用于对矿湿性原褐煤进行选矿的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于对矿湿性原褐煤进行选矿、尤其是用于电站锅炉中的热利用的方法。首先将原褐煤预破碎并且接着在至少一个碾磨装置(2)中将其粉碎以及输送给后续的干燥。所述干燥在利用至少一个被间接加热的流化床干燥器(3)的情况下在流化层中实施。将从所述流化床干燥器(3)中抽取的原褐煤的一部分分支，并且在所述干燥之前将其掺入所述原褐煤，由此改进褐煤的可流化性。
【专利说明】用于对矿湿性原褐煤进行选矿的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于对矿湿性原褐煤进行选矿、尤其是用于电站锅炉中的热利用 的方法，其中，首先将原褐煤预破碎并且接着将其在至少一个碾磨装置中粉碎以及输送给 后续的干燥，其中所述干燥在利用至少一个被间接加热的流化床干燥器在流化床中实施， 所述流化床干燥器用蒸汽作为流化介质来运行。
【背景技术】
[0002] -种用于在流化层中对含水褐煤进行干燥的方法例如从DE 20 01 723 C2中已 知。
[0003] 在那里描述的流化床干燥法提出，借助螺旋输送机将原料煤输送给流化床干燥 器。
[0004] 从之前提及的文献中已知的方法应适合用于干燥块状材料，所述块状材料的大小 在例如0. 3cm至IOcm的范围中。为此，需干燥的材料、例如褐煤在涡流中变成更致密的材 料例如石英砂。该方法要求：将已干燥的固体材料连同粒状的可流化材料的一部分移除，并 且固体材料和可流化材料彼此分离，从而将分离出的可流化材料引回到流化床中。该方法 是繁复的并且实际上是不容易实施的。
[0005] 用于干燥褐煤的、尤其是用于应用在电站锅炉中的另一种方法例如从DE 196 20 047 Al中已知。该方法仅用褐煤作为固体以及用蒸汽作为流化介质来运行。需输送给干燥 器的褐煤为了在流化床中流化而被相对精细地碾磨，例如碾磨为约Imm的平均粒径d 5(l。
[0006] 根据褐煤的性质，这样的流化床干燥工艺能够在固定的流化层中相对稳定且无故 障地进行。
[0007] 如这已经在DE 29 01 723 C2中说明的那样，这基本上取决于固体在流化床干燥 器中的可流化性。在固定的流化层内部的流体机械过程极其复杂并且仅可受限地仿真。在 由本 申请人:运行的中试设备中，根据需引入的质量流不时地产生混合动力学的干扰。因为 这样的干扰，原褐煤的沉积优选形成在流化床干燥器的热交换器上。由此使热传递变差，干 燥器的功率显著降低，在最差的情况下流化层坍塌。
[0008] 在不同的通过能力下用流化床干燥器的试验证实，原褐煤的可流化性不仅与流化 床干燥器的负荷程度相关，而且也与原褐煤的类型和成分相关。
【发明内容】
[0009] 因此本发明基于的目的是，提供一种用于利用至少一个被间接加热的流化床干燥 器来对矿湿性原褐煤进行选矿的方法，所述方法即使在高的通过能力和在不同类型的原料 煤的情况下也确保基本上稳定的且无干扰的流化床运行。
[0010] 基于本发明的目的通过一种用于对矿湿性原褐煤进行选矿、尤其是用于电站锅炉 中的热利用的方法得以实现，其中，首先将原褐煤预破碎并且接着将其在至少一个碾磨装 置中粉碎以及输送给后续的干燥，其中，干燥在利用至少一个被间接加热的流化床干燥器 的情况下在流化层中实施，所述流化床干燥器用蒸汽作为流化介质来运行，其中，将原褐煤 作为平均粒径d5(l为最大2mm的松散材料投到流化层中，并且从流化床干燥器下游的已干燥 的褐煤中分支出子流并且将该子流掺入干燥之前的原褐煤。
[0011] 粒度分布例如可以经由影响一个或多个连接在流化床干燥器上游的碾磨机的转 速来确保。作为碾磨机例如应用冲击式碾磨机，所述冲击式碾磨机根据转速获得其它碾磨 精度。粒度分布通过筛分来检查并且为此可以每日或者批次性地提供采样。样本在实验室 中通过筛分等级来监控。备选地，粒度分布也可以在体积方面经由在线方法测量。
[0012] 为了流化层的稳定性最重要的是，过大粒部分（>2_)不会过大，否则这会损伤流 化层的稳定性。
[0013] 粒度分布备选地也可以通过下述方式得以确保，筛分分级在碾磨已干燥的褐煤的 下游，其中，过大粒部分被筛分并且经受再碾磨。
[0014] 本发明基于的知识是：矿湿性原褐煤与其产地相关地具有不同的粘着特性，该粘 着特性对煤的可流化性具有或大或小的影响。
[0015] 已知的是，原褐煤作为采掘获得的天然产物在水含量、碳含量以及矿物成分方面 根据产地而不同。原褐煤的特定的性能必须在应用时作为已给定的得到考虑。
[0016] 申请人:以试验的方式发现，原褐煤的可流化性与其可流动性密切相关，并且原褐 煤的可流动性令人意外地可以通过掺入相同煤种类的干褐煤而产生正面的影响。
[0017] 因此根据本发明提出，在干燥过程之前为需干燥的原褐煤添加干褐煤形式的相同 的煤种类。
[0018] 根据本发明的选矿方法的稳定性、尤其是在流化床干燥器内部的流化层的稳定性 令人意外地可以通过下述方式得到改进：已干燥的褐煤的一部分在过程内循环移动，从而 通过这种方式使得难以或不能流化的原褐煤在通过能力相对高的同时也能够在流化床干 燥器中得到应用和干燥。
[0019] 流化层的可流化性的问题也与流化床干燥器的负荷程度相关。流化层的干扰尤其 会在流化床干燥器的高负荷的情况下发生。
[0020] 优选地，原褐煤和再循环的干褐煤的混合物在根据本发明的方法中经由叶轮闸门 进入到处于轻微过压下的流化床干燥器中，引入流化层上并且分布到流化层上。
[0021] 特别优选地提出，给原褐煤掺入的干褐煤份额占整个松散料的10质量％与30质 量％之间、优选10质量％与20质量％之间。
[0022] 适宜地提出：根据输送给流化层的原褐煤的量来调节再循环的干褐煤的份额。调 节可以如此设置：设定干褐煤相对原褐煤的确定的数量比，并且相应地计量干褐煤。根据所 设定的设备负荷，再循环的干褐煤量能够在比例恒定的情况下自动匹配。
[0023] 在本申请的意义上，调节理解为自动化的调节，对于该调节而言设有相应的过程 控制技术。
[0024] 原褐煤可以具有直至65质量％的波动的水含量/湿气含量。从流化床干燥器中 抽取的干褐煤的水含量在吸湿范围中在系统压力恒定的情况下通过流化层温度或者通过 解吸等温线的变化曲线来确定。从流化床干燥器中抽取的干褐煤可以具有〇. 4_至0. 8_、 优选0. Imm至0. 4mm、必要时0. Imm至0. 2mm的平均粒径d5(l。干褐煤的湿气含量可以在10 质量％与15质量％之间、优选例如在15质量％与18质量％之间。流化床干燥器内部的过 压可以直至lObar。干褐煤的湿气含量也可以在8质量％与20质量％之间、优选在10质 量％与16质量％之间。
[0025] 如之前已经提及的那样，流化床干燥器优选用蒸汽作为加热介质被间接加热。干 燥器水汽的一部分或备选地来自耦联的电站过程的外部蒸汽可以用于流化床的或者在流 化床干燥器内部的原褐煤的流化。
[0026] 被分支的干褐煤可以在利用至少一个混合装置的情况下与原褐煤在引入流化床 干燥器之前在内部混合。这样的混合不是在所有情况下都是必需的，然而其显著改善精细 的干褐煤颗粒在所使用的湿性原褐煤的颗粒上的粘附。
[0027] 例如，可以在流化床干燥器下游对干褐煤进行冷却并且使其经受再碾磨，其中，在 再碾磨的下游将干褐煤上的子流分支。
[0028] 当然也可行的是，直接在流化床干燥器的下游将需再循环的干褐煤分支，然而更 有利的是冷却和再碾磨，从而例如将具有Omm至Imm的平均粒度d 5(l的干褐煤添加给原褐 煤。粒度分布同样能够在体积方面通过筛分分级来确定，从而在粒度分布具有偏差的情况 下可以相应地进行再碾磨。
[0029] 再循环的干褐煤可以在两个碾磨级之间或在上一个碾磨级的下游掺入原褐煤中。 当然也可行的是，将再循环的干褐煤在第一次碾磨之前添加给原褐煤。
[0030] 在这种情况下，通过原褐煤和干褐煤的一起碾磨已经保障内部混合，因而可能的 单独的混合装置是不必要的。然而在相对有效的或者节能的方法控制的意义上重要的是， 尽可能少地将干褐煤引入循环并且将需再循环的或者会随同夹带的干褐煤的路径保持得 尽可能短。在此当然也应考虑防爆炸保护的角度。出于后者的原因适宜且重要的是：需再 循环的干褐煤在精细碾磨原褐煤的下游引入原褐煤中，并且例如借助静态的或动态的混合 装置在向流化床干燥器的输送中实施与原褐煤的混合。混合例如也能够经由传统的传送装 置实施。
[0031] 适宜的是，混入原褐煤的干褐煤的份额与原褐煤的粘附性能和/或流化床干燥器 的负荷状态相关地发生变化。如下面还将讨论的那样，已经发现：原褐煤的粘附性能和流动 性能大部分取决于原褐煤的可压缩性进而取决于原褐煤在压缩状态下的松散材料密度。
[0032] 适宜地，借助至少一个设置在流化床之上的旋转的分配器滑槽，优选根据关于流 化床干燥器的横截面的预设的分布将原褐煤倾倒到流化层中。
【专利附图】
【附图说明】
[0033] 下面参考所附的附图来阐述本发明。
[0034] 附图中：
[0035] 图1示出根据本发明的选矿方法的方法原理的示意图；
[0036] 图2不出图表，在该图表中不出具有不同可流动性的材料的松散材料坚固性与固 化应力的相关性。
【具体实施方式】
[0037] 首先参考图1示出的方法原理，其图解示出流化床干燥器的流程图，所述流化床 干燥器例如可以连接到电厂锅炉上以用于燃烧褐煤。
[0038] 从褐煤露天开采设备中，例如将具有Omm至80mm的平均粒度的预破碎的原褐煤引 入原褐煤煤仓1。从原褐煤煤仓1出来，为了精细碾磨而将原褐煤在两个依次设置的碾磨机 中碾磨到例如Omm至2_的平均粒度（d 5(l)。然后在与干褐煤混合的情况下，如下面还将说 明的那样，将原褐煤引入流化床干燥器3。流化床干燥器3例如经由相应的内置式热交换器 间接地借助蒸汽加热。用于给热交换器加载的蒸汽馈送在方法草图（图1)中设有附图标 记4。流化床干燥器3以已知的方式在轻微的过压下运行，其中，原褐煤经由未示出的叶轮 闸门以及经由设置在流化床干燥器3的上部部分中的分配器滑槽引入到流化床上。从流化 床干燥器3抽取的水汽5在电子过滤器中除尘之后被输送给不同的其它应用。所述水汽例 如可以排出到大气中。还可以备选地将所述水汽冷凝，其中，可以将来自水汽冷凝的低温热 量例如耦合到电厂过程的锅炉给水预热中。此外还可以备选地将水汽压缩并且为了加热又 输送给流化床干燥器3。来自水汽的能量也可以耦合到ORC过程（有机朗肯循环）中。
[0039] 水汽5的子流70在任何情况下作为流化介质被输送给流化床干燥器3。从流化 床干燥器3中抽取的干褐煤8首先在冷却器9中被冷却，然后在碾磨机10中再碾磨并且被 输送给干褐煤仓11。从设置为用于热利用的褐煤流中提取干褐煤的可能的位置以El至E4 标识，其中，El标识的是在流化床干燥器3下游且在冷却器9上游的提取位置，E2标识的是 在冷却器9下游以及在碾磨机10上游的提取位置，E3标识的是在碾磨机10下游且在干褐 煤仓11上游的提取位置。最后E4标识的是在干褐煤仓11下游的提取位置。
[0040] 优选地，在E4处提取干褐煤的需再循环的子流，这是因为由于设置在干褐煤仓11 中的储藏而确保再循环的子流的更好的可计量性。
[0041] 干褐煤仓11可以在排出侧设有排料叶轮，所述排料叶轮能够以可变的转速运行。 经由排料叶轮的转速控制能够计量干褐煤量，从而能够与原褐煤的内聚性相关地和/或与 流化床干燥器3的负荷程度或者负荷状态相关地设定在再循环的干褐煤量与原褐煤量之 间的数量比。干褐煤仓11可以具有两个单独的干褐煤抽取装置，其中一个干褐煤抽取装置 设置为用于干褐煤再循环或者干褐煤再混合，而另一个干褐煤抽取装置设置为用于抽取作 为干燥工艺的可利用产物的干褐煤。采用两个单独的抽取装置尤其具有控制技术的优点， 使得后续的运输路径也能够用于将流化床干燥器3在启动前用干褐煤填充。在流化床干燥 器3开始运转时第一次引入原褐煤之前必要的是，首先用干褐煤8建立流化层，因为生煤由 于其内聚特性是不可流化的。
[0042] 这样布置的另一优点是，在生煤输送可能停止运转的情况下，干褐煤再循环能够 补偿流化层中的粉尘排出，并且流化床干燥器的所有控制回路以及流化层能够继续正常运 行。
[0043] Rl至R4的位置标识用于需再循环的干褐煤的可能的再循环位置，其中，再循环位 置Rl直接设置在生煤煤仓1下游，再循环位置R2设置在第一与第二碾磨机之间，再循环位 置R3设置在第二碾磨机下游且在流化床干燥器3上游。再循环位置R4直接设置在流化床 干燥器3上游。
[0044] 本 申请人:意外地发现，不同生煤的可流动性与它们在流化床中的可流化性直接相 关。通过将干褐煤混入到难以流化的原褐煤中能够显著改善需引入到干燥工艺中的原褐煤 的可流动性。
[0045] 为了证明该相关性，本 申请人:对来自不同的露天采矿设备的不同的原褐煤以及分 别从这些生煤中获得的干褐煤在其流动性方面进行了研究。下文为了简单而将不同的煤样 本标识为样本1至5,以及将从中分别获得的干褐煤在下文标识为TBKl至TBK5,对它们分 别经受可流动性研究，其中，可流动性作为固化应力相对抗压强度的比例来求得。可流动性 由下式得出：
[0046] ff。= 〇 i : σ。，其中ff。表示可流动性，σ i表示固化应力并且σ。表示抗压强 度。这样的可流动性既可以借助已知的单轴抗压强度试验也可以借助市售的环剪仪来确 定。这样的环剪仪例如可以从Dr. Dietmat Schulze Schuettgutmesstechnik公司（环剪 仪ST-XS)购得。各种其它类型的环剪仪可用。
[0047] 松散材料的扛流动性在此可以如下分类：
[0048]
【权利要求】
1. 一种用于对矿湿性原褐煤进行选矿、尤其是用于电站锅炉中的热利用的方法，其中， 首先将原褐煤预破碎并且接着在至少一个碾磨装置中将其粉碎以及输送给后续的干燥，所 述干燥在利用至少一个被间接加热的流化床干燥器的情况下在流化层中实施，所述流化床 干燥器用蒸汽作为流化介质来运行，其中，将原褐煤作为具有平均粒径d5(l为最大2_的松 散材料投到流化层中，并且从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将 该子流掺入在所述干燥之前的原褐煤。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，给原褐煤混入的再循环的干褐煤的份额占 整个松散料的10质量％与30质量％之间、优选10质量％与20质量％之间。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据输送给流化层的原褐煤的量来调节 再循环的干褐煤的份额。
4. 如权利要求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个混 合装置的情况下在引入所述流化床干燥器之前与原褐煤在内部混合。
5. 如权利要求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对干褐煤进 行冷却并且使其经受再碾磨，并且需再循环的干褐煤的子流在所述再碾磨的下游分支。
6. 如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，干褐煤在两个碾磨级之间或者在上 一个碾磨级的下游混入原褐煤中。
7. 如权利要求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 一个静态的混合装置的情况下在松散材料向所述流化床干燥器的输送中进行。
8. 如权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，混入原褐煤中的再循环的干褐煤的 份额与所述原褐煤的在压缩状态下的松散材料密度和/或粘附性能相关地发生变化。
9. 如权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，借助至少一个设置在流化床上的旋 转的分配器滑槽，优选根据关于所述流化床干燥器的横截面的预设的分布将原褐煤倾倒到 流化层中。
【文档编号】F26B1/00GK104334989SQ201380026540
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年5月22日 优先权日:2012年5月23日
【发明者】H-J·克卢茨 申请人:Rwe动力股份公司