用于對(duì)礦濕性原褐煤進(jìn)行選礦的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于對(duì)礦濕性原褐煤進(jìn)行選礦、尤其是用于電站鍋爐中的熱利用的方法。首先將原褐煤預(yù)破碎并且接著在至少一個(gè)碾磨裝置(2)中將其粉碎以及輸送給后續(xù)的干燥。所述干燥在利用至少一個(gè)被間接加熱的流化床干燥器(3)的情況下在流化層中實(shí)施。將從所述流化床干燥器(3)中抽取的原褐煤的一部分分支，并且在所述干燥之前將其摻入所述原褐煤，由此改進(jìn)褐煤的可流化性。
【專利說明】用于對(duì)礦濕性原褐煤進(jìn)行選礦的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于對(duì)礦濕性原褐煤進(jìn)行選礦、尤其是用于電站鍋爐中的熱利用 的方法，其中，首先將原褐煤預(yù)破碎并且接著將其在至少一個(gè)碾磨裝置中粉碎以及輸送給 后續(xù)的干燥，其中所述干燥在利用至少一個(gè)被間接加熱的流化床干燥器在流化床中實(shí)施， 所述流化床干燥器用蒸汽作為流化介質(zhì)來運(yùn)行。

【背景技術(shù)】
[0002] -種用于在流化層中對(duì)含水褐煤進(jìn)行干燥的方法例如從DE 20 01 723 C2中已 知。
[0003] 在那里描述的流化床干燥法提出，借助螺旋輸送機(jī)將原料煤輸送給流化床干燥 器。
[0004] 從之前提及的文獻(xiàn)中已知的方法應(yīng)適合用于干燥塊狀材料，所述塊狀材料的大小 在例如0. 3cm至IOcm的范圍中。為此，需干燥的材料、例如褐煤在渦流中變成更致密的材 料例如石英砂。該方法要求：將已干燥的固體材料連同粒狀的可流化材料的一部分移除，并 且固體材料和可流化材料彼此分離，從而將分離出的可流化材料引回到流化床中。該方法 是繁復(fù)的并且實(shí)際上是不容易實(shí)施的。
[0005] 用于干燥褐煤的、尤其是用于應(yīng)用在電站鍋爐中的另一種方法例如從DE 196 20 047 Al中已知。該方法僅用褐煤作為固體以及用蒸汽作為流化介質(zhì)來運(yùn)行。需輸送給干燥 器的褐煤為了在流化床中流化而被相對(duì)精細(xì)地碾磨，例如碾磨為約Imm的平均粒徑d 5(l。
[0006] 根據(jù)褐煤的性質(zhì)，這樣的流化床干燥工藝能夠在固定的流化層中相對(duì)穩(wěn)定且無故 障地進(jìn)行。
[0007] 如這已經(jīng)在DE 29 01 723 C2中說明的那樣，這基本上取決于固體在流化床干燥 器中的可流化性。在固定的流化層內(nèi)部的流體機(jī)械過程極其復(fù)雜并且僅可受限地仿真。在 由本 申請(qǐng)人:運(yùn)行的中試設(shè)備中，根據(jù)需引入的質(zhì)量流不時(shí)地產(chǎn)生混合動(dòng)力學(xué)的干擾。因?yàn)?這樣的干擾，原褐煤的沉積優(yōu)選形成在流化床干燥器的熱交換器上。由此使熱傳遞變差，干 燥器的功率顯著降低，在最差的情況下流化層坍塌。
[0008] 在不同的通過能力下用流化床干燥器的試驗(yàn)證實(shí)，原褐煤的可流化性不僅與流化 床干燥器的負(fù)荷程度相關(guān)，而且也與原褐煤的類型和成分相關(guān)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 因此本發(fā)明基于的目的是，提供一種用于利用至少一個(gè)被間接加熱的流化床干燥 器來對(duì)礦濕性原褐煤進(jìn)行選礦的方法，所述方法即使在高的通過能力和在不同類型的原料 煤的情況下也確保基本上穩(wěn)定的且無干擾的流化床運(yùn)行。
[0010] 基于本發(fā)明的目的通過一種用于對(duì)礦濕性原褐煤進(jìn)行選礦、尤其是用于電站鍋爐 中的熱利用的方法得以實(shí)現(xiàn)，其中，首先將原褐煤預(yù)破碎并且接著將其在至少一個(gè)碾磨裝 置中粉碎以及輸送給后續(xù)的干燥，其中，干燥在利用至少一個(gè)被間接加熱的流化床干燥器 的情況下在流化層中實(shí)施，所述流化床干燥器用蒸汽作為流化介質(zhì)來運(yùn)行，其中，將原褐煤 作為平均粒徑d5(l為最大2mm的松散材料投到流化層中，并且從流化床干燥器下游的已干燥 的褐煤中分支出子流并且將該子流摻入干燥之前的原褐煤。
[0011] 粒度分布例如可以經(jīng)由影響一個(gè)或多個(gè)連接在流化床干燥器上游的碾磨機(jī)的轉(zhuǎn) 速來確保。作為碾磨機(jī)例如應(yīng)用沖擊式碾磨機(jī)，所述沖擊式碾磨機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)速獲得其它碾磨 精度。粒度分布通過篩分來檢查并且為此可以每日或者批次性地提供采樣。樣本在實(shí)驗(yàn)室 中通過篩分等級(jí)來監(jiān)控。備選地，粒度分布也可以在體積方面經(jīng)由在線方法測(cè)量。
[0012] 為了流化層的穩(wěn)定性最重要的是，過大粒部分（>2_)不會(huì)過大，否則這會(huì)損傷流 化層的穩(wěn)定性。
[0013] 粒度分布備選地也可以通過下述方式得以確保，篩分分級(jí)在碾磨已干燥的褐煤的 下游，其中，過大粒部分被篩分并且經(jīng)受再碾磨。
[0014] 本發(fā)明基于的知識(shí)是：礦濕性原褐煤與其產(chǎn)地相關(guān)地具有不同的粘著特性，該粘 著特性對(duì)煤的可流化性具有或大或小的影響。
[0015] 已知的是，原褐煤作為采掘獲得的天然產(chǎn)物在水含量、碳含量以及礦物成分方面 根據(jù)產(chǎn)地而不同。原褐煤的特定的性能必須在應(yīng)用時(shí)作為已給定的得到考慮。
[0016] 申請(qǐng)人:以試驗(yàn)的方式發(fā)現(xiàn)，原褐煤的可流化性與其可流動(dòng)性密切相關(guān)，并且原褐 煤的可流動(dòng)性令人意外地可以通過摻入相同煤種類的干褐煤而產(chǎn)生正面的影響。
[0017] 因此根據(jù)本發(fā)明提出，在干燥過程之前為需干燥的原褐煤添加干褐煤形式的相同 的煤種類。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的選礦方法的穩(wěn)定性、尤其是在流化床干燥器內(nèi)部的流化層的穩(wěn)定性 令人意外地可以通過下述方式得到改進(jìn)：已干燥的褐煤的一部分在過程內(nèi)循環(huán)移動(dòng)，從而 通過這種方式使得難以或不能流化的原褐煤在通過能力相對(duì)高的同時(shí)也能夠在流化床干 燥器中得到應(yīng)用和干燥。
[0019] 流化層的可流化性的問題也與流化床干燥器的負(fù)荷程度相關(guān)。流化層的干擾尤其 會(huì)在流化床干燥器的高負(fù)荷的情況下發(fā)生。
[0020] 優(yōu)選地，原褐煤和再循環(huán)的干褐煤的混合物在根據(jù)本發(fā)明的方法中經(jīng)由葉輪閘門 進(jìn)入到處于輕微過壓下的流化床干燥器中，引入流化層上并且分布到流化層上。
[0021] 特別優(yōu)選地提出，給原褐煤摻入的干褐煤份額占整個(gè)松散料的10質(zhì)量％與30質(zhì) 量％之間、優(yōu)選10質(zhì)量％與20質(zhì)量％之間。
[0022] 適宜地提出：根據(jù)輸送給流化層的原褐煤的量來調(diào)節(jié)再循環(huán)的干褐煤的份額。調(diào) 節(jié)可以如此設(shè)置：設(shè)定干褐煤相對(duì)原褐煤的確定的數(shù)量比，并且相應(yīng)地計(jì)量干褐煤。根據(jù)所 設(shè)定的設(shè)備負(fù)荷，再循環(huán)的干褐煤量能夠在比例恒定的情況下自動(dòng)匹配。
[0023] 在本申請(qǐng)的意義上，調(diào)節(jié)理解為自動(dòng)化的調(diào)節(jié)，對(duì)于該調(diào)節(jié)而言設(shè)有相應(yīng)的過程 控制技術(shù)。
[0024] 原褐煤可以具有直至65質(zhì)量％的波動(dòng)的水含量/濕氣含量。從流化床干燥器中 抽取的干褐煤的水含量在吸濕范圍中在系統(tǒng)壓力恒定的情況下通過流化層溫度或者通過 解吸等溫線的變化曲線來確定。從流化床干燥器中抽取的干褐煤可以具有〇. 4_至0. 8_、 優(yōu)選0. Imm至0. 4mm、必要時(shí)0. Imm至0. 2mm的平均粒徑d5(l。干褐煤的濕氣含量可以在10 質(zhì)量％與15質(zhì)量％之間、優(yōu)選例如在15質(zhì)量％與18質(zhì)量％之間。流化床干燥器內(nèi)部的過 壓可以直至lObar。干褐煤的濕氣含量也可以在8質(zhì)量％與20質(zhì)量％之間、優(yōu)選在10質(zhì) 量％與16質(zhì)量％之間。
[0025] 如之前已經(jīng)提及的那樣，流化床干燥器優(yōu)選用蒸汽作為加熱介質(zhì)被間接加熱。干 燥器水汽的一部分或備選地來自耦聯(lián)的電站過程的外部蒸汽可以用于流化床的或者在流 化床干燥器內(nèi)部的原褐煤的流化。
[0026] 被分支的干褐煤可以在利用至少一個(gè)混合裝置的情況下與原褐煤在引入流化床 干燥器之前在內(nèi)部混合。這樣的混合不是在所有情況下都是必需的，然而其顯著改善精細(xì) 的干褐煤顆粒在所使用的濕性原褐煤的顆粒上的粘附。
[0027] 例如，可以在流化床干燥器下游對(duì)干褐煤進(jìn)行冷卻并且使其經(jīng)受再碾磨，其中，在 再碾磨的下游將干褐煤上的子流分支。
[0028] 當(dāng)然也可行的是，直接在流化床干燥器的下游將需再循環(huán)的干褐煤分支，然而更 有利的是冷卻和再碾磨，從而例如將具有Omm至Imm的平均粒度d 5(l的干褐煤添加給原褐 煤。粒度分布同樣能夠在體積方面通過篩分分級(jí)來確定，從而在粒度分布具有偏差的情況 下可以相應(yīng)地進(jìn)行再碾磨。
[0029] 再循環(huán)的干褐煤可以在兩個(gè)碾磨級(jí)之間或在上一個(gè)碾磨級(jí)的下游摻入原褐煤中。 當(dāng)然也可行的是，將再循環(huán)的干褐煤在第一次碾磨之前添加給原褐煤。
[0030] 在這種情況下，通過原褐煤和干褐煤的一起碾磨已經(jīng)保障內(nèi)部混合，因而可能的 單獨(dú)的混合裝置是不必要的。然而在相對(duì)有效的或者節(jié)能的方法控制的意義上重要的是， 盡可能少地將干褐煤引入循環(huán)并且將需再循環(huán)的或者會(huì)隨同夾帶的干褐煤的路徑保持得 盡可能短。在此當(dāng)然也應(yīng)考慮防爆炸保護(hù)的角度。出于后者的原因適宜且重要的是：需再 循環(huán)的干褐煤在精細(xì)碾磨原褐煤的下游引入原褐煤中，并且例如借助靜態(tài)的或動(dòng)態(tài)的混合 裝置在向流化床干燥器的輸送中實(shí)施與原褐煤的混合?；旌侠缫材軌蚪?jīng)由傳統(tǒng)的傳送裝 置實(shí)施。
[0031] 適宜的是，混入原褐煤的干褐煤的份額與原褐煤的粘附性能和/或流化床干燥器 的負(fù)荷狀態(tài)相關(guān)地發(fā)生變化。如下面還將討論的那樣，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：原褐煤的粘附性能和流動(dòng) 性能大部分取決于原褐煤的可壓縮性進(jìn)而取決于原褐煤在壓縮狀態(tài)下的松散材料密度。
[0032] 適宜地，借助至少一個(gè)設(shè)置在流化床之上的旋轉(zhuǎn)的分配器滑槽，優(yōu)選根據(jù)關(guān)于流 化床干燥器的橫截面的預(yù)設(shè)的分布將原褐煤傾倒到流化層中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 下面參考所附的附圖來闡述本發(fā)明。
[0034] 附圖中：
[0035] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的選礦方法的方法原理的示意圖；
[0036] 圖2不出圖表，在該圖表中不出具有不同可流動(dòng)性的材料的松散材料堅(jiān)固性與固 化應(yīng)力的相關(guān)性。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 首先參考圖1示出的方法原理，其圖解示出流化床干燥器的流程圖，所述流化床 干燥器例如可以連接到電廠鍋爐上以用于燃燒褐煤。
[0038] 從褐煤露天開采設(shè)備中，例如將具有Omm至80mm的平均粒度的預(yù)破碎的原褐煤引 入原褐煤煤倉1。從原褐煤煤倉1出來，為了精細(xì)碾磨而將原褐煤在兩個(gè)依次設(shè)置的碾磨機(jī) 中碾磨到例如Omm至2_的平均粒度（d 5(l)。然后在與干褐煤混合的情況下，如下面還將說 明的那樣，將原褐煤引入流化床干燥器3。流化床干燥器3例如經(jīng)由相應(yīng)的內(nèi)置式熱交換器 間接地借助蒸汽加熱。用于給熱交換器加載的蒸汽饋送在方法草圖（圖1)中設(shè)有附圖標(biāo) 記4。流化床干燥器3以已知的方式在輕微的過壓下運(yùn)行，其中，原褐煤經(jīng)由未示出的葉輪 閘門以及經(jīng)由設(shè)置在流化床干燥器3的上部部分中的分配器滑槽引入到流化床上。從流化 床干燥器3抽取的水汽5在電子過濾器中除塵之后被輸送給不同的其它應(yīng)用。所述水汽例 如可以排出到大氣中。還可以備選地將所述水汽冷凝，其中，可以將來自水汽冷凝的低溫?zé)?量例如耦合到電廠過程的鍋爐給水預(yù)熱中。此外還可以備選地將水汽壓縮并且為了加熱又 輸送給流化床干燥器3。來自水汽的能量也可以耦合到ORC過程（有機(jī)朗肯循環(huán)）中。
[0039] 水汽5的子流70在任何情況下作為流化介質(zhì)被輸送給流化床干燥器3。從流化 床干燥器3中抽取的干褐煤8首先在冷卻器9中被冷卻，然后在碾磨機(jī)10中再碾磨并且被 輸送給干褐煤倉11。從設(shè)置為用于熱利用的褐煤流中提取干褐煤的可能的位置以El至E4 標(biāo)識(shí)，其中，El標(biāo)識(shí)的是在流化床干燥器3下游且在冷卻器9上游的提取位置，E2標(biāo)識(shí)的是 在冷卻器9下游以及在碾磨機(jī)10上游的提取位置，E3標(biāo)識(shí)的是在碾磨機(jī)10下游且在干褐 煤倉11上游的提取位置。最后E4標(biāo)識(shí)的是在干褐煤倉11下游的提取位置。
[0040] 優(yōu)選地，在E4處提取干褐煤的需再循環(huán)的子流，這是因?yàn)橛捎谠O(shè)置在干褐煤倉11 中的儲(chǔ)藏而確保再循環(huán)的子流的更好的可計(jì)量性。
[0041] 干褐煤倉11可以在排出側(cè)設(shè)有排料葉輪，所述排料葉輪能夠以可變的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。 經(jīng)由排料葉輪的轉(zhuǎn)速控制能夠計(jì)量干褐煤量，從而能夠與原褐煤的內(nèi)聚性相關(guān)地和/或與 流化床干燥器3的負(fù)荷程度或者負(fù)荷狀態(tài)相關(guān)地設(shè)定在再循環(huán)的干褐煤量與原褐煤量之 間的數(shù)量比。干褐煤倉11可以具有兩個(gè)單獨(dú)的干褐煤抽取裝置，其中一個(gè)干褐煤抽取裝置 設(shè)置為用于干褐煤再循環(huán)或者干褐煤再混合，而另一個(gè)干褐煤抽取裝置設(shè)置為用于抽取作 為干燥工藝的可利用產(chǎn)物的干褐煤。采用兩個(gè)單獨(dú)的抽取裝置尤其具有控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)， 使得后續(xù)的運(yùn)輸路徑也能夠用于將流化床干燥器3在啟動(dòng)前用干褐煤填充。在流化床干燥 器3開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)第一次引入原褐煤之前必要的是，首先用干褐煤8建立流化層，因?yàn)樯河?于其內(nèi)聚特性是不可流化的。
[0042] 這樣布置的另一優(yōu)點(diǎn)是，在生煤輸送可能停止運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，干褐煤再循環(huán)能夠 補(bǔ)償流化層中的粉塵排出，并且流化床干燥器的所有控制回路以及流化層能夠繼續(xù)正常運(yùn) 行。
[0043] Rl至R4的位置標(biāo)識(shí)用于需再循環(huán)的干褐煤的可能的再循環(huán)位置，其中，再循環(huán)位 置Rl直接設(shè)置在生煤煤倉1下游，再循環(huán)位置R2設(shè)置在第一與第二碾磨機(jī)之間，再循環(huán)位 置R3設(shè)置在第二碾磨機(jī)下游且在流化床干燥器3上游。再循環(huán)位置R4直接設(shè)置在流化床 干燥器3上游。
[0044] 本 申請(qǐng)人:意外地發(fā)現(xiàn)，不同生煤的可流動(dòng)性與它們?cè)诹骰仓械目闪骰灾苯酉?關(guān)。通過將干褐煤混入到難以流化的原褐煤中能夠顯著改善需引入到干燥工藝中的原褐煤 的可流動(dòng)性。
[0045] 為了證明該相關(guān)性，本 申請(qǐng)人:對(duì)來自不同的露天采礦設(shè)備的不同的原褐煤以及分 別從這些生煤中獲得的干褐煤在其流動(dòng)性方面進(jìn)行了研究。下文為了簡(jiǎn)單而將不同的煤樣 本標(biāo)識(shí)為樣本1至5,以及將從中分別獲得的干褐煤在下文標(biāo)識(shí)為TBKl至TBK5,對(duì)它們分 別經(jīng)受可流動(dòng)性研究，其中，可流動(dòng)性作為固化應(yīng)力相對(duì)抗壓強(qiáng)度的比例來求得。可流動(dòng)性 由下式得出：
[0046] ff。= 〇 i : σ。，其中ff。表示可流動(dòng)性，σ i表示固化應(yīng)力并且σ。表示抗壓強(qiáng) 度。這樣的可流動(dòng)性既可以借助已知的單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)也可以借助市售的環(huán)剪儀來確 定。這樣的環(huán)剪儀例如可以從Dr. Dietmat Schulze Schuettgutmesstechnik公司（環(huán)剪 儀ST-XS)購得。各種其它類型的環(huán)剪儀可用。
[0047] 松散材料的扛流動(dòng)性在此可以如下分類：
[0048]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于對(duì)礦濕性原褐煤進(jìn)行選礦、尤其是用于電站鍋爐中的熱利用的方法，其中， 首先將原褐煤預(yù)破碎并且接著在至少一個(gè)碾磨裝置中將其粉碎以及輸送給后續(xù)的干燥，所 述干燥在利用至少一個(gè)被間接加熱的流化床干燥器的情況下在流化層中實(shí)施，所述流化床 干燥器用蒸汽作為流化介質(zhì)來運(yùn)行，其中，將原褐煤作為具有平均粒徑d5(l為最大2_的松 散材料投到流化層中，并且從在所述流化床干燥器下游的已干燥的褐煤中分支出子流并將 該子流摻入在所述干燥之前的原褐煤。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，給原褐煤混入的再循環(huán)的干褐煤的份額占 整個(gè)松散料的10質(zhì)量％與30質(zhì)量％之間、優(yōu)選10質(zhì)量％與20質(zhì)量％之間。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，根據(jù)輸送給流化層的原褐煤的量來調(diào)節(jié) 再循環(huán)的干褐煤的份額。
4. 如權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，被分支的干褐煤在利用至少一個(gè)混 合裝置的情況下在引入所述流化床干燥器之前與原褐煤在內(nèi)部混合。
5. 如權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在流化床干燥器的下游對(duì)干褐煤進(jìn) 行冷卻并且使其經(jīng)受再碾磨，并且需再循環(huán)的干褐煤的子流在所述再碾磨的下游分支。
6. 如權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，干褐煤在兩個(gè)碾磨級(jí)之間或者在上 一個(gè)碾磨級(jí)的下游混入原褐煤中。
7. 如權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，原褐煤和干褐煤的混合在利用至少 一個(gè)靜態(tài)的混合裝置的情況下在松散材料向所述流化床干燥器的輸送中進(jìn)行。
8. 如權(quán)利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，混入原褐煤中的再循環(huán)的干褐煤的 份額與所述原褐煤的在壓縮狀態(tài)下的松散材料密度和/或粘附性能相關(guān)地發(fā)生變化。
9. 如權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，借助至少一個(gè)設(shè)置在流化床上的旋 轉(zhuǎn)的分配器滑槽，優(yōu)選根據(jù)關(guān)于所述流化床干燥器的橫截面的預(yù)設(shè)的分布將原褐煤傾倒到 流化層中。
【文檔編號(hào)】F26B1/00GK104334989SQ201380026540
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月23日
【發(fā)明者】H-J·克盧茨 申請(qǐng)人:Rwe動(dòng)力股份公司