專利名稱：煤粉干燥方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體涉及從煤中除去水分，以及，更具體地涉及干燥煤粉。
背景技術：
在持續(xù)追求更清潔技術的趨勢的過程中，同時發(fā)生的增長的趨勢是更好地利用現(xiàn)有資源。一種常見的和豐富的能源是煤。但是在當前的工業(yè)界，存在著與煤有關的多種顧慮和爭議，這考驗成本效率和產(chǎn)量最大化。由于開采和加工操作，經(jīng)加工的煤通常具有高水分含量。根據(jù)煤的結構，這種水分含量是表面層的水分。從成本角度和使用角度兩個角度看，煤中包含過多水分是有問題的。從成本角度看，消費者按重量為煤付費。包含高水分含量會增加煤的重量，從而不得不以較低價格出售。類似地，出于能量目的對煤的使用是基于對煤的燃燒。由于蒸發(fā)水分浪費能量，所以包含過多水分含量會降低煤的效率。當出售煤時，其通常包括水分等級評級，其中價格的一部分是基于該評級。水分含量越低，購買煤的預期成本越高?，F(xiàn)有的用于加工煤的技術，在基于所提取的煤的量使收益最大化方面，是極其低效的。在通常環(huán)境下，使用已知的分選技術按尺寸對煤進行分選。于是，分割在濕法工藝中按比重將較低質量的原料與較高質量的原料分離的煤，并且，根據(jù)所分選的大小，出售具有相應水分含量評級的煤。對于煤來說，較大的表面積意味著較高的水分含量，因為煤中的總水分主要由表面活性的水分組成。因此，單位體積的較大的煤塊與對應相同體積的較小煤塊相比具有較低的水分百分比。當前的用于干燥煤的技術利用熱和/或離心力，對已經(jīng)分離成大小不同的煤塊進行干燥。當前的離心干燥技術造成最小煤塊(也稱為煤粉)的丟棄和浪費，因為在離心干燥技術基礎上，沒有公知手段來對最小的煤粉進行離心干燥，也沒有嘗試對這些最小的煤粉進行干燥的成本效益激勵機制。與離心干燥煤粉有關的成本高于通過售賣這些煤粉本身所獲得的收益。當前的熱干燥技術造成一部分最小煤塊(也稱為煤粉)的損失和由此導致的丟棄，因為在當前的熱干燥技術基礎上，沒有公知手段來保留這些經(jīng)干燥的煤粉。另外，公知的熱干燥技術要求所有可出售的煤(無論其大小如何)必須包括在熱干燥工藝中，以防止當僅將粉煤放入熱干燥機內(nèi)時在該熱干燥機內(nèi)產(chǎn)生危險的和有害的氣氛。這需要額外的成本來干燥這種煤。煤以具有各種尺寸的混合物形式出售，并且在出售時，以體積和水分含量為基礎對煤進行定價。從而，為了針對定價目的而實現(xiàn)低水分含量，當前的技術讓加工設備將煤粉排除在出售范圍之外，因為高水分含量的煤粉負面地影響一定數(shù)量(即噸位)的煤的總體水分含量。因此，在當前的技術中，加工設備簡單地拋棄大量煤，因為干燥煤粉是不符合成本效益的。同時，存在稱為分子篩的已知技術。這些分子篩是用于從大氣環(huán)境、氣溶膠環(huán)境和液體環(huán)境中提取水分的一種納米技術。在氣溶膠環(huán)境中(例如在天然氣管道中)，使用分子篩來從天然氣中提取外來分子，以及另一個示例是在化學工藝中。通過具有設定尺寸(例如4埃)的表面開口，分子篩工作在納米技術級。在分子篩中的開口是這樣的，以便使得僅特定大小的分子就進入分子篩，而較大的分子繞過這些分子篩，這些分子的穿越是基于在氣體介質或液體介質中具有的自然分子流。
相對于采煤來說，未提出切實可行的解決方案，以將煤粉干燥到使它們可經(jīng)濟地銷售的水分含量、或者防止最小的粉煤損失成廢物。使用超過30%左右水分含量的煤粉的現(xiàn)有技術，通常采用鼓風機和加熱器，這就要求資本密集型投資和需要大量能量耗費，并且造成環(huán)境的問題和危害。這些危害既來自于能量耗費又來自于煤粉的氣溶膠化。因此，存在對一種用于干燥煤粉的方法和系統(tǒng)的經(jīng)濟需要，以在干燥工藝中降低水分含量和防止大量損失粉煤。由此，水分含量的下降減少煤的浪費，因為現(xiàn)在煤粉既不再被拋棄也不再被損失成廢物，并且干燥未拋棄的煤粉所需的能量消耗也下降到可接受的程度。水分的減少還尋求使用新手段，其亦會降低與現(xiàn)有的煤粉干燥技術有關的氣溶膠化危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于使用分子篩來干燥煤粉的方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)通過將所述煤粉與所述分子篩結合在一起來干燥所述煤粉。當結合時，對混合物進行攪動，以使所述分子篩和所述煤粉之間的表面接觸最大化。所述煤粉一接觸所述分子篩，所述分子篩就吸收所述煤粉上的表面活性的水分。所述分子篩允許水分子穿越進入所述分子篩，因而從所述煤粉中除去水分。從而，在一段時間的攪動以后，所述方法和所述系統(tǒng)分離了所述分子篩和所述煤粉。所述方法和所述系統(tǒng)可以使用附加技術來調(diào)節(jié)煤粉和/或分子篩的數(shù)量，以及或額外地調(diào)節(jié)攪動時間長度，以使水分移除的百分率最大化。所述方法和所述系統(tǒng)還可以干燥所述分子篩，以除去所提取的水分，并且因而將所述分子篩重新用于今后的水分移除工作。所述方法和所述系統(tǒng)還可以將已除去水分的煤粉重新添加到具有各種尺寸煤塊的煤堆內(nèi)，以進行銷售。因而，所述方法和所述系統(tǒng)通過允許使用分子篩除去水分，重新獲得和利用煤粉。利用分子篩顯著降低了在其它工藝技術中出現(xiàn)的工藝低效問題，還通過消除現(xiàn)有干燥技術中的煤粉浪費而變得環(huán)保。


本發(fā)明用以下的附圖進行示意性說明，所述的附圖旨在作為示例而不是作為限制，其中，相同的附圖標記旨在表示相同或相應的部分，并且其中圖I是用于干燥煤粉的系統(tǒng)的一個實施例示意圖；圖2是用于干燥煤粉的一個實施例的步驟的流程圖示意圖；圖3是用于干燥煤粉的系統(tǒng)的另一個實施例；以及示意4是用于干燥煤粉的另一個實施例的步驟的流程圖示意圖。
具體實施例方式在下面的描述中，附圖構成本發(fā)明的一部分，附圖中有附圖標記，并且在附圖中通過示意圖方式示出可以實踐本發(fā)明的特定實施例。應當理解，在不背離本發(fā)明范圍的情況 下，可以使用其它實施例，并且可以進行設計變化。圖I示出用于干燥煤粉的系統(tǒng)100的一個實施例。該系統(tǒng)100包括分子篩配給設備102、煤粉配給設備104、結合設備106和分離器108。從分離器108中得到分開的煤粉110和分子篩112。系統(tǒng)100通過使分子篩與煤粉接觸接合，起到從煤粉中除去水分的作用。分子篩的材料科學允許吸收和/或吸收煤粉上的表面活性的水分。通過促進分子篩和煤粉之間的表面積接觸，于是將水分從煤粉轉移給分子篩。基于分子篩和煤粉之間的尺寸級別差異，煤粉可以容易地與分子篩分離。從而一旦發(fā)生分離，剩余的煤粉具有降低的水分含量等級。所描述的技術克服了與干燥煤粉的現(xiàn)有技術有關的問題，因為其不再需要大量能量密集型干燥操作且不產(chǎn)生空氣微粒，這些空氣微粒對于以熱為基礎的干燥技術來說是常見的。分子篩配給設備102包括多個分子篩。針對這些分子篩設計各個實施例。分子篩是包括尺寸精確且一致的微孔的材料(微孔的尺寸通常從大約3埃到大約10埃)，這些微孔用作氣體和液體的吸附劑。在不希望受任何理論約束的情況下，通常小到夠穿過微孔的分子被吸收，而較大的分子不能進入微孔。分子篩不同于普通過濾器，原因是它們工作在分子層次。例如，當氣體中的較小分子穿過時，水分子可能沒有小到夠穿過。由于該原因，它們經(jīng)常起干燥劑的作用。一些分子篩能吸附高達它們干燥重量22%的水。分子篩經(jīng)常由鋁硅酸鹽礦物、粘土、多孔玻璃、微孔炭、沸石、活性炭(活性木炭或活性碳)或者具有小分子(例如氮和水)能夠滲透或滲入的孔口結構的合成化合物組成。如下面更詳細描述的，多種分子篩可以單獨使用或者組合使用，以從煤粉中除去水或水分。在一個實施例中，分子篩可以選自鋁硅酸鹽礦物、粘土、多孔玻璃、微孔炭、沸石、活性炭或者具有小分子(例如氮和水)能夠滲透或滲入的孔口結構的合成化合物。在其它實施例中，分子篩可以選自本領域技術人員認可的任何其它適合的材料，以便使分子篩起執(zhí)行本發(fā)明描述的吸附或吸收特性的作用。有利地，可以采用下面的分子篩，該分子篩具有大到夠吸入水分子但小到防止任何煤粉進入分子篩的微孔。如下面敘述的，變硬的分子篩還提供不容易分解的優(yōu)點，并且一旦除去所吸收的水,就可容易地重新使用。在一些實施例中，分子篩微粒的直徑大于1、1. 25,1. 5,1. 75,2. 0,2. 25或2. 5mm,小于約5_或10_。當分子篩與具有過多水分的濕煤粉混合在一起時，分子篩快速地從煤粉中提取水分。由于分子篩比煤粉大(例如直徑超過I毫米)，所以分子篩和煤粉的混合物能夠在細孔網(wǎng)柵上輕輕反彈，在該細孔網(wǎng)柵上干煤粉可以與分子篩分離。在煤粉配給設備104內(nèi)儲存煤粉。煤粉是基于將所提取的煤分選和分離成各種尺寸而產(chǎn)生的。煤粉是由使用多種技術(例如多個篩網(wǎng)，其中較小尺寸的煤成分穿過篩網(wǎng)而分離)中任何數(shù)量的技術將煤分選成越來越小的煤塊的已知分選技術而產(chǎn)生的。在一個實施例中，煤粉可以在28篩目的尺寸到零尺寸之間，但是應認識到煤粉的尺寸可以進一步區(qū)分到零尺寸以下的尺寸，或者可以進一步限定成28篩目以下的尺寸等級，其中28篩目到零尺寸是示例性的尺寸等級描述方法，但不是作為本發(fā)明使用的煤粉的限制性尺寸。結合設備106可以是任何數(shù)量的用于結合分子篩和煤粉的適宜設備。結合設備106包括將煤粉與分子篩接觸接合在一起的功能，以及某一程度攪動。如上所述，分子篩通過除去表面活性的水分而工作，因此攪動分子篩和煤粉所結合的混合物增加兩者之間的表面積接觸。在分子篩已吸收水以后，所分離的分子篩可能有點粉塵狀并且可以攜帶微量煤粉 隨它們一起。一旦分離，如果需要，那么可以將分子篩傳遞給加熱器，在加熱器中可以對分子篩進行干燥并充分除去水分，以允許它們重新使用。因而，分子篩可以在閉環(huán)系統(tǒng)中使用，在該閉環(huán)系統(tǒng)中，分子篩與煤粉混合在一起，并且在除水/水分(干燥)以后，使它們與煤粉分離并且使它們穿過加熱器，然后重新使用。例如，在一個實施例中，結合設備106可以是圓管，該圓管具有煤粉和分子篩所結合的混合物通過的圓形通道。該圓管可以以特定的速度旋轉，并且該管延伸特定的距離，因此使煤粉和分子篩接合特定的一段時間。一般來說，接合的時間越長，除去更多的水分。如下面其他實施例中描述的，可以實施附加的反饋來調(diào)節(jié)結合設備106，因此調(diào)節(jié)煤粉的含水程度。在一個實施例中，結合設備106可以使用型號為No. 6016的FEECO國際(FEEC0International)槳式攪拌器，該槳式攪拌器以設置為20度的槳葉角、55RPM的速度運行，并且其每小時混合60噸的濕煤粉和納米篩的混合物。在一個實施例中，依賴于最終產(chǎn)物的所希望的水分含量，混合噸位可以具有4份納米篩比I份濕煤粉到I份納米篩比I份濕煤粉之間的結合范圍，但這不是限制范圍。結合設備106的另一個實施例可以是攪動設備或者包括振動或旋轉的其它平臺，以促成煤粉和分子篩之間的表面積接觸?？梢岳帽绢I域的技術人員認可的結合設備106的其它實施例來為上述的促進煤粉和分子篩之間的接觸接合功能做好準備。分離器108可以是本領域技術人員認可的任何適合的分離設備。分離器108使用已知的分離器技術(在一個實施例中包括例如振動和豎直位移)來工作。在一個實施例中，分離器108通過提供分子篩不會穿過但是煤粉容易穿過的過大的孔或孔口而工作。例如，一個實施例可以包括用于將煤粉從分子篩中過濾出來的高頻低振幅圓形篩網(wǎng)。為了簡潔，相對于圖2的流程圖來描述系統(tǒng)100工作的一個實施例。圖2的流程圖是用于干燥煤粉的方法的一個實施例的步驟的示意圖。該方法包括將第一數(shù)量的煤粉與第二數(shù)量的分子篩結合在一起的步驟(步驟120)。對于圖I的系統(tǒng)100來說，分子篩由分子篩配給設備102分配，煤粉由煤粉配給設備104分配。作為示例而不是想要作為限制性的度量單位，一個實施例可以包括每小時每噸煤粉4533個分子篩。如下面將更詳細描述的，這些數(shù)量對于連續(xù)流干燥工作來說是示例性的。在該示例中，第一數(shù)量和第二數(shù)量與相應成分的流速有關。流速可能取決于傳動帶的速度和尺寸，以及在結合設備中對應可用的數(shù)量。作為示例，煤干燥工作可以嘗試2分鐘的接觸時間并且在80英尺的接觸距離條件下具有每分鐘40英尺的傳動帶速度。如果煤粉供給速率是每小時100噸，那么供給速率可以是每英尺83. 33磅的濕煤。分子篩對煤粉的混合比可以是在每英尺56. 67磅的速率下每小時O. 68噸分子篩對每小時I噸濕煤。在該示例中，對于大約每小時每噸煤粉來說，該混合比將需要大約4533個分子篩。分子篩配給設備102以預設的速率投放預設數(shù)量的分子篩。該篩的數(shù)量正比于煤粉的數(shù)量。設備102和104都將相應的成分分配到結合設備106內(nèi)。一個實施例可能依靠重力來促進配給，并且可以使用額外的傳送或運輸裝置來將來自配給設備102和104的成分引導至結合設備106。例如，一個實施例可以包括將煤粉和/或分子篩移動到結合設備106內(nèi)的傳送帶。一旦結合設備106具有第一數(shù)量的煤粉和第二數(shù)量的分子篩，圖2的方法的下一步就包括基于分子篩和煤粉的接觸接合而干燥煤粉。如上文所述，通過結合設備106的攪動可促進分子篩從煤粉吸附和/或吸收表面活性的水分。在旋轉裝置的示例中，結 合設備106可以包括所結合的分子篩和煤粉通過的通道，旋轉裝置以預設的速度旋轉。通道的速度和長度控制分子篩和煤粉的接觸時間，這直接轉換成分離后煤粉的相應水分等級。在對結合設備106中的煤粉和分子篩進行攪動以后，傳遞混合物到分離器108。在一個實施例中，可以使用傳送帶或任何其它運動裝置來將混合物傳遞到分離器108。在圖2的方法中，下一步(步驟124)是將分子篩與煤粉分離。該步驟是使用圖I的分離器108來執(zhí)行的。煤粉110和分子篩112從分尚器中分出。在該實施例中,干燥煤粉的方法從煤粉配給設備104中取煤，將煤與分子篩結合在一起(其中，從而此時除去水分)，然后將煤粉與分子篩分離。該干燥方法的剩余產(chǎn)物是具有降低的水分含量等級的煤粉110以及包含所提取的水分的分子篩112。圖3示出用于干燥煤粉的系統(tǒng)140的另一個實施例。圖3的這個系統(tǒng)140包括圖I的系統(tǒng)100的各個設備——分子篩配給設備102、煤粉配給設備104、結合設備106、分離器108和所分離的煤粉110和分子篩112。系統(tǒng)140還包括除水系統(tǒng)142和經(jīng)干燥的分子篩144以及水分分析儀146，該水分分析儀146具有到結合設備106的反饋環(huán)148。除水系統(tǒng)142是起從分子篩112中除去水分的作用的系統(tǒng)。在一個實施例中，系統(tǒng)142可以是使用微波來干燥所述篩的微波系統(tǒng)。施加微波對所述篩進行加熱，并且導致水分子從所述篩中蒸發(fā)。微波信號的強度和持續(xù)時間根據(jù)對除去水分的計算來確定，并且可以基于分子篩的數(shù)量。例如，分子篩的數(shù)量越大，可能需要更長的干燥持續(xù)時間和/或更高的微波功率。其它實施例可以用于除水系統(tǒng)，其中，其它可用系統(tǒng)包括從分子篩中除去水分的操作。例如，一個實施例可以是使用熱來使水分蒸發(fā)的加熱設備。無論具體實現(xiàn)如何，除水系統(tǒng)142通過使水分從分子篩中除去和/或根除，從而使分子篩回復到與插入結合設備106以前的狀態(tài)相類似或相同的狀態(tài)，從而產(chǎn)生經(jīng)干燥的分子篩。分析儀146是對從其中穿過的煤粉的水分等級起確定作用的水分分析設備。分析儀146可以是本領域技術人員認可的任何適合類型的水分分析設備，例如但不限于Sabia公司的產(chǎn)品，該產(chǎn)品使用結合有它們專利算法的PGNA成分分析，以使用在它們的SABIAXl-S樣品流分析儀中包含的集成分析儀特征對在帶子上移動的煤流的實時水分含量進行測量。SABIA公司還可以提供它們的配煤軟件CoalFusion，以進一步使水分含量測量工藝自動化。為了簡潔，相對于圖4的流程圖來描述系統(tǒng)140的一個實施例的操作。圖4是干燥煤粉并且包括用于連續(xù)煤粉干燥工藝的附加工藝操作的一個實施例的步驟的示意圖。在圖4的方法中，第一步驟(步驟150)是將煤分離成包括煤粉在內(nèi)的不同大小。該步驟可以使用已知的分離技術來執(zhí)行，從較大的煤塊中分離出煤粉。例如，可以將煤粉分離成大于四分之一英寸、四分之一英寸到28篩目以及28篩目到O的多個類別。在該實施例中，將包括28篩目到零之間的煤粉的煤粉提供給濾餅配給設備。應認識到，煤粉不局限于28篩目到零的尺寸等級，而是可以是其它任何適合的尺寸等級，作為示例，包括進一步細化成較小增量的尺寸等級，例如28篩目到100mm、10Omm到200mm、200_到325mm以及325mm到零。 圖5的方法的接下來的步驟是步驟152，將第一數(shù)量的煤粉和第二數(shù)量的分子篩放在所述結合設備內(nèi)；步驟154，攪動所述結合設備；步驟156，將所述煤粉與所述分子篩分離。這些步驟可以與圖2的步驟120、122和124類似。如圖3的系統(tǒng)140中所示，分離器108將分子篩與煤粉分離，以便可以進一步分別加工所述的分離的成分。該方法的步驟158包括使用分析儀146測量煤粉的水分含量。該實施例進一步示出，系統(tǒng)140是連續(xù)流系統(tǒng)，以便在正常工作時，圖4的方法同時返回到步驟152去將煤粉和分子篩連續(xù)地放入結合設備內(nèi)。在干燥煤粉時，完全除去所有水分不是必須的，而干燥以試圖獲得目標范圍的水分含量是必須的。然后該水分含量轉換成每份重量(例如噸位)的煤的總體水分含量。煤的銷售基于水分含量，該實施例允許根據(jù)對水分含量的精確測量來改善煤粉的煤干燥工藝。步驟160是判斷水分含量高于還是低于預設的水分等級的決策步驟。作為示例且不意在作為限制值，結合設備106可以嘗試在標準偏差范圍內(nèi)的9. 5%的水分等級。如果水分等級高于或低于該值，那么步驟162應調(diào)節(jié)攪動，將該工藝返回到步驟154。步驟162代表用于調(diào)節(jié)水分等級的一個可能實施例，其中，系統(tǒng)140是連續(xù)流系統(tǒng)，以便反饋環(huán)148會針對當前煤粉干燥操作而不是針對對已經(jīng)穿過所述分離器108的煤粉的干燥而調(diào)節(jié)所述結合設備106。在一個實施例中，結合設備106可以是包括對轉速進行控制的致動器的旋轉設備?；谒龇答伃h(huán)148，這可以提高或降低速度。例如如果水分等級低于期望的百分比，那么這推斷出正在除去過多水分，因此煤粉和分子篩之間的接觸接合的量過久，從而提高轉速。相反，如果水分等級過低，那么這可以表示想要使結合設備106減慢，以增加表面接合的時間的量。在分析儀146進行水分等級測量的同時，圖4的方法包括將煤粉與其它較大煤塊結合在一起(步驟164)。如上文所述，從其它較大煤塊中分離出煤粉。作為示例，可以使用其它可利用的較低成本的手段(例如離心機)對這些其它較大煤塊進行干燥。由于多種原因，對對于較大煤塊起作用的多種干燥技術應用于煤粉存在困難，因此單獨地分離和干燥煤粉。在步驟164中，將它們重新結合，以進行銷售。在圖4的方法中，另一個步驟(步驟166)是從分子篩中除去水分。如圖3所示，這可以使用除水系統(tǒng)142來進行。當水分移除時，這產(chǎn)生經(jīng)干燥的分子篩144，然后可以將經(jīng)干燥的分子篩144重新添加給所述的配給設備102。這允許分子篩重新用于連續(xù)干燥操作。關于所述反饋環(huán)148，應認識到，可以利用其它可用的變型，并且所述的反饋不是專門局限于所述的結合設備106。例如，在一個實施例中，分子篩分配設備可以包括對投放到結合設備106內(nèi)的分子篩的數(shù)量進行調(diào)節(jié)的流量調(diào)節(jié)器。對分子篩的數(shù)量進行的調(diào)節(jié)，可以調(diào)節(jié)其以改變煤粉的水分等級，例如，如果有更多的分子篩，那么其為減少更多的水分而做準備，而反之亦然。在另一個實施例中，所述反饋環(huán)可以為對來自煤粉配給裝置104的煤粉的分配速率進行調(diào)節(jié)而做準備。關于分子篩，可以使用包括一種或多種水合性聚合物的水合性聚合材料或組合物來降低煤粉的水分含量(例如聚丙烯酸酯或羧甲基纖維素/聚酯微粒或珠(bead))。在一個實施例中，水合性聚合材料是聚丙烯酸酯(例如聚丙烯酸的鈉鹽)。聚丙烯酸酯聚合物是多種商用產(chǎn)品(例如嬰兒尿布)中采用的極好吸收劑，因為它們能夠吸收高達它們重量的400%的水。聚丙烯酸酯可以以透明凝膠形式或者雪白色微粒形式購買。足以從煤粉中吸附期望水量的適合數(shù)量的聚丙烯酸聚合物(聚丙烯酸酯)可以與煤粉混合在一起，以快速干燥煤。 膨脹成微?；颉扒颉钡木郾┧狨タ梢栽谶m合尺寸的過濾器或篩上與煤粉分離。這些微?？梢詠G棄，也可以通過使用任何適合的方法(直接加熱、通過暴露于微波能量而加熱等等)進行干燥而回收。水合性聚合物(包括聚丙烯酸酯聚合物)的特性可以依用來干燥煤粉的工藝的細節(jié)而變化。熟練的技術人員還將認識到這些特性(凝膠強度、吸收水的能力、可生物降解性等)很大程度上由水合性聚合物制備過程中使用的交聯(lián)的類型和程度控制。熟練的技術人員還將認識到，使交聯(lián)的程度與正用來干燥煤粉的工藝的機械活力以及在干燥多批煤粉時希望這些微粒重新使用的次數(shù)(如果有的話)相匹配，可能是令人希望的。通常地，使用更加交聯(lián)的、通常機械上更穩(wěn)定/更堅硬的聚合物，將允許它們用于機械上更有活力的的工藝以及微粒的可能重新使用。在另一個實施例中，所使用的水合性聚合物組合物是羥甲基纖維素(CMC)和聚酯的結合物(例如，可從德克薩斯州的佛農(nóng)山(Mount Vernon)的Texas Terra CeramicSupply獲得的CMC膠)。采用這種組合物或其它極好吸附性的水合性聚合物的從煤粉中除去水的方式，可以類似于上面描述的采用分子篩或者聚丙烯酸酯聚合物組合物的從煤粉中除去水的方式。作為示例，將具有按重量算30%的水分含量的煤粉(15g)與分子篩(15g，伊利諾伊州的羅塞爾(Roselle)的Delta Enterprises)混合在一起大約60分鐘,從而將煤粉干燥到按重量算〈5%的水分。在通過篩濾將煤粉與分子篩分離以后，對分子篩進行稱重并且在100°C的爐中進行干燥。定期對煤粉進行稱重，以確定驅走從煤中吸收的水所需的時間長度。使用相同的分子篩對第二批到第六批煤粉重復該工藝。將具有按重量算30%水分含量的煤粉(15g)與聚丙烯酸酯聚合物(O. 5g,亞拉巴馬州的伯明翰(Birmingham)的OnlineScience Mall)混合在一起大約I分鐘，從而將煤粉干燥到按重量算〈5%的水分。在通過輕輕篩濾混合物將煤粉與聚合物分離以后，將分子聚丙烯酸酯聚合物微粒干燥后收回重新利用。因而，各個實施例提供了用于干燥煤粉的方法和系統(tǒng)。干燥使用分子篩。分子篩的現(xiàn)有使用主要與氣體和液體應用有關，因為其使分子在這些分子篩的孔口之間穿過和穿透這些分子篩的孔口的特點，因此分子篩不適合于固體，例如煤粉。此外，由于用于建造這些干燥系統(tǒng)的基礎設施成本，還有眾所周知的當前可允許的環(huán)境危害，以及與試驗新技術有關的成本，用于干燥煤粉的現(xiàn)有技術主要集中在傳統(tǒng)技術 上。因此，除分子篩不能應用于固體以外，出于成本和邏輯的擔心，煤加工技術包括對新技術的固有阻力。如上文所述，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)以新技術的方式，克服了應用分子篩來干燥煤粉的缺點。圖I到圖4是為說明本發(fā)明而提供的概念性示意圖。顯然，上面的附圖和示例不是意在將本發(fā)明的范圍局限于單個實施例，因為通過交換所描述或所說明的要素中的一些或全部可以獲得其它實施例。而且，當本發(fā)明的某些要素能夠通過使用公知組成部分而部分或全部實施時，僅對這樣公知組成部分的對于理解本發(fā)明所必須的那些部分進行描述，并且省略這樣公知組成部分的其它部分的詳細描述，以便不使本發(fā)明不清楚。在本說明書中，除非本發(fā)明另外明確指出，否則示出單個組成部分的實施例不應必須局限于包括多個相同的該組成部分的其它實施例，反之亦然。而且，申請人不希望將本說明書或權利要求書中的任何術語歸于非常見或特殊的意義，除非這樣明確說明了。另外，本發(fā)明包括本發(fā)明中作為說明提及的公知組成部分的現(xiàn)在和將來的已知的等價物。上面對具體實施例的描述如此全面地表現(xiàn)了本發(fā)明的一般特征，以至于他人能夠通過應用相關領域的技術范圍內(nèi)的知識(包括引用的和通過引用并入本發(fā)明的文件的內(nèi)容)，在不進行過多試驗的情況下，容易地修改這樣的具體實施例和/或使其適應于各種應用，不背離本發(fā)明的一般構思。因此根據(jù)本發(fā)明提供的教導和指導，這樣的適應和修改傾向于落入所公開實施例的等價物的意義和范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種用于干燥煤粉的方法，包括 將第一數(shù)量的煤粉與第二數(shù)量的分子篩結合在一起； 通過將所述煤粉與所述分子篩接觸接合來干燥所述煤粉，以便使所述分子篩降低所述煤粉的水分含量；以及 將所述分子篩與所述煤粉分離。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，進一步包括 當接觸接合時攪動煤粉和分子篩。
3.根據(jù)權利要求I所述的方法，進一步包括 將所述煤粉干燥到第一水分含量等級。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，所述的將所述煤粉干燥到第一水分含量等級，包括安排所述煤粉與所述分子篩接觸接合第一段時間。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，進一步包括 通過調(diào)節(jié)所述的第一段時間，來調(diào)節(jié)所述的第一水分含量等級。
6.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，所述的將所述煤粉干燥到第一水分含量等級，包括調(diào)節(jié)所述的第一數(shù)量的煤粉以便與所述的分子篩接觸接合。
7.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，所述的將所述煤粉干燥到第一水分含量等級，包括調(diào)節(jié)所述第二數(shù)量的分子篩以便與所述的煤粉接觸接合。
8.一種用于干燥煤粉的系統(tǒng)，包括 結合設備，用于容納第一數(shù)量的煤粉和第二數(shù)量的分子篩，以便通過與所述分子篩的接觸接合來降低所述煤粉的水分含量。
煤粉配給設備，用于將所述第一數(shù)量的煤粉放入所述結合設備內(nèi)； 分子篩配給設備，用于將所述第二數(shù)量的分子篩放入所述結合設備內(nèi)；以及 分離設備，用于將所述分子篩與所述煤粉分離。
9.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，進一步包括 攪動設備，用于攪動所述結合設備，從而用于當接觸接合時攪動所述煤粉和所述分子篩。
10.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，進一步包括 水分檢測設備，其在所述煤粉與所述分子篩結合后，確定所述煤粉的水分等級。
11.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，進一步包括 計時設備，用于對所述分子篩和所述煤粉的接觸接合進行計時，以根據(jù)所述煤粉和所述分子篩的接合來獲得第一水分等級的煤粉。
12.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中，對所述計時設備的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)所述的接觸接合的時間，由此調(diào)節(jié)所述煤粉的水分含量。
13.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，進一步包括 煤粉量配給調(diào)節(jié)器，用于對所述結合設備內(nèi)的所述第一數(shù)量的煤粉進行調(diào)節(jié)，以便根據(jù)所述水分檢測器來調(diào)節(jié)所述煤粉量配給調(diào)節(jié)器。
14.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，進一步包括 分子篩量配給調(diào)節(jié)器，用于對所述結合設備內(nèi)的所述第二數(shù)量的分子篩進行調(diào)節(jié)，以便根據(jù)所述水分檢測器來調(diào)節(jié)所述分子篩配給調(diào)節(jié)器。
15.一種用于干燥煤的方法，包括 分離多塊煤，以產(chǎn)生較大煤塊和煤粉； 將第一數(shù)量的所述煤粉放入結合設備內(nèi)； 將第二數(shù)量的分子篩加入所述結合設備內(nèi)； 攪動所述結合設備第一段時間，以便所述煤粉與所述分子篩接觸接合，從而降低所述煤粉的水分含量； 將所述分子篩與所述煤粉分離；以及 從所述分子篩中除去水分含量。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，進一步包括 將所述煤粉與所述較大煤塊重新結合在一起；
17.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中，所述的所述分子篩與所述煤粉的分離，使用篩分技術。
18.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中，所述第二數(shù)量的分子篩是從分子篩容納設備中提取的，所述方法進一步包括 在從所述分子篩中除去水分以后，將所述分子篩放入所述分子篩容納設備中。
19.根據(jù)權利要求15所述的方法，進一步包括 在所述結合設備中攪動以后，測量所述煤粉的水分含量；以及 根據(jù)所測量的水分含量來調(diào)節(jié)所述第一段時間。
20.根據(jù)權利要求15所述的方法，進一步包括 在所述結合設備中攪動以后，測量所述煤粉的水分含量；以及根據(jù)所測量的水分含量來對在所述結合設備中的所述第一數(shù)量的煤粉和所述第二數(shù)量的分子篩中的至少一個進行調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于使用分子篩來干燥煤粉的方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)通過將煤粉與分子篩結合在一起來干燥煤粉。當結合時，對混合物進行攪動，以使分子篩和煤粉之間的表面接觸最大化。煤粉一接觸分子篩，分子篩就吸收在煤粉上的表面活性的水分。分子篩允許水分子穿越進入所述的篩，因而從煤粉中除去水分子。從而，在一段時間的攪動后，該方法和系統(tǒng)分離了分子篩和煤粉。
文檔編號F26B7/00GK102918345SQ201080054474
公開日2013年2月6日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權日2009年10月1日
發(fā)明者理查德·W·布蘭德, 菲利普·哈什, 邁克爾·赫爾利, 安德魯·K·瓊斯, 維諾德·K·西卡. 申請人:羅斯科技公司, 理查德·W·布蘭德