СПОСОБ СУШКИ ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЕЙ Российский патент 1998 года по МПК C10B49/12 

Изобретение относится к области переработки угля, конкретно к способу сушки продуктов обогащения углей, преимущественно каменных углей, и может быть использовано на обогатительных фабриках.

Известно, что на углеобогатительных фабриках широко применяют процессы, осуществляющиеся в водных средах (обогащение в тяжелых суспензиях, флотация и др.), в ходе которых наряду с отделением минеральных примесей в уголь вводится значительное количество балласта - вода. Поэтому заключительными операциями в процессах обогащения являются механическое и термическое обезвоживание продуктов обогащения угля, в первую очередь - угольных концентратов.

При этом основную трудность представляет сушка флотоконцентрата (0 - 0,5 мм) и мелкого концентрата (0,5 - 13 мм), сохраняющих после механического обезвоживания (на обезвоживающих грохотах, фильтрующих центрифугах, вакуум-фильтрах) остаточную влажность 23 - 29% и 8 - 13% соответственно [1], что обусловливает необходимость дополнительной тепловой сушки, от способа и аппаратурного оформления которой в существенной степени зависят качество угольного концентрата, расход топлива, энерго- и металлоемкость процесса.

В настоящее время на углеобогатительных фабриках чаще всего используются барабанные сушилки и трубы-сушилки, работающие под разряжением, что делает вероятным неконтролируемый подсос воздуха [1]. С учетом высоких температур газового теплоносителя (выше 700^oC) это может приводить к ухудшению технологических характеристик высушиваемого материала и не обеспечивает взрывобезопасность процесса сушки.

Известен способ термообработки мелких классов бурых углей (размер частиц 5 мм) в последовательной системе из двух вихревых камер газовым теплоносителем с температурой 450 - 470^oC с последующей изотермической выдержкой [2].

При обработке угля в вихревых камерах обеспечивается высокая интенсивность тепло-массообмена за малое время пребывания материала в зоне обработки. При этом осуществляются сушка угля и деструктивные превращения угольного вещества, сопровождающиеся реакциями дегидратации и декарбоксилирования.

Однако указанный способ не применим для сушки продуктов обогащения, так как не обеспечивает сохранения качества угля, не предусматривает возможности сушки частиц размером до 13 мм и получения оптимальной влажности (до 7%) конечного продукта.

Целью изобретения является взрывобезопасный способ сушки газовых углей и продуктов обогащения с сохранением их технологических характеристик.

В предлагаемом способе сушки продуктов обогащения углей удается избежать процессов, связанных с их деструкцией. Это достигается за счет того, что сушку осуществляют в одной вихревой камере в потоке газового теплоносителя с температурой на входе в камеру, не превышающей 410 - 420^oC, до остаточной влажности 5 - 6%. При этом тепловая выдержка материала после вихревой камеры исключается.

Снижение температуры теплоносителя в случае каменных углей и использование одноступенчатой термообработки обусловлено тем, что основная часть связанной с ними влаги является поверхностной и удаляется в ходе их сушки в вихревой камере как за счет термического фактора, так и за счет аэродинамического фактора, определяемого характером движения угольных частиц в закрученном потоке газового теплоносителя. Благодаря этому данный способ сушки применим к классам продуктов обогащения - 13 мм.

Взрывобезопасность процесса для всех типов углей достигается использованием теплоносителя с низким содержанием свободного кислорода (до 3%) и работой системы под избыточным давлением (600 - 800 мм вод. ст.), что исключает подсос воздуха.

Пример 1.

Флотоконцентрат угля марки "КС", ситовой состав которого приведен ниже, смешанный с мелким концентратом в соотношении 75% флотоконцентрата и 25% мелкого концентрата, имел исходную влажность 21,2%.

Ситовой состав флотоконцентрата угля марки "КС":
Размер частиц, мм - Содержание, %
1 - 2,0
1 - 0,5 - 2,0
0,5 - 0,25 - 17,0
0,25 - 0,063 - 71,5
0,063 - 0 - 7,5
Смесь флотоконцентрата с мелким концентратом подавали в вихревую камеру при соотношении теплоносителя к угольному материалу 2,3 кг теплоносителя на 1 кг материала при температуре газового теплоносителя на входе в вихревую камеру 410^oC. Конечная возможность высушенного продукта составила 5%.

Пример 2.

Мелкий концентрат угля марки "Г", имеющий ситовой состав, приведенный ниже, и начальную влажность 13%, подавали в вихревую камеру при соотношении теплоносителя к угольному материалу 2,5 кг теплоносителя на 1 кг угольного материала и температуре газового теплоносителя на вход в вихревую камеру 395^oC. Конечная влажность высушенного угля марки "Г" составила 6%.

Ситовой состав угля марки "Г":
Размер частиц, мм - Содержание,%
13 - 10 - 30,8
10 - 7 - 32,6
7 - 5 - 15,8
5 - 3 - 11,7
<3 - 9,1

Использование: изобретение относится к области переработки угля, конкретно к способу сушки продуктов обогащения углей, преимущественно каменных, и может быть использовано на обогатительных фабриках. В предлагаемом способе сушки удается избежать процессов деструкции угольного вещества и обеспечить безопасность процесса. Сущность изобретения: способ включает термообработку продуктов обогащения в потоке газового теплоносителя в вихревой камере, работающей при избыточном давлении, при температуре 390-420^oC до остаточной влажности 5-6%.

Способ сушки продуктов обогащения углей, включающий их термообработку в потоке газового теплоносителя, отличающийся тем, что сушку осуществляют в вихревой камере, работающей при избыточном давлении, при температуре теплоносителя 390 - 420^oC до остаточной влажности 5 - 6%.