СПОСОБ СУШКИ ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЕЙ Российский патент 2010 года по МПК C10B49/12 

Изобретение относится к области переработки угля, конкретно к способу сушки мелких классов (< 6 мм) продуктов обогащения коксующихся углей, и может быть использовано на модульных обогатительных фабриках.

Известно, что на углеобогатительных фабриках широко применяют процессы, осуществляющиеся в водных средах (обогащение в тяжелых суспензиях, в гидро- и винтовых сепараторах), в ходе которых наряду с отделением минеральных примесей в угле остается значительное количество балласта - воды. 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 (0,5-6 мм), сохраняющих после механического обезвоживания (на обезвоживающих грохотах, фильтрующих центрифугах, фильтрующих аппаратах) остаточную влажность 23-27% и порядка 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 используют барабанные сушилки и трубы сушилки [1], что существенно удорожает процесс и делает вероятным неконтролируемый подсос воздуха. С учетом высоких температур газового теплоносителя (выше 700°С) это может приводить к ухудшению технологических характеристик высушиваемого материала (окисление) и не обеспечивает взрывобезопасность процесса сушки.

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

При обработке угля в вихревых камерах обеспечивается высокая интенсивность тепломассобмена за малое время пребывания материала в зоне обработки. Но при этом осуществляются не только сушка продуктов обогащения угля, но и определенные деструктивные превращения угольного вещества, сопровождающиеся реакциями дегидратации и декарбоксилирования.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ [3] сушки продуктов обогащения углей (флотоконцентратов), в котором осуществляют их термообработку в потоке газового теплоносителя в вихревой камере, работающей при избыточном давлении, заданной температуре теплоносителя 390-420°С, до заданной остаточной влажности 5-6%.

Недостатком данного способа является невозможность его применения для сушки продуктов обогащения коксующихся углей, т.к. не обеспечивается необходимое качество мелких классов продуктов обогащения коксующихся углей после их сушки, т.е. не позволяет избежать процессов, связанных с их деструкцией, а также данный способ не обеспечивает получение оптимальной влажности конечного продукта.

В основу изобретения положена задача разработать способ сушки продуктов обогащения коксующихся углей после механического обезвоживания в центрифуге или в фильтрующем аппарате, в котором, за счет осуществления сушки при более низкой температуре газового теплоносителя и более высокой остаточной влажности, сохраняется качество продуктов обогащения коксующихся углей.

Задача решается тем, что предлагается более эффективный способ сушки продуктов обогащения углей, включающий их термообработку в потоке газового теплоносителя в вихревой камере, работающей при избыточном давлении и температуре газового теплоносителя до остаточной влажности, в котором согласно изобретению сушке подвергают продукты обогащения коксующихся углей, которые предварительно обезвоживают до начальной остаточной влажности 13%, после чего заданную температуру газового теплоносителя понижают до 250-350°С, а остаточную влажность доводят до 8%.

В данном способе предварительное обезвоживание продуктов обогащения коксующихся углей производят в центрифуге или в фильтрующих камерах.

В заявленном способе, в отличие от известных, предварительное обезвоживание продуктов обогащения коксующихся углей и пятипроцентная разница остаточной влажности позволяют снизить температуру газового теплоносителя до 250-350°С, с уменьшением которой повышаются качественные характеристики конечного продукта по составу примесей и сохраняются его технологические характеристики.

Снижение температуры теплоносителя в данном случае с сохранением одноступенчатого процесса обусловлено тем, что в вихревой камере удаляется сравнительно небольшое количество влаги (около 5%), которая является поверхностной. Удаление влаги осуществляют как за счет термического так и за счет аэродинамического фактора, определяемого характером движения угольных частиц в закрученном скоростном потоке газового теплоносителя.

Выбор интервала сушки, равного 5%, и грансостава концентрата обеспечивает повышение производительности сушильного агрегата и более равномерную влажность конечного продукта.

В данном способе также сохраняется взрывобезопасность.

Осуществление способа можно продемонстрировать на следующих примерах.

Пример 1.

Обогащенный мелкий концентрат угля марки КО, имеющий ситовый состав, приведенный ниже, и начальную влажность 13%, подавали в вихревую камеру при соотношении газового теплоносителя к продуктам обогащения коксующихся углей 2,0 кг газового теплоносителя на 1 кг продуктов обогащения коксующихся углей и температуре газового теплоносителя на входе в вихревую камеру 250°С. Конечная влажность высушенного концентрата угля марки КО составила 7,8%.

Ситовый состав мелкого концентрата марки КО

Размер частиц, мм Содержание, % > 6 3 6-4 61 4-2 24 < 2 12

Пример 2.

Обогащенный мелкий концентрат угля марки ОС, имеющий ситовый состав, приведенный ниже, и начальную влажность 13%, подавали в вихревую камеру при соотношении газового теплоносителя к продуктам обогащения коксующихся углей 2,3 кг газового теплоносителя на 1 кг продуктов обогащения коксующихся углей и температуре газового теплоносителя на входе в вихревую камеру 310°С. Конечная влажность высушенного концентрата угля марки ОС составила 8%.

Ситовый состав мелкого концентрата марки ОС

Размер частиц, мм Содержание, % > 6 3,0 6-4 51,1 4-2 30,2 < 2 15,7

Пример 3.

Обогащенный мелкий концентрат угля марки КС, имеющий ситовый состав, приведенный ниже, и начальную влажность 13%, подавали в вихревую камеру при соотношении газового теплоносителя к продуктам обогащения коксующихся углей 2,5 кг газового теплоносителя на 1 кг продуктов обогащения коксующихся углей и температуре газового теплоносителя на входе в вихревую камеру 350°С. Конечная влажность высушенного концентрата угля марки КС составила 7,6%.

Ситовый состав мелкого концентрата марки КС

Размер частиц, мм Содержание, % > 6 1,0 6-4 52,2 4-2 27,4 < 2 19,4

Использование изобретения позволит сохранить качество продуктов обогащения коксующихся углей после их сушки и одновременно сэкономить энергоресурсы.

Источники информации

1. Филиппов В.А. Технология сушки и термоаэроклассификации углей. - М.: Недра, 1987, с.287.

2. Кирсанов В.И. и др. Получение высококалорийного энергетического топлива - термоугля из бурых углей Канско-Ачинского бассейна. - Химия твердого топлива, №3, 1977, с.139-143.

3. Патент РФ №2112781, опубл. 10.06.98.

Изобретение относится к области переработки угля, а именно к способу сушки мелких классов (<6 мм) продуктов обогащения коксующихся углей, и может быть использовано на модульных обогатительных фабриках. В данном способе сушке подвергают продукты обогащения коксующихся углей, которые предварительно обезвоживают до начальной остаточной влажности 13%. Для исключения процессов их деструкции температуру газового теплоносителя понижают до 250-350°С, а остаточную влажность доводят до 8%. Предварительное обезвоживание продуктов обогащения коксующихся углей производят в центрифуге или в фильтрующих камерах. Технический результат: сохранение качества продуктов обогащения коксующихся углей после их сушки, экономия энергоресурсов. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ сушки продуктов обогащения углей, включающий их термообработку в потоке газового теплоносителя в вихревой камере, работающей при избыточном давлении и температуре газового теплоносителя, до остаточной влажности, отличающийся тем, что сушке подвергают продукты обогащения коксующихся углей, которые предварительно обезвоживают до начальной остаточной влажности 13%, после чего температуру газового теплоносителя понижают до 250-350°С, а остаточную влажность доводят до 8%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительное обезвоживание продуктов обогащения коксующихся углей производят в центрифуге или в фильтрующих камерах.