一種選煤方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煤炭提質(zhì)領域，具體地，涉及一種選煤方法。
【背景技術】
[0002]高鈉煤是指Na含量大于2重量％的煤種，其主要分布在中國、澳大利亞、美國、德國等國家。中國的高鈉煤主要分布在新疆準東地區(qū)。新疆準東煤反應性好，容易燃盡。但是，由于成煤歷史和當?shù)靥厥獾淖匀坏乩憝h(huán)境，準東煤中鈉的含量總體都在2重量％以上，遠高于其他地區(qū)動力用煤，有的礦區(qū)產(chǎn)煤甚至高達10重量％以上。由于新疆特殊的地理位置經(jīng)濟條件和交通條件，煤炭無法大規(guī)模的外運，新疆部分電廠已經(jīng)開始摻燒部分高鈉煤，但是，新疆某電廠摻燒高鈉煤，發(fā)現(xiàn)整體鍋爐出現(xiàn)大面積結焦，受熱面爆管現(xiàn)象頻發(fā)，嚴重的影響到了鍋爐的安全運行。從取出的渣的成分分析來看，靠近管壁側的灰分里面含有豐富的K、Na等堿性金屬，電廠鍋爐燃用高鈉煤經(jīng)常出現(xiàn)水冷壁結渣、高溫過熱器高溫再熱器管腐蝕、對流受熱面沾污積灰和管壁磨損等問題。
[0003]目前對高鈉煤的利用主要采用摻燒沾污性弱的煤種的方法，但這種控制方法只能減緩沾污，無法從根本上解決問題。燃燒高鈉煤的鍋爐在一段時間后結渣積灰嚴重，必須停車清理。因此，高鈉煤提質(zhì)的研究對于改善其燃燒利用時的沾污具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。
[0004]微波是頻率為300M?300GMHZ的電磁波，其方向和大小隨時間做周期性變化，是一種具有穿透特性的電磁波。常用的微波頻率為915MHz和2450MHz。微波加熱利用的是介質(zhì)損耗原理，由于水是強烈吸收微波的物質(zhì)，因而水的損耗因素比干物質(zhì)大得多。物料中的水分子是極性分子，在微波作用下，其極性取向隨著外電磁場的變化而變化。例如，915MHz的微波可使水分子每秒運動18.3億次，致使分子急劇摩擦、碰撞，使物料產(chǎn)生熱化和膨化等一系列過程而達到微波加熱目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中高鈉煤對鍋爐的危害以及現(xiàn)有的選煤方法不能對高鈉煤進行脫鈉的缺陷，提供了一種選煤方法，既能脫除煤中的鈉，還能脫除煤中的水分，降低煤中鈉元素燃燒時產(chǎn)生的危害的同時提高了煤的熱值。
[0006]本發(fā)明提供的選煤方法包括以下步驟，將高鈉煤送入微波提質(zhì)脫鈉單元中進行脫鈉，微波提質(zhì)脫鈉單元輸出脫鈉煤，將所述脫鈉煤送入洗煤單元中進行洗選，洗煤單元輸出的精煤進入精煤倉；空氣和來自微波提質(zhì)脫鈉單元的抽濕蒸汽經(jīng)過冷凝換熱器后對精煤倉供給熱空氣，利用該熱空氣對精煤進行干燥處理。
[0007]本發(fā)明提供的選煤方法利用微波工藝對高鈉煤進行脫鈉的同時干燥脫水，既降低了使用高鈉煤對鍋爐的危害，又提升了產(chǎn)品煤的熱值。具體地，通過微波提質(zhì)脫鈉單元的微波輻照以及后續(xù)的洗煤，對符合篩分粒徑的高鈉煤所含有的鈉進行了有效脫除，使煤中的鈉含量降低，同時煤中水分經(jīng)過微波輻照后有所降低，使得煤的熱值有所提升。微波脫鈉過程中產(chǎn)生的蒸汽潛熱通過冷凝換熱器回收利用，可以對洗煤后的精煤進行干燥，達到能量梯級利用的目的。
[0008]本發(fā)明提供的選煤方法能夠?qū)Ω哜c煤進行脫鈉，可能的原理是微波加熱造就物料體熱源的存在，改變了常規(guī)加熱干燥過程中某些迀移勢和迀移勢梯度方向，形成了微波干燥的獨特機理。由于物料中的水分介質(zhì)損耗較大，能大量吸收微波能并轉化為熱能。因此，物料的升溫和蒸發(fā)是在整個物料中同時進行的。在物料表面，由于蒸發(fā)冷卻的緣故，使物料表面溫度略低于里層溫度，同時由于物料內(nèi)部產(chǎn)生熱量，以致于內(nèi)部蒸汽迅速產(chǎn)生，形成壓力梯度。初始含水率越高，壓力梯度對水分排除的影響越大，即有一種“栗”效應，驅(qū)使水分流向表面，加快干燥速度。
[0009]而本發(fā)明通過實驗證明，上述的這種“栗”效應既能夠快速脫除煤中的水分，又可以將煤中的堿金屬如鈉等進行脫除，達到既提高煤種熱值，又降低煤中鈉元素燃燒時產(chǎn)生的危害的目的。
[0010]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0011]附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0012]圖1是本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式的選煤方法的流程示意圖。
[0013]附圖標記說明
[0014]1原煤上料單元2原煤破碎單元
[0015]3篩分單元4微波提質(zhì)脫鈉單元
[0016]5洗煤單元6冷凝換熱器
[0017]7精煤倉8除塵器
[0018]A高鈉原煤B不超過100mm的高鈉煤
[0019]C大于100mm的高鈉煤D脫鈉煤
[0020]E煤泥F煤矸石
[0021]G中煤Η精煤
[0022]I抽濕蒸汽J空氣
[0023]Κ冷凝水L熱空氣
[0024]Μ廢熱空氣
【具體實施方式】
[0025]以下結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0026]在本發(fā)明中，所述高鈉煤是指Na含量大于2重量％的煤種，優(yōu)選地，所述高鈉煤中的Na含量為2-10重量％。此處的高鈉煤的鈉含量按照GB/T 4634-1996或MT/T 1074-2008的方法測試得到。
[0027]本發(fā)明提供了一種選煤方法，該方法包括以下步驟，如圖1所示，將高鈉煤送入微波提質(zhì)脫鈉單元4中進行脫鈉，微波提質(zhì)脫鈉單元4輸出脫鈉煤D，將所述脫鈉煤D送入洗煤單元5中進行洗選，洗煤單元5輸出的精煤Η進入精煤倉7 ;空氣J和來自微波提質(zhì)脫鈉單元4的抽濕蒸汽I經(jīng)過冷凝換熱器6后對精煤倉7供給熱空氣L，利用該熱空氣L對精煤Η進行干燥處理。
[0028]按照本發(fā)明，所述微波提質(zhì)脫鈉單元4可以為微波加熱腔體串聯(lián)組成的微波隧道窯。每個微波加熱腔體的長度乘以微波加熱腔體的個數(shù)即為微波隧道窯的長度。微波隧道窯的長度可以根據(jù)實際的選煤設備的裝機容量而設置，而且組裝方便，便于本發(fā)明中使用的選煤設備的安裝和運輸，使得本發(fā)明中的選煤系統(tǒng)能夠適用于更多的工作場合和條件。
[0029]在本發(fā)明中，所述微波加熱腔體的頂部設置有能量饋入口，該能量饋入口與微波源相連。優(yōu)選地，所述能量饋入口通過波導管與微波源相連。所述微波源并不設置在微波加熱腔體中，而是設置在微波加熱腔體之外。所述微波源通過波導管將微波能量引入微波加熱腔體中。
[0030]根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，微波加熱腔體的頂部設置有能量饋入口，該能量饋入口通過波導管與微波源相連，該微波源包括磁控管，通過該磁控管產(chǎn)生微波能，再通過波導管將微波能傳送到微波加熱腔體的能量饋入口，以使得微波能在微波加熱腔體中對煤炭進行加熱。
[0031]在本發(fā)明中，微波源的工作頻率可以為915MHz，微波源的功率可以為10_75kW，優(yōu)選為75kW。
[0032]在本發(fā)明中，每個微波加熱腔體沿傳送方向的長度可以根據(jù)微波源的功率來確定。例如，當所述微波源的工作頻率為915MHz，所述微波源的功率為10-75kW時，每個微波加熱腔體沿傳送方向的長度可以為2.5-3.5米，優(yōu)選為2.5-3米。
[0033]優(yōu)選地，所述微波隧道窯還包括微波泄漏抑制裝置，該微波泄漏抑制裝置在所述微波隧道窯的入口處和出口處沿傳送方向設置。該微波泄漏裝置可以根據(jù)實際需要而選擇現(xiàn)有技術中任意適用的相應裝置，例如由石墨碳板制成的微波吸收條、由合金鋁制成的梳狀抑制條和抑制槽板等。
[0034]在本發(fā)明中，所述選煤方法還包括使高鈉原煤A經(jīng)過原煤上料單元1在原煤破碎單元2中進行破碎，破碎后的高鈉煤在篩分單元3中進行篩分，分為粒徑不超過100_的高鈉煤B和粒徑大于100mm的高鈉煤C。根據(jù)高鈉煤的粒徑確定下一步的操作，這樣是為了得到更好的脫鈉效果。粒徑大于100mm的高鈉煤C經(jīng)過進一步的破碎，即返回到原煤上料單元1進行后續(xù)的操作。粒徑不超過100_的高鈉煤B可以進入微波提質(zhì)脫鈉單元4進行脫鈉，即進入微波提質(zhì)脫鈉單元4進行脫鈉的高鈉煤的粒徑不超過100mm。其中，破碎和篩分過程均為本領域的常規(guī)選擇，在此不再贅述。
[0035]在本發(fā)明中，所述原煤上料單元1、原煤破碎單元2、篩分單元3和洗煤單元5均可以為本領域的常規(guī)選擇。例如，所述原煤上料單元1可以是皮帶輸送機，所述原煤破碎單元2可以是破碎機，所述篩分單元3可以是振動篩分機，所述洗煤單元5可以是洗煤機。
[0036]根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)過篩分后的粒徑不超過100mm的高鈉煤B通過傳送帶進入微波提質(zhì)脫鈉單元4中接受微波輻照進行脫鈉。接受微波輻照的高鈉煤的平鋪厚度可以為100-200_。微波隧道窯中的高鈉煤的輸送速度可以根據(jù)微波隧道窯的長度進行確定，確定的原則是將整個輻照過程的時間控制為20-40分鐘。經(jīng)過輻照后的高鈉煤中的鈉或鈉的化合物析出至煤的表面，得到初步提質(zhì)的脫鈉煤D。
[0037]S卩，所述脫鈉的條件包括:高鈉煤的平鋪厚度可以為100-200mm;溫度可以為100-150°C，優(yōu)選為100-120°C ;時間可以為20-40分鐘。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，在微波提質(zhì)脫鈉單元4中，粒徑不超過100mm的高鈉煤B中的水受熱而以水蒸氣的形式存在于微波隧道窯中，為了提高干燥效果，本發(fā)明中的選煤系統(tǒng)中還包括與微波隧道窯相連通的抽排裝置，該抽排裝置能夠?qū)⑽⒉ㄋ淼栏G中的水蒸氣排出。
[0039]優(yōu)選地，使用抽排裝置對微波隧道窯中水蒸氣進行收集形成所述抽濕蒸汽I，所述抽濕蒸汽I對冷凝換熱器6供熱。抽濕蒸汽I經(jīng)過冷凝換熱器6冷卻為冷凝水，并且收集該過程中釋放的熱量，空氣J經(jīng)過冷凝換熱器6并吸收該熱量后成為所述熱空氣L，該熱空氣L供給至精煤倉7。所述熱空氣L的溫度可以為70-85°C。
[0040]根據(jù)本發(fā)明，高鈉煤經(jīng)過脫鈉提質(zhì)設備4