СПОСОБ АВТОТЕРМИЧЕСКОЙ СУШКИ ОТХОДОВ МОКРОГО ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЯ, СКЛОННОГО К САМОВОЗГОРАНИЮ Российский патент 2023 года по МПК F26B3/06 

Изобретение относится к горному делу, в частности комплексному освоению угольных месторождений, и может быть использовано в других отраслях промышленности для сушки высоковлажных топлив, преимущественно углей, склонных к самовозгоранию.

Комплексное освоение недр предусматривает наиболее полное использование минеральных ресурсов, в том числе и угля. На территории обогатительной фабрики скапливается большое количество отходов мокрого обогащения угля, которое не реализуется как товарная продукция обогатительной фабрики. Эти отходы занимают большие площади, нанося вред окружающей среде. Вместе с тем, отходы мокрого обогащения угля содержат горючую массу и могут быть использованы в качестве топлива, например, для производства тепловой энергии на собственные нужды обогатительной фабрики. Для этого эти отходы нужно подсушить.

Известен способ сушки высоковлажных бурых углей, включающий формирование спутных потоков высокотемпературного сушильного агента и угля и пропускание этих потоков через систему лопастных аппаратов, установленных в поперечном сечении трубы сушилки [Пат. 2633978 Российской Федерации, опубл. 20.10.2017, бюл. № 29 (аналог)]. Недостатком способа является, во-первых, то, что для сушки используется высокотемпературный сушильный агент, что не всегда есть в наличии, во-вторых, время сушки высоковлажного топлива ограничено временем пребывания спутных потоков в вертикальной шахте. Высота вертикальной шахты ограничена, а установка дополнительных лопастных аппаратов, увеличивающих время пребывания в шахте частиц топлива, требует больших затрат не только времени, но и материальных и трудовых ресурсов.

Известен способ сушки высоковлажного угля, принятый в качестве прототипа, включающий формирование промежуточного штабеля, имеющего форму трапециевидной призмы и обеспечивающего контакт угля с воздухом окружающей среды, выдержку во времени угля в штабеле и удаление подсушенного угля [Пат. 2273811 Российской Федерации, опубл. 10.04.2006, бюл. № 10 (прототип)].

Недостатком прототипа является то, что сушку угля производят под открытым небом, где осадки в виде дождя или снега не способствуют снижению влажности.

Эти недостатки снижают не только эффективность сушки влажного угля, но и эффективность комплексного освоения угольных месторождений.

Цель изобретения - повышение эффективности комплексного освоения угольных месторождений за счет организации управляемого режима автотермической сушки отходов мокрого обогащения угля, склонного к самовозгоранию.

Поставленная цель достигается тем, что в способе автотермической сушки отходов мокрого обогащения угля, склонного к самовозгоранию, включающем формирование из отходов промежуточного штабеля, имеющего форму трапециевидной призмы и обеспечивающего контакт отходов с воздухом, выдержку во времени отходов в штабеле и удаление подсушенных отходов, в соответствии с техническим решением штабель формируют, ориентируя основанием призмы, т.е. ее наибольшей гранью, вверх, контакт отходов с воздухом обеспечивают управляемым подводом последнего под избыточным давлением снизу с формированием зон саморазогрева горючей части отходов, выдержку во времени отходов в штабеле осуществляют до достижения температуры не выше температуры самовозгорания горючей части отходов, после чего отключают подачу воздуха избыточного давления и осуществляют усреднение температуры отходов по всему штабелю, причем контроль формирования зон саморазогрева ведут с поверхности, а уборку подсушенных отходов осуществляют самотеком вниз.

Сущность изобретения поясняется схемой, на фиг. показана расстановка оборудования в цехе сушки отходов мокрого обогащения угля, склонного к самовозгоранию.

В закрытом помещении, например ангаре или цехе, устанавливают специальную металлическую емкость 1, выполненную в виде трапециевидной призмы, ориентируя ее открытым основанием, т.е. наибольшей по площади гранью, вверх. В донной части емкости 1 выполнены проемы 2, закрытые выдвижными шиберами 3. На дне емкости 1 уложены перфорированные трубы 4, накрытые сверху решеткой 5.

Сушку отходов мокрого обогащения угля осуществляют следующим образом. Емкость 1 сверху заполняют исходным материалом - отходами мокрого обогащения угля, склонного к самовозгоранию. По перфорированным трубам 4 под небольшим избыточным давлением подают воздух, который, выходя из отверстий в трубах, контактирует с отходами мокрого обогащения угля.

В отходах мокрого обогащения угля, склонного к самовозгоранию, всегда есть горючая часть, которая при контакте с воздухом начинает окисляться, а процесс окисления сопровождается повышением температуры. Таким образом формируют зоны саморазогрева отходов, появление которых контролируют сверху бесконтактным методом, например с помощью тепловизора. После выявления зон саморазогрева отходов в их очагах контролируют температуру, например, термометром. Так выдерживают некоторое время до достижения температуры в очагах (одном или нескольких) не выше температуры самовозгорания угля (это примерно 60 град. С).

После достижения заданной температуры отключают подачу воздуха избыточного давления и приступают к усреднению температуры отходов по всей емкости 1. Для этого сверху через всю толщу отходов в очаг саморазогрева опускают включенный шнековый ворошитель 6, который своей винтовой лопастью, с одной стороны, поднимает более нагретые частицы отходов, меняя их местами с более холодными частицами, с другой - рыхлит отходы, увеличивая расстояния между частицами, что способствует увеличению площади контакта частиц с воздухом, т.е. инициации саморазогрева. Затем ворошитель 6, не извлекая из толщи отходов, переводят на новое место и тем самым способствуют перемешиванию более нагретых частиц с менее нагретыми, т.е. усреднению температуры отходов по всей емкости 1.

По достижении требуемой влажности ворошитель 6 выводят из толщи отходов, выдвижными шиберами 3 открывают проемы 2 - подсушенные отходы самотеком устремляются вниз, освобождая емкость 1 для принятия следующей порции отходов. Далее подсушенные отходы направляют для сжигания в качестве топлива в топках кипящего слоя, например, водогрейных котлов для выработки тепловой энергии.

Таким образом, отходы мокрого обогащения угля, укрытые от воздействия внешней среды, подсушиваются за счет теплоты саморазогрева и перемешивания по всему штабелю. При этом время сушки отходов и количество циклов включения-выключения подачи воздуха избыточного давления определяется требуемой влажностью этих отходов, используемых далее в качестве топлива, например, в водогрейных котлах с топками кипящего слоя, для выработки тепловой энергии. Это свидетельствует о повышении эффективности сушки, а последующая утилизация отходов мокрого обогащения угля в качестве топлива будет способствовать повышению эффективности комплексного освоения угольных месторождений, т.е. о достижении цели изобретения.

Изобретение относится к горному делу, в частности к комплексному освоению угольных месторождений, и может быть использовано для сушки высоковлажных топлив, преимущественно углей, склонных к самовозгоранию. Способ автотермической сушки отходов мокрого обогащения угля, склонного к самовозгоранию, включает формирование из отходов промежуточного штабеля, имеющего форму трапециевидной призмы и обеспечивающего контакт отходов с воздухом, выдержку во времени отходов в штабеле и удаление подсушенных отходов. Причем штабель формируют, ориентируя основанием призмы, то есть ее наибольшей гранью, вверх, контакт отходов с воздухом обеспечивают управляемым подводом последнего под избыточным давлением снизу с формированием зон саморазогрева горючей части отходов, выдержку во времени отходов в штабеле осуществляют до достижения температуры не выше температуры самовозгорания горючей части отходов, после чего отключают подачу воздуха избыточного давления и осуществляют усреднение температуры нагрева отходов по всему штабелю, причем контроль формирования зон саморазогрева ведут с поверхности, а удаление подсушенных отходов осуществляют самотеком вниз. Способ повышает эффективность комплексного освоения угольных месторождений за счет организации управляемого режима автотермической сушки отходов мокрого обогащения угля, склонного к самовозгоранию. 1 ил.

Способ автотермической сушки отходов мокрого обогащения угля, склонного к самовозгоранию, включающий формирование из отходов промежуточного штабеля, имеющего форму трапециевидной призмы и обеспечивающего контакт отходов с воздухом, выдержку во времени отходов в штабеле и удаление подсушенных отходов, отличающийся тем, что штабель формируют, ориентируя основанием призмы, то есть ее наибольшей гранью, вверх, контакт отходов с воздухом обеспечивают управляемым подводом последнего под избыточным давлением снизу с формированием зон саморазогрева горючей части отходов, выдержку во времени отходов в штабеле осуществляют до достижения температуры не выше температуры самовозгорания горючей части отходов, после чего отключают подачу воздуха избыточного давления и осуществляют усреднение температуры нагрева отходов по всему штабелю, причем контроль формирования зон саморазогрева ведут с поверхности, а удаление подсушенных отходов осуществляют самотеком вниз.