本发明涉及能源技术领域，且更具体地涉及一种煤泥膏体的制备方法及制备装置。
背景技术：
作为煤炭在洗选过程中产生的副产品，煤泥是一种由煤炭细颗粒(特指粒度在0.5mm以下)组成，同时含有多种杂质的高水分燃料。但由于其具有粘度高、含水率高(多在20％以上)、热值低(一般在12.55mj/kg左右)等特性，导致利用率低下，常作为废料遗弃。我国煤泥产量很大，随着原煤洗选率提高，煤泥产量将进一步增大。大量煤泥堆放与低效利用，不仅浪费大量宝贵资源而且容易带来环境污染问题，也会妨碍煤厂的清洁生产。因此，如何资源化高效利用洗煤泥率备受科研工作者重视。
就目前的技术条件来看，煤泥循环流化床燃烧处理技术有很大发展前景，是实现煤泥高效利用的现实途径。将煤泥制成膏体燃料，投入循环流化床锅炉进行燃烧处理，不仅回收了煤泥燃料中的热量，而且解决了大量煤泥堆放而引起的制约煤炭安全清洁生产的问题，可取得资源再利用和保护环境的双重效益。从现场实际应用情况来看，煤泥膏体燃料的利用具有重要的环境效益和经济价值。
但是，现有技术中，将煤泥制备成膏体燃料的工艺研究甚少，因此，需要一种煤泥制备成膏体燃料的工艺，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
技术实现要素：
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明了提供一种煤泥膏体的制备方法和制备装置，使得煤泥能够转化为可燃燃料。
根据本发明的第一方面，提供了一种煤泥膏体的制备方法，所述方法包括如下步骤：
除杂步骤：将煤泥在输送的过程中进行除杂；
喷淋步骤：将除杂后的煤泥在输送的过程中喷淋预设的喷淋剂，喷淋剂包括水；以及
成型步骤：将煤泥和喷淋剂在输送的过程中通过搅拌、挤压处理后形成为可燃的煤泥膏体。
根据本方案，通过将煤泥制成膏体，实现了煤泥的管道泵送运输，配合流化床焚烧技术或其他锅炉焚烧技术，实现煤泥资源化利益使煤泥变废为宝。可充分利用低质能源，并且解决了因煤泥堆放制约煤炭的生产问题，可实现资源再利用和环境保护的双重效益。对于大范围高效合理利用煤泥具有广阔的前景。
优选地，在喷淋步骤中的喷淋剂还包括添加剂。
优选地，在除杂步骤和喷淋步骤之间还包括控制步骤，以根据煤泥量控制喷淋剂的量。
优选地，水的喷淋量为煤泥量的重量的20％～40％，和/或添加剂的喷淋量为煤泥量的重量的1％～2％。
优选地，煤泥为颗粒状，其的粒径范围为0～10mm。
优选地，除杂步骤除去的杂质为fe3o4、fe2o3或feo中的一种或多种。
根据本发明的第二方面，提供了一种煤泥膏体的制备装置包括输送机构，输送机构用于输送煤泥；除杂机构，除杂机构用于在煤泥的输送过程中除去煤泥中的杂质；喷淋机构，喷淋机构用于在煤泥的输送过程中向经过除杂机构处理的煤泥中添加喷淋剂；以及搅拌机构，搅拌机构用于搅拌煤泥和喷淋剂，并进行挤压，以形成煤泥膏体。
根据本方案，能够将煤泥颗粒制成膏体，实现了煤泥的管道泵送运输。而且，可以最大程度使得所制备的煤泥膏体均匀混合，并且提升了煤泥膏体的可燃性。
优选地，输送机构中设置有称重系统，用于对经过除杂机构处理的煤泥进行称重。
优选地，还包括控制机构，控制机构与称重系统和喷淋机构连接。
优选地，输送机构包括三个传送部件，三个传送部件布置为连续传送，除杂机构、称重系统和喷淋机构分别设置在三个传送部件处。
优选地，输送机构包括刮板机。
优选地，还包括膏体储罐，膏体储罐内设置有存储搅拌机构。
优选地，还包括预处理机构，预处理机构用于在煤泥进入输送机构之前筛选出合适粒径的煤泥。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
图1为根据本发明的优选实施方式的制备装置的结构示意图。
附图标识
10-输送机构；11-皮带传送机；111-下料斗；12-称重皮带机；121-下料斗；13-皮带传送机；131-加药池；14-刮板机；141-下料斗；15-刮板机；20-除杂机构；30-喷淋机构；40-控制机构；50-搅拌机构；60-预处理机构；61-受煤斗；62-振筛机；63-阀门；70-膏体储罐；71-存储搅拌机构。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制，单数形式的“一”“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本发明中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。
本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。
按照本发明的一种优选实施方式，煤泥膏体的制备方法包括如下步骤：
除杂步骤：将煤泥在输送的过程中进行除杂。
控制步骤，以根据煤泥量控制水和/或添加剂的量。
喷淋步骤：将除杂后的煤泥在输送的过程中喷淋水和/或添加剂。
成型步骤：将煤泥、水和/或添加剂在输送的过程中通过搅拌、挤压处理后形成为可燃的煤泥膏体。
本发明提供的制备方法为连续过程，使得在进行上述步骤时，煤泥的连续除杂效果好，通过煤泥量以控制水和/或添加剂的量的控制水平高，以及后期的搅拌、挤压处理能够最大程度提高煤泥膏体的均匀混合度，并且提升了煤泥膏体可燃性。再者，该连续过程使得处理量大，自动化水平高。由于上述步骤均是煤泥在输送过程中进行的，因此，不需要现场操作人员手动运输煤泥和手动控制装置，节省了大量的人力。
由于煤泥原料来自于煤泥堆放场，某些煤泥是已经干化的煤泥，因此，优选地，在进行除杂步骤之前，还包括预处理步骤，将煤泥原料进行分散、打散，挑选出合适粒径的煤泥颗粒。优选地，煤泥颗粒的粒径范围为0～10mm。
进一步地，煤泥中影响煤泥膏体可燃性的主要的杂质为含铁杂质，因此，需要将含铁杂质去除。含铁杂质优选为fe3o4、fe2o3或feo中的一种或多种。
在上述的四个步骤中，控制步骤是优选步骤，用于提高所制备的最终煤泥膏体产品的可燃性。优选地，实施该控制步骤时，需要控制水的喷淋量为煤泥量的重量的20％～40％，优选为30％。添加剂的喷淋量为煤泥量的重量的1％～2％。通过控制水和/或添加剂与煤泥的重量关系，使得煤泥膏体成型效果更好、稳定性更高，得到的膏体产品的可燃性更高。
本发明的喷淋步骤中，需要指出的是本发明的喷淋剂可以是水，也可以是水和添加剂，添加剂可以是本领域技术人员熟知的稳定剂和/或分散剂。本发明的添加剂可根据需要添加。
需要说明的是，在该方法中，优选地，当喷淋剂为水和添加剂时，水和添加剂的加入过程是将所控制的相应量的水和添加剂形成为互溶的均一混合液，然后，将该混合液通过喷淋过程均匀的喷淋至该输送过程中的煤泥。
本发明的喷淋步骤的水和/或添加剂能够与固体颗粒状的煤泥通过后序的搅拌、挤压工艺形成为膏状的煤泥，使得采用本方法制备的煤泥膏体稳定性、分散性优于现有的煤泥。
在成型步骤中，将煤泥、水和/或添加剂充分搅拌、混合和挤压，这样可以使最终的煤泥膏体产品成型效果好。便于后序过程中，将煤泥膏体采用管道运输，作为膏体燃料直接投入到循环流化床等其它技术领域的锅炉内，可明显改善焚烧锅炉房的运行环境，便于设备的自动化运行。当然，本发明的最终煤泥膏体产品也可以用管道输送至膏体储罐，以备用，从而解决了低质能源煤泥利用率低下和煤泥堆放制约煤厂生产的问题。
本发明可以应用在循环流化床锅炉中，煤泥膏体燃料通过管道输送直接投入到炉膛内，将制备好的膏体与循环流化床锅炉有机地结合起来，实现了低质能源煤泥的资源化、减量化、无害化利用。而且，可明显改善焚烧锅炉房的运行环境，便于设备的自动化运行。
下面结合图1对本发明的优选实施方式的制备装置进行描述。
如图1所示，本发明的煤泥膏体的制备装置包括输送机构10、除杂机构20、喷淋机构30、控制机构40和搅拌机构50。输送机构10用于输送煤泥和煤泥膏体。除杂机构20用于在煤泥的输送过程中除去煤泥中的杂质。喷淋机构30用于在煤泥的输送过程中向经过除杂机构20处理的煤泥中添加水和/或添加剂。控制机构40用于控制水和/或添加剂的添加量。搅拌机构50用于搅拌煤泥、水和/或添加剂，并进行挤压，以形成煤泥膏体。
优选地，在煤泥进入输送机构10之前，设置了挑选出合适粒径的煤泥颗粒的装置。本优选设施方式，在煤泥进入输送机构10之前，位于输送机构10的入口处的上方设置了预处理机构60，该预处理机构60包括受煤斗61和振筛机62，受煤斗61内的煤泥颗粒经振筛机62的作用，粒径范围为0～10mm的煤泥颗粒落入至输送机构10的入口。进一步地，在受煤斗61的出口处设置有阀门63，以控制进入振筛机62的煤泥量。本优选实施方式的阀门63可以是闸阀、球阀、截止阀等本领域技术人员熟知的任一阀门，本发明优选为闸板阀。
输送机构10包括三个传送部件，该三个传送部件布置为水平且连续传送。具体地，本优选实施方式中，该三个传送部件按工艺顺序分别为皮带传送机11、称重皮带机12和皮带传送机13，并且彼此的煤泥进出口以工艺顺序相连和/相对应布置。其中，称重皮带机12具有称重系统(未示出)，以在线称取该称重皮带机12上的煤泥量。皮带传送机13设置在加料池内，以防止煤泥在喷淋的过程中喷淋液体的喷溅。
优选地，皮带传送机11、称重皮带机12和皮带传送机13布置为在高度方向上彼此具有预设的间隔距离，即彼此之间设置有预设高度差。皮带传送机11的出口设置在称重皮带机12的入口处的上方，称重皮带机12的出口设置在皮带传送机13的入口的上方。进一步地，在皮带传送机11的出口和称重皮带机12的出口处分别设置有下料斗111和121，用以收集煤泥颗粒至下一装置。同时，用以减缓煤泥颗粒在因自身重力作用下产生的冲击力和避免了煤泥的固体飞扬带来的环境污染。
进一步地，除杂机构20设置在皮带传送机11上，本优选设施方式中，除杂机构20为除铁器，通过使用除铁器20可以去除煤泥中诸如fe3o4、fe2o3或feo中的一种或多种的废铁杂质。
进一步地，喷淋机构30设置在皮带传送机13的上方，喷淋机构30设置有控制开关(未示出)，能够控制喷淋机构30内水和/或添加剂的喷淋开度。此处，添加剂可根据需要添加或不添加。例如，当预计生产出的煤泥膏体在膏体储罐70放置时间较长时，则需要添加预设量的添加剂，以防止煤泥膏体因长时间聚集而沉底。
进一步地，本发明的水和/或添加剂的量需要根据煤泥量进行调节，因此，将称重皮带机12的称重系统和喷淋机构30的控制开关与控制机构40连接。本优选实施方式的控制机构40为plc控制系统。plc控制系统40根据称重皮带机12的称重系统测量进入加药池131的煤泥量，以控制喷淋机构30的控制开关的开度进行水和/或添加剂量的调节。具体地，控制水的喷淋量为煤泥量的重量的20％～40％，控制添加剂的喷淋量为煤泥量的重量的1％～2％。
进一步地，输送机构10还包括刮板机14、15。刮板机14、15布置为连续传送。其中，刮板机14倾斜布置，倾斜的角度可根据实际需要设置。刮板机14的入口与加药池131内的皮带传送机13的出口连通，出口处设置有下料斗141，以使煤泥经刮板机11输送至搅拌机构50。刮板机12位于搅拌机构50的出口处，用以将搅拌、挤压后的煤泥膏体输送至膏体储罐70或通过管道输送至锅炉(未示出)。
本发明采用刮板机14、15作为后序输送工艺的输送装置是因为当煤泥中添加水和/或添加剂后，煤泥的粘度增大，在输送的过程中会粘附在输送装置上，因而不能采用普通的皮带传送机。刮板机14、15能够利用刮板链的作用带动煤泥移动，避免了煤泥粘附的现象发生。而且，刮板机14、15在刮板链(未示出)的作用下，还能够对煤泥不断地进行搅拌。刮板机14使煤泥、水和/或添加剂在进入搅拌机构50之前已进行初步的混合，方便煤泥、水和/或添加剂在搅拌机构50内更好地实现边搅拌、边挤压的过程。刮板机15使成型后的煤泥膏体在输送的过程中再次进行搅拌混合，以得到混合均匀的煤泥膏体。
本发明的搅拌机构50不仅仅是将煤泥、水和/或添加剂进行搅拌，更进一步地是将煤泥、水和/或添加剂进行挤压，通过边搅拌、边挤压的过程得到最终的煤泥膏体燃料产品。优选地，优选为双轴搅拌器。
优选地，本发明的制备装置还包括膏体储罐70，以将煤泥膏体储存备用。为了防止膏体储罐70内煤泥膏体板结，在煤泥膏体储罐70下方装配存储搅拌机构71。
本优选实施方式的制备装置的工作过程如下：
开启受煤斗61出口处的阀门63，受煤斗61内的煤泥原料落入振筛机62中。振筛机62不断的对煤泥原料进行分散、打散，挑选出合适粒径的煤泥颗粒落入皮带传送机11。皮带传送机11将煤泥颗粒经出口处的下料斗111输送至称重皮带机12。并且在输送的过程中除铁器20运行，将经过除铁器20的煤泥颗粒去除废铁杂质。
除铁后的煤泥进入称重皮带机12，利用称重系统在线测量煤泥的累积量。然后，煤泥经称重皮带机12出口处的下料斗121输送至加料池，并通过加料池内的皮带传送机13输送至刮板机14。煤泥在皮带传送机13的输送过程中喷淋机构30运行，将水和/或添加剂喷淋到煤泥上。同时，plc控制系统40根据称重皮带测量结果来控制喷淋机构30的水和/或添加剂的控制开关的开度，使得水的喷淋量为煤泥量的重量的30％，添加剂的喷淋量为煤泥量的重量的1％～2％。
将携带有该水和添加剂的煤泥通过刮板机14输送至搅拌机构50，搅拌机构50通过将煤泥、水/或添加剂物理搅拌、挤压，实现混合均匀，最终由刮板机15输送至膏体储罐70。并且膏体储罐70内的存储搅拌机构71保持运转，以防止煤泥膏体板结。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。