一種利用汽爆機和萃取劑的煤炭燃前脫硫的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤炭脫硫技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用汽爆機和萃取劑的煤炭燃前脫硫的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤中的硫不僅對煤的轉(zhuǎn)化加工有害，而且對環(huán)境也造成了嚴重的污染，因此，煤中硫的脫除是煤利用過程中的一個重要問題。
[0003]目前煤的脫硫技術(shù)與工藝主要分為燃前脫硫、燃中固硫和燃后脫硫。其中，燃前脫硫在脫除煤中硫分方面效率較低，因此難以滿足環(huán)保的要求。而燃中脫硫主要是在煤中添加一些固硫劑，在煤燃燒的過程，302等含硫物就被其固定在煤渣中，流化床固硫技術(shù)、型煤固硫技術(shù)、爐內(nèi)直接噴射脫硫技術(shù)等等都屬于燃中固硫。燃中固硫投資少，運行費用低，不產(chǎn)生廢氣，但燃中固硫會對爐膛的溫度有一定的限制，影響煤炭加工過程的正常運行，使得效率大大降低，并且該方法的脫硫效率也很低；燃燒后的煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)幾近成熟，燃后脫硫的方法很多，如噴霧干燥法煙氣脫硫、濕法煙氣脫硫等，不過這種脫硫的方法雖然脫硫效率比較高，但工藝過程比較復(fù)雜，投資及運行費用都比較高，且占用場地較大等等，這些不足限制了它的廣泛應(yīng)用。
[0004]綜合考慮各種方法的優(yōu)劣，目前我們采用最多的還是燃前脫硫，下面我們就主要討論一下燃前脫硫。煤的燃前脫硫的方法很多，大體上可以分為物理脫硫、化學(xué)脫硫和生物法脫硫二種。
[0005]I物理脫硫法
物理法脫硫是根據(jù)煤炭顆粒與含硫化合物在表面化學(xué)性質(zhì)、導(dǎo)電性、密度和磁性等方面的差異而去除煤中無機硫的方法。迄今為止，物理凈化法是惟一已經(jīng)工業(yè)化的煤炭凈化技術(shù)。煤炭物理凈化系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)是把產(chǎn)品與廢渣分離的分選過程。一般包括以下三個過程:即煤炭的預(yù)處理、煤的分選和產(chǎn)品的脫水。目前常用的物理脫硫法有常規(guī)洗選法、跳汰法、重介質(zhì)法、浮選等。
[0006](I)常規(guī)洗選法
這是煤中脫灰、脫硫的主要方法之一，目前已經(jīng)具有一定的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。我國是世界上唯一一個以原煤作為產(chǎn)量計量的國家，德、澳、法、日等國的原煤入選率都在90%以上，而我國只有40%左右，其中動力煤入洗率僅為7.6%，遠低于其它國家。
[0007]⑵跳汰法
它的基木原理是:煤層在脈動的液體中，由于液體周期性的上下運動，交替的收縮和膨脹，導(dǎo)致煤粒因密度按從上到下逐漸增加的順序進行分層，從而達到分選的目的。由于跳汰法適合于各種不同的原煤，具有流程簡單，投資少，設(shè)備操作和檢修維護均比較方便，處理能力強，成本低等優(yōu)點，因此跳汰法是目前應(yīng)用最廣泛的一種脫無機硫方法。
[0008]近年來，選煤生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展較快，但選煤基礎(chǔ)研宄還滿足不了生產(chǎn)的發(fā)展需要。到目前為止，煤的物理凈化技術(shù)僅能降低煤炭中灰的含量和黃鐵礦硫含量，只能脫除部分的黃鐵礦，且這種方法對脫除細粒散布的有機礦物質(zhì)并不實用，同時選煤廠排出的廢渣中包括煤巖石和煤泥，含有大量的細煤，從而造成了能源的浪費。
[0009]2微波化學(xué)脫硫法
(I)化學(xué)脫硫法
化學(xué)方法脫硫主要是利用氧化劑把硫氧化或把硫置換出來從而達脫硫的目的?；瘜W(xué)法脫硫的效率較高，能脫除大部分無機硫和相當部分的有機硫。根據(jù)所用化學(xué)試劑的種類及反應(yīng)原理的不同，可以將化學(xué)脫硫法分為:氧化法、堿處理法、熱解法、溶劑萃取法等。
[0010]多數(shù)的化學(xué)脫硫法均是在高溫高壓下進行，有的還使用不同的氧化劑，因此，操作費用和設(shè)備投資費用比較高。此外，反應(yīng)條件也比較強烈，可能導(dǎo)致煤質(zhì)發(fā)生變化。
[0011](2)微波化學(xué)脫硫法
但是采用微波化學(xué)方法脫硫，由于微波特有的加熱功能，不必在高溫高壓下進行，操作費用和設(shè)備投資費用較低，此外，反應(yīng)條件也比較弱，不會導(dǎo)致煤質(zhì)發(fā)生變化。這是我公司特有的原煤脫硫技術(shù)。
[0012]3微波高梯度磁選法
主要是使用微波使煤中的FeS2分解成FeS，在黃鐵礦的表面產(chǎn)生富鐵區(qū)，再通過具有超強度永久磁盤的高梯度磁選機，黃鐵礦顆粒就會被吸在磁筒上從而脫除煤中的硫。這一方法不僅可以脫除煤中黃鐵礦的硫，而且還具有干燥煤的優(yōu)點。
[0013]4生物脫硫法
生物脫硫是在常溫常壓下利用微生物代謝過程的氧化還原反應(yīng)達到脫硫的目的。該方法是從生物濕法冶金技術(shù)發(fā)展而來的。目前煤炭生物脫硫的基木方法有:生物浸出法、生物表面氧化處理法和生物選擇性絮凝法等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種高脫硫率的利用汽爆機和萃取劑的煤炭燃前脫硫的設(shè)備和方法。
[0015]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種利用汽爆機和萃取劑的煤炭燃前脫硫的設(shè)備，其特征在于:包括原煤混合裝置，蒸汽鍋爐，汽爆機，下料倉，真空設(shè)備，洗煤機，輸送設(shè)備和PLC智能控制器，其中真空設(shè)備包括真空泵和冷凝分水裝置，所述輸送設(shè)備包括空壓機，連接各設(shè)備的管道，以及管道上設(shè)置的原煤進料開關(guān)，蒸汽開關(guān)和下料開關(guān)；所述原煤混合裝置通過放料盤連接到汽爆機，所述蒸汽鍋爐蒸汽出口通過蒸汽管道連接汽爆機底部的進汽孔，汽爆機底部的下料孔通過下料管道連接到下料倉的上部，所述下料倉下部設(shè)有出料口，頂部設(shè)有排氣管，所述出料口連接洗煤機，所述排氣管通過排氣管道與真空泵的吸氣孔相連，所述真空泵的出氣孔通過出氣管道連接到冷凝分水裝置的頂部，冷凝分水裝置頂部設(shè)有排氣口，下部設(shè)有放水孔。
[0016]料盤連接在汽爆機上部，放料盤上開設(shè)有4~16個進料孔，相應(yīng)的，所述汽爆機內(nèi)部分為4~16個相對獨立的汽爆罐，每個汽爆罐頂部設(shè)有進料管，所述進料孔與進料管配合使用完成進料；每個汽爆罐底部分別設(shè)有進汽孔和下料孔，每個進料管、進汽孔和下料孔分別設(shè)有原煤進料開關(guān)、蒸汽開關(guān)和下料開關(guān)；各個汽爆罐的原煤進料開關(guān)、蒸汽開關(guān)和下料開關(guān)是一個由空壓機氣缸控制的連鎖裝置，可以實現(xiàn)同時鎖閉。
[0017]更優(yōu)的，所述放料盤上開設(shè)有10個進料孔，所述汽爆機內(nèi)部分為10個相對獨立的汽爆罐。
[0018]所述各個汽爆罐的下料孔連接到同一下料管道，所述下料管道直徑為240~300mm。
[0019]本發(fā)明利用汽爆機和萃取劑的煤炭燃前脫硫的方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)原煤在原煤混合裝置中與堿性萃取液充分混合，然后進入放料盤，所述放料盤的進料孔逐個輪流進料；
(2)完成進料后打開蒸汽開關(guān)開始進蒸汽，進蒸汽完成后空壓機汽缸控制原煤進料開關(guān)、蒸汽開關(guān)和下料開關(guān)同時關(guān)閉，維壓3~10min后打開下料開關(guān)開始下料；
(3)汽爆萃取處理過的原煤與蒸汽一起進入下料倉后，其中的氣體從頂部的排氣管被真空泵抽取到冷凝分水裝置中，水蒸氣冷凝后從冷凝分水裝置下部的放水孔排除，不凝性氣體從頂部排氣口排出；下料倉中的液、固兩相產(chǎn)物通過出料口進入洗煤機，進行水洗，此時原煤中不可溶的含硫化合物變?yōu)樗苄缘暮蚧衔?，水洗后分離水溶液和原煤即可。
[0020]所述步驟(I)中，堿性萃取液為常溫下的飽和NaOH水溶液，堿性萃取液與原煤的質(zhì)量比為0.3-0.7:1。
[0021]所述步驟(2)中，蒸汽用量與原煤的質(zhì)量比為0.3-0.6:1,原煤用蒸汽加熱至180~235°C，更優(yōu)的，維壓時間為5min。
[0022]所述步驟(3)中，真空泵的抽氣量為200~250t/h。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:該利用汽爆機和萃取劑的煤炭燃前脫硫的設(shè)備和方法，創(chuàng)造性地采用汽爆萃取技術(shù)，加速了原煤顆粒與堿性萃取液的相互作用，進而極大的提高了脫硫率，使脫硫率達到73%~91%;大力推廣和實施本發(fā)明，有利于大大改善我國氣候變化和環(huán)境保護問題，有利于我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，也有利于煤炭企業(yè)調(diào)整產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高企業(yè)市場競爭力。
【附圖說明】
[0024]附圖1為本發(fā)明利用汽爆機和萃取劑的煤炭燃前脫硫系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0026]該利用汽爆機和萃取劑的煤炭燃前脫硫的設(shè)備，包括原煤混合裝置，蒸汽鍋爐，汽爆機，下料倉，真空設(shè)備，洗煤機，輸送設(shè)備和PLC智能控制器，其中真空設(shè)備包括真空泵和冷凝分水裝置，輸送設(shè)備包括空壓機，原煤進料開關(guān)，蒸汽開關(guān)，下料開關(guān)以及連接各設(shè)備的管道，所述汽爆機上部裝有放料盤，放料盤上開有進料孔，所述汽爆機底部還設(shè)有進汽孔和下料孔；所述原煤混合裝置通過放料盤連接到汽爆機，所述蒸汽鍋爐蒸汽出口通過蒸汽管道連接汽爆機底部的進汽孔，汽爆機底部的下料孔通過下料管道連接到下料倉的上部，所述下料倉下部設(shè)有出料口，頂部設(shè)有排氣管，所述出料口連接洗煤機，所述排氣管通過排氣管道與真空泵的吸氣孔相連，所述真空泵的出氣孔通過出氣管道連接到冷凝分水裝置的頂部，冷凝分水裝置頂部設(shè)有排氣口，下部設(shè)有放水孔。
[0027]所述放料盤上開設(shè)有6個進料孔，所述汽爆機內(nèi)部分為6個相對獨立的汽爆罐，每個汽爆罐頂部設(shè)有進料管，所述進料孔與進料管配合使用完成進料；每個汽爆罐底部分別設(shè)有進汽孔和下料孔，每個進料管、進汽孔和下料孔分別設(shè)有原煤進料開關(guān)、蒸汽開關(guān)和下料開關(guān)；各個汽爆罐的原煤進料開關(guān)、蒸汽開關(guān)和下料開關(guān)是一個由空壓機汽缸控制的連鎖裝置，可以實現(xiàn)同時鎖閉。
[0028]所述各個汽爆罐的下料孔連接到同一下料管道，所述下料管道直徑為255mm。
[0029]所述空壓機連接PLC智能控制器，空壓機的氣缸通過控制氣缸桿與各開關(guān)的鎖緊槽進行鎖緊和打開，控制各個開關(guān)，從而實現(xiàn)對各個汽爆罐的原煤進料開關(guān)、蒸汽開關(guān)和下料開關(guān)的連鎖控制。各個汽爆罐的原煤進料開關(guān)、蒸汽開關(guān)和下料開關(guān)是一個由空壓機氣缸控制的連鎖裝置，對于同一個的汽爆罐的三個開關(guān)可以實現(xiàn)同時鎖閉。
[0030]所述PLC智能控制器還連接位于汽爆機和各管道內(nèi)的溫度傳感器、壓力傳感器以及流速傳感器。PLC智能控制器采用智能式一鍵控制，觸摸屏控制主控板，在觸摸屏上可進行整機的功率、物料的傳輸速度和溫度等的操作及隨時監(jiān)視設(shè)備的運行情況，整機操作簡單、方便，性能穩(wěn)定。
[0031]該利用汽爆機和萃取劑的煤炭燃前脫硫的方法，包括以下步驟:
(I)原煤在原煤混合裝置中與堿性萃取液充分混合，然后進入放料盤，所述放料盤的進料孔逐個輪流進料；其中，堿性萃取液為常溫下的飽和NaOH水溶