煤振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)工藝及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤炭加工與潔凈工藝及系統(tǒng)，特別是一種褐煤振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)工藝及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能源與環(huán)境是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。2020年，煤炭在國(guó)家能源構(gòu)成中仍將在60%左右。2050年，煤炭在我國(guó)一次能源中的比例仍將占到50%左右。在中國(guó)目前已探明的褐煤保有儲(chǔ)量中，以內(nèi)蒙古東北地區(qū)最多，約占全國(guó)褐煤保有儲(chǔ)量的3/4 ；以云南省為主的西南地區(qū)的褐煤儲(chǔ)量約占全國(guó)的1/5。褐煤是煤化程度最低的煤種，其主要特點(diǎn)是水分含量高達(dá)30°/Γ50%，氧含量高達(dá)15°/Γ30%，高揮發(fā)份含量約50%，熱值低約為14MJ/kg，低灰熔點(diǎn)、孔隙度大、含有不同數(shù)量的腐植酸，化學(xué)反應(yīng)性強(qiáng)，熱穩(wěn)定性差等特點(diǎn)，限制了褐煤的有效利用。研究結(jié)果表明，褐煤經(jīng)脫灰脫水提質(zhì)加工后，其成分和性質(zhì)趨近于煙煤，將更有利于利用、運(yùn)輸和貯存，有著重要的環(huán)境經(jīng)濟(jì)價(jià)值?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)國(guó)外已開發(fā)了多種脫水提質(zhì)工藝，主要分為蒸發(fā)脫水和非蒸發(fā)脫水兩類。目前的蒸發(fā)脫水技術(shù)一般利用煙道氣或其它余熱氣體為干燥介質(zhì)，與褐煤直接接觸對(duì)其加熱使煤中水分蒸發(fā)干燥，由此帶來褐煤易粉碎，產(chǎn)品塊煤較低；因水分以氣態(tài)形式移除，需吸收汽化潛熱，能耗高；因在常壓低溫下進(jìn)行，不能永久的改變煤的結(jié)構(gòu)，一旦處于潮濕環(huán)境中還會(huì)迅速吸水，不利于存放、長(zhǎng)距離運(yùn)輸、后期利用與加工。非蒸發(fā)脫水技術(shù)將褐煤中水分以液態(tài)形式移除，通過高溫高壓蒸汽(或熱油)改變褐煤的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)，使之轉(zhuǎn)變成為類似煙煤的脫水提質(zhì)方法，具有廣闊的發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳伴_發(fā)的非蒸發(fā)脫水技術(shù)比較成熟的是德國(guó)多特蒙德大學(xué)Strauss等提出的熱壓脫水工藝(MTE)是較為成熟的非蒸發(fā)脫水技術(shù)，但依然存在需要較高的溫度和壓力；熱壓脫水所需的作用時(shí)間 較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低；壓力在煤料軸向分布不均，成型的煤塊中部易發(fā)生橫向斷裂等缺點(diǎn)。總體上看，受條件、技術(shù)、材料和經(jīng)濟(jì)等諸多因素的影響，節(jié)能高效的褐煤脫水工藝還需進(jìn)一步發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種褐煤振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)工藝及系統(tǒng)，即在褐煤提質(zhì)脫水的同時(shí)對(duì)褐煤進(jìn)行成型，解決現(xiàn)存熱壓脫水壓力分布不均及褐煤提質(zhì)脫水后易復(fù)吸的問題。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:該褐煤振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)包括工藝和裝置；提質(zhì)工藝步驟如下:A)原煤倉中的褐煤經(jīng)過風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置破碎至3_以下送至煤粉倉，經(jīng)布料裝置將褐煤送入振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置，預(yù)熱后密閉；B)向振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置內(nèi)通入蒸汽，加熱褐煤至工藝溫度，溫度為15(T220°C，壓力為5 12MPa ;蒸汽發(fā)生裝置產(chǎn)生的蒸汽與煤料直接接觸加熱，的蒸汽來自于鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，對(duì)褐煤進(jìn)行振動(dòng)熱壓脫水、成型，成型靜壓力為5 12MPa ;振動(dòng)激振力大小、頻率可調(diào)節(jié)；C)脫水、成型后脫模，待型煤冷卻后，送入成品倉，冷卻時(shí)產(chǎn)生的煤粉送回布料裝置；D)煤料脫水成型后作為提質(zhì)褐煤利用，脫除的水分經(jīng)預(yù)熱煤料利用預(yù)熱后處理排放。裝置包括:原煤倉、風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置、煤粉倉、布料裝置、振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置、三通閥、廢水凈化系統(tǒng)、蒸汽開關(guān)閥和蒸汽發(fā)生裝置；原煤倉的出料口與風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置的入料口連接，風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置的出料口通過煤粉倉和布料裝置與振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置的入料口連接，蒸汽發(fā)生裝置通過蒸汽開關(guān)閥與振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置的蒸汽入口連接，振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置的出水口通過三通閥，一端與振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置的入口連接；一端通過廢水凈化系統(tǒng)排出。有益效果，由于采用了上述方案，振動(dòng)機(jī)械熱壓脫水工藝中，在振動(dòng)一靜壓力一熱的協(xié)同作用下，褐煤可在較為溫和的工藝條件下、較短的作用時(shí)間內(nèi)高效脫除水分，并形成具有一定強(qiáng)度的煤塊，可有效防止復(fù)吸和自燃，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，且此工藝系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，工藝條件容易實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)過程安全，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。1.采用振動(dòng)壓實(shí)系統(tǒng)，煤料受到靜壓力和激振力的協(xié)同作用，可有效改善壓力在煤料內(nèi)的傳遞，使煤料所受壓力沿軸向分布更為均勻，避免成型后的煤塊因中部受到的壓力小而造成強(qiáng)度低、發(fā)生橫向斷裂；2.激振力的作用可加速褐煤的脫水、成型，縮短擠壓時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；3.采用飽和蒸汽直接加熱煤料，飽和蒸汽發(fā)生相變、釋放潛熱使其與煤料之間的換熱強(qiáng)化，換熱效率高，縮短加熱時(shí)間，且在`工業(yè)生產(chǎn)中飽和蒸汽容易獲得；4.煤受熱后煤質(zhì)表面有機(jī)官能團(tuán)性質(zhì)及煤中水的物理性能會(huì)改變，煤的表面變得更加疏水，水的粘度、密度、表面張力降低，有助于煤中水的移除；5.在機(jī)械壓力作用下，借助于擠壓及孔容的減小將水分移除，蠟質(zhì)和浙青質(zhì)物質(zhì)的熔融，也利于擠壓的進(jìn)行；6.官能團(tuán)性質(zhì)和孔結(jié)構(gòu)的改變使脫水成型后的煤塊可以有效防止復(fù)吸和自燃；7.水分以液態(tài)形式移除，無需吸收汽化潛熱，熱效率高；8.工藝條件溫和，脫水效率高:溫度15(T220°C，靜壓力5 12MPa，褐煤的含水量可減少至10%。解決現(xiàn)存熱壓脫水壓力分布不均及褐煤提質(zhì)脫水后易復(fù)吸的問題，達(dá)到了本發(fā)明的目的。


圖1為本發(fā)明的設(shè)備裝置系統(tǒng)圖。圖中:1、原煤倉；2、風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置；3、煤粉倉；4、布料裝置；5、振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置；6、三通閥；7、廢水凈化系統(tǒng)；8、蒸汽開關(guān)閥；9、蒸汽發(fā)生裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1:提質(zhì)工藝步驟如下:A)原煤倉I中的褐煤經(jīng)過風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置2破碎至3_以下送至煤粉倉3，經(jīng)布料裝置4將褐煤送入振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置5，預(yù)熱后密閉；B)向振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置5內(nèi)通入蒸汽，加熱褐煤至工藝溫度，溫度為15(T220°C，壓力為5 12MPa ;蒸汽發(fā)生裝置8產(chǎn)生的蒸汽與煤料直接接觸加熱，的蒸汽來自于鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，對(duì)褐煤進(jìn)行振動(dòng)熱壓脫水、成型，成型靜壓力為5 12MPa ;振動(dòng)激振力大小、頻率可調(diào)節(jié)；C)脫水、成型后脫模，待型煤冷卻后，送入成品倉，冷卻時(shí)產(chǎn)生的煤粉送回布料裝置4;D)煤料脫水成型后作為提質(zhì)褐煤利用，脫除的水分經(jīng)預(yù)熱煤料利用預(yù)熱后處理排放。 裝置包括:原煤倉1、風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置2、煤粉倉3、布料裝置4、振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置5、三通閥6、廢水凈化系統(tǒng)7、蒸汽開關(guān)閥8和蒸汽發(fā)生裝置9 ;原煤倉I的出料口與風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置2的入料口連接，風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置2的出料口通過煤粉倉3和布料裝置4與振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置5的入料口連接，蒸汽發(fā)生裝置9通過蒸汽開關(guān)閥8與振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置5的蒸汽入口連接，振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置5的出水口通過三通閥6，一端與振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置5的入口連接；一端通過廢水凈化系統(tǒng)7排出。將原煤倉I中的褐煤輸送到風(fēng)扇磨預(yù)干燥裝置2中破碎至3mm以下，送至煤粉倉3中，其后經(jīng)布料裝置4將煤粉裝載至振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置5中，用上一流程煤料脫除的水預(yù)熱煤粉，預(yù)熱后密閉料缸，打開蒸汽開關(guān)閥8，用蒸汽加熱褐煤至預(yù)定溫度后關(guān)閉蒸汽開關(guān)閥8，隨后進(jìn)行振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)，煤料脫水成型后作為提質(zhì)褐煤利用，脫除的水分具有較高的溫度，用于預(yù)熱下一批煤料，當(dāng)脫除的水分中雜質(zhì)過多時(shí)進(jìn)入廢水凈化系統(tǒng)7，凈化后排放。
權(quán)利要求
1.一種褐煤振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)工藝，其特征是:提質(zhì)工藝步驟如下: A)原煤倉中的褐煤經(jīng)過風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置破碎至3_以下送至煤粉倉，經(jīng)布料裝置將褐煤送入振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置，預(yù)熱后密閉； B)向振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置內(nèi)通入蒸汽，加熱褐煤至工藝溫度，溫度為15(T220°C，壓力為5 12MPa ;蒸汽發(fā)生裝置產(chǎn)生的蒸汽與煤料直接接觸加熱，的蒸汽來自于鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，對(duì)褐煤進(jìn)行振動(dòng)熱壓脫水、成型，成型靜壓力為5 12MPa ;振動(dòng)激振力大小、頻率可調(diào)節(jié); C)脫水、成型后脫模，待型煤冷卻后，送入成品倉，冷卻時(shí)產(chǎn)生的煤粉送回布料裝置； D)煤料脫水成型后作為提質(zhì)褐煤利用，脫除的水分經(jīng)預(yù)熱煤料利用預(yù)熱后處理排放。
2.一種實(shí)施褐煤振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)工藝的系統(tǒng)，其特征是:裝置包括:原煤倉、風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置、煤粉倉、布料裝置、振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置、三通閥、廢水凈化系統(tǒng)、蒸汽開關(guān)閥和蒸汽發(fā)生裝置；原煤倉的出料口與風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置的入料口連接，風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置的出料口通過煤粉倉和布料裝置與振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置的入料口連接，蒸汽發(fā)生裝置通過蒸汽開關(guān)閥與振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置的蒸汽入口連接，振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置的出水口通過三通閥，一端與振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置的入口連接；一端通過廢水凈化系統(tǒng)排出。
全文摘要
一種褐煤振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)工藝及系統(tǒng)，屬于煤炭加工與潔凈工藝及系統(tǒng)。該系統(tǒng)原煤倉的出料口與風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置的入料口連接，風(fēng)扇磨制粉預(yù)干燥裝置的出料口通過煤粉倉和布料裝置與振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置的入料口連接，蒸汽發(fā)生裝置通過蒸汽開關(guān)閥與振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置的蒸汽入口連接，振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置的出水口通過三通閥，一端與振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置的入口連接；一端通過廢水凈化系統(tǒng)排出；工藝經(jīng)風(fēng)扇磨破碎后的煤粉，輸送至振動(dòng)熱壓脫水提質(zhì)裝置中，預(yù)熱后密閉，通入蒸汽加熱煤至工藝溫度后停止，脫水、成型。褐煤可在較為溫和的工藝條件下、較短的作用時(shí)間內(nèi)高效脫除水分，并成型，防止復(fù)吸和自燃，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。
文檔編號(hào)C10L9/08GK103087796SQ201310048349
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者武建軍, 張一昕, 周國(guó)莉, 劉炯天, 萬永周, 胡雪蓮, 李霞, 李國(guó)寧, 代應(yīng)杰, 王勇, 馬江, 尚曉玲, 石鑫, 蔡志丹, 商玉坤 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)