一种选煤方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤炭提质领域，具体地，涉及一种选煤方法。
【背景技术】
[0002]高钠煤是指Na含量大于2重量％的煤种，其主要分布在中国、澳大利亚、美国、德国等国家。中国的高钠煤主要分布在新疆准东地区。新疆准东煤反应性好，容易燃尽。但是，由于成煤历史和当地特殊的自然地理环境，准东煤中钠的含量总体都在2重量％以上，远高于其他地区动力用煤，有的矿区产煤甚至高达10重量％以上。由于新疆特殊的地理位置经济条件和交通条件，煤炭无法大规模的外运，新疆部分电厂已经开始掺烧部分高钠煤，但是，新疆某电厂掺烧高钠煤，发现整体锅炉出现大面积结焦，受热面爆管现象频发，严重的影响到了锅炉的安全运行。从取出的渣的成分分析来看，靠近管壁侧的灰分里面含有丰富的K、Na等碱性金属，电厂锅炉燃用高钠煤经常出现水冷壁结渣、高温过热器高温再热器管腐蚀、对流受热面沾污积灰和管壁磨损等问题。
[0003]目前对高钠煤的利用主要采用掺烧沾污性弱的煤种的方法，但这种控制方法只能减缓沾污，无法从根本上解决问题。燃烧高钠煤的锅炉在一段时间后结渣积灰严重，必须停车清理。因此，高钠煤提质的研究对于改善其燃烧利用时的沾污具有重要的现实意义和经济价值。
[0004]微波是频率为300M?300GMHZ的电磁波，其方向和大小随时间做周期性变化，是一种具有穿透特性的电磁波。常用的微波频率为915MHz和2450MHz。微波加热利用的是介质损耗原理，由于水是强烈吸收微波的物质，因而水的损耗因素比干物质大得多。物料中的水分子是极性分子，在微波作用下，其极性取向随着外电磁场的变化而变化。例如，915MHz的微波可使水分子每秒运动18.3亿次，致使分子急剧摩擦、碰撞，使物料产生热化和膨化等一系列过程而达到微波加热目的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服现有技术中高钠煤对锅炉的危害以及现有的选煤方法不能对高钠煤进行脱钠的缺陷，提供了一种选煤方法，既能脱除煤中的钠，还能脱除煤中的水分，降低煤中钠元素燃烧时产生的危害的同时提高了煤的热值。
[0006]本发明提供的选煤方法包括以下步骤，将高钠煤送入微波提质脱钠单元中进行脱钠，微波提质脱钠单元输出脱钠煤，将所述脱钠煤送入洗煤单元中进行洗选，洗煤单元输出的精煤进入精煤仓；空气和来自微波提质脱钠单元的抽湿蒸汽经过冷凝换热器后对精煤仓供给热空气，利用该热空气对精煤进行干燥处理。
[0007]本发明提供的选煤方法利用微波工艺对高钠煤进行脱钠的同时干燥脱水，既降低了使用高钠煤对锅炉的危害，又提升了产品煤的热值。具体地，通过微波提质脱钠单元的微波辐照以及后续的洗煤，对符合筛分粒径的高钠煤所含有的钠进行了有效脱除，使煤中的钠含量降低，同时煤中水分经过微波辐照后有所降低，使得煤的热值有所提升。微波脱钠过程中产生的蒸汽潜热通过冷凝换热器回收利用，可以对洗煤后的精煤进行干燥，达到能量梯级利用的目的。
[0008]本发明提供的选煤方法能够对高钠煤进行脱钠，可能的原理是微波加热造就物料体热源的存在，改变了常规加热干燥过程中某些迀移势和迀移势梯度方向，形成了微波干燥的独特机理。由于物料中的水分介质损耗较大，能大量吸收微波能并转化为热能。因此，物料的升温和蒸发是在整个物料中同时进行的。在物料表面，由于蒸发冷却的缘故，使物料表面温度略低于里层温度，同时由于物料内部产生热量，以致于内部蒸汽迅速产生，形成压力梯度。初始含水率越高，压力梯度对水分排除的影响越大，即有一种“栗”效应，驱使水分流向表面，加快干燥速度。
[0009]而本发明通过实验证明，上述的这种“栗”效应既能够快速脱除煤中的水分，又可以将煤中的碱金属如钠等进行脱除，达到既提高煤种热值，又降低煤中钠元素燃烧时产生的危害的目的。
[0010]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0011]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0012]图1是本发明的一种优选的实施方式的选煤方法的流程示意图。
[0013]附图标记说明
[0014]1原煤上料单元2原煤破碎单元
[0015]3筛分单元4微波提质脱钠单元
[0016]5洗煤单元6冷凝换热器
[0017]7精煤仓8除尘器
[0018]A高钠原煤B不超过100mm的高钠煤
[0019]C大于100mm的高钠煤D脱钠煤
[0020]E煤泥F煤矸石
[0021]G中煤Η精煤
[0022]I抽湿蒸汽J空气
[0023]Κ冷凝水L热空气
[0024]Μ废热空气
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0026]在本发明中，所述高钠煤是指Na含量大于2重量％的煤种，优选地，所述高钠煤中的Na含量为2-10重量％。此处的高钠煤的钠含量按照GB/T 4634-1996或MT/T 1074-2008的方法测试得到。
[0027]本发明提供了一种选煤方法，该方法包括以下步骤，如图1所示，将高钠煤送入微波提质脱钠单元4中进行脱钠，微波提质脱钠单元4输出脱钠煤D，将所述脱钠煤D送入洗煤单元5中进行洗选，洗煤单元5输出的精煤Η进入精煤仓7 ;空气J和来自微波提质脱钠单元4的抽湿蒸汽I经过冷凝换热器6后对精煤仓7供给热空气L，利用该热空气L对精煤Η进行干燥处理。
[0028]按照本发明，所述微波提质脱钠单元4可以为微波加热腔体串联组成的微波隧道窑。每个微波加热腔体的长度乘以微波加热腔体的个数即为微波隧道窑的长度。微波隧道窑的长度可以根据实际的选煤设备的装机容量而设置，而且组装方便，便于本发明中使用的选煤设备的安装和运输，使得本发明中的选煤系统能够适用于更多的工作场合和条件。
[0029]在本发明中，所述微波加热腔体的顶部设置有能量馈入口，该能量馈入口与微波源相连。优选地，所述能量馈入口通过波导管与微波源相连。所述微波源并不设置在微波加热腔体中，而是设置在微波加热腔体之外。所述微波源通过波导管将微波能量引入微波加热腔体中。
[0030]根据一种优选的实施方式，微波加热腔体的顶部设置有能量馈入口，该能量馈入口通过波导管与微波源相连，该微波源包括磁控管，通过该磁控管产生微波能，再通过波导管将微波能传送到微波加热腔体的能量馈入口，以使得微波能在微波加热腔体中对煤炭进行加热。
[0031]在本发明中，微波源的工作频率可以为915MHz，微波源的功率可以为10_75kW，优选为75kW。
[0032]在本发明中，每个微波加热腔体沿传送方向的长度可以根据微波源的功率来确定。例如，当所述微波源的工作频率为915MHz，所述微波源的功率为10-75kW时，每个微波加热腔体沿传送方向的长度可以为2.5-3.5米，优选为2.5-3米。
[0033]优选地，所述微波隧道窑还包括微波泄漏抑制装置，该微波泄漏抑制装置在所述微波隧道窑的入口处和出口处沿传送方向设置。该微波泄漏装置可以根据实际需要而选择现有技术中任意适用的相应装置，例如由石墨碳板制成的微波吸收条、由合金铝制成的梳状抑制条和抑制槽板等。
[0034]在本发明中，所述选煤方法还包括使高钠原煤A经过原煤上料单元1在原煤破碎单元2中进行破碎，破碎后的高钠煤在筛分单元3中进行筛分，分为粒径不超过100_的高钠煤B和粒径大于100mm的高钠煤C。根据高钠煤的粒径确定下一步的操作，这样是为了得到更好的脱钠效果。粒径大于100mm的高钠煤C经过进一步的破碎，即返回到原煤上料单元1进行后续的操作。粒径不超过100_的高钠煤B可以进入微波提质脱钠单元4进行脱钠，即进入微波提质脱钠单元4进行脱钠的高钠煤的粒径不超过100mm。其中，破碎和筛分过程均为本领域的常规选择，在此不再赘述。
[0035]在本发明中，所述原煤上料单元1、原煤破碎单元2、筛分单元3和洗煤单元5均可以为本领域的常规选择。例如，所述原煤上料单元1可以是皮带输送机，所述原煤破碎单元2可以是破碎机，所述筛分单元3可以是振动筛分机，所述洗煤单元5可以是洗煤机。
[0036]根据本发明，经过筛分后的粒径不超过100mm的高钠煤B通过传送带进入微波提质脱钠单元4中接受微波辐照进行脱钠。接受微波辐照的高钠煤的平铺厚度可以为100-200_。微波隧道窑中的高钠煤的输送速度可以根据微波隧道窑的长度进行确定，确定的原则是将整个辐照过程的时间控制为20-40分钟。经过辐照后的高钠煤中的钠或钠的化合物析出至煤的表面，得到初步提质的脱钠煤D。
[0037]S卩，所述脱钠的条件包括:高钠煤的平铺厚度可以为100-200mm;温度可以为100-150°C，优选为100-120°C ;时间可以为20-40分钟。
[0038]根据本发明，在微波提质脱钠单元4中，粒径不超过100mm的高钠煤B中的水受热而以水蒸气的形式存在于微波隧道窑中，为了提高干燥效果，本发明中的选煤系统中还包括与微波隧道窑相连通的抽排装置，该抽排装置能够将微波隧道窑中的水蒸气排出。
[0039]优选地，使用抽排装置对微波隧道窑中水蒸气进行收集形成所述抽湿蒸汽I，所述抽湿蒸汽I对冷凝换热器6供热。抽湿蒸汽I经过冷凝换热器6冷却为冷凝水，并且收集该过程中释放的热量，空气J经过冷凝换热器6并吸收该热量后成为所述热空气L，该热空气L供给至精煤仓7。所述热空气L的温度可以为70-85°C。
[0040]根据本发明，高钠煤经过脱钠提质设备4