褐煤干燥预处理方法
褐煤干燥技术分析比较
褐煤干燥技术分析比较褐煤是一种煤化程度介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤,是泥炭经成岩作用形成的腐殖煤,煤化程度最低,呈褐色、黑褐色或黑色,一般暗淡或呈沥青光泽。
具有高挥发份、高水分、高灰分、低热值、低灰熔点、易风化碎裂、密度小,含有腐殖酸、易氧化自燃、孔隙度大、无粘结性等特点[1～2]。
褐煤是泥炭经成岩作用形成的腐殖煤,是一种煤化程度介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤,呈褐色、黑褐色或黑色,一般暗淡或呈沥青光泽,故得名褐煤。
褐煤具有高高水分、高灰分、挥发份、低灰熔点、低热值、易风化碎裂、密度小,含有腐殖酸、孔隙度大、易氧化自燃、无粘结性等特点[1～2]。
我国褐煤资源丰富,主要分布在内蒙古东部、云南中西部和黑龙江东部地区,已探明的保有储量高达1300亿吨,约占全国煤炭总储量的13％。
褐煤有以下特点:高水分、低热值、易自然、易风化,所以不易长期运输,也不利于进行长期储存;将高水分的褐煤放入锅炉中燃烧将导致火焰温度降低,热效率下降;同时也很难满足气化、液化等对煤质的要求。
褐煤提质加工处理的关键性问题在于减少水分、提高能量密度、防止自然。
褐煤脱干是褐煤发电、电气、液化、成型、焦化和加工水煤浆等综合利用的前提,经济效益显著,符合了中国现行的节能政策[3,4]。
1 国内外现状和发展趋势褐煤的优点如下:它属于清洁能源、低挥发、低硫,是也存着一些缺点,如:湿度大、燃点低、二氧化碳排放量大,这些缺点是导致全球温室效应的重要因素之一。
现在的全球能源日渐紧张,褐煤的经济价值及其加工生产技术又重新被世界能源界所重视。
国内主要的褐煤干燥装置分为两大类:(1)燃煤烟气直接接触:链板式,移动床式,转筒干燥等。
(2)间接干燥:过热蒸汽内加热流化床,过热蒸汽回转圆筒。
国外比较成熟的褐煤干燥工艺主要为间接干燥:例如德国RWE公司(DWT)的过热蒸汽流化床技术,德国ZEMAG公司的间接接触回转干燥机等。
2 褐煤干燥技术特点以及生产应用褐煤在常温下加热到100°以上时,大部分的自由水能够被蒸发。
褐煤分选方法之干法分选、正浮选及反浮选
褐煤分选方法之干法分选、正浮选及反浮选褐煤分选方法之干法分选褐煤一般属于较难选或难选煤，且煤质比较松软，尤其是煤化度较低的土状褐煤遇水更易泥化，在实际生产中湿法分选褐煤具有相当大的难度，因此多采用干法分选技术对其分选。
干法分选技术主要利用煤与矸石的物理性质差异对其进行分选，包括风选、磁选、电选、摩擦选、微波选、空气重介质流化床选等。
目前，在国内应用较广的主要有风力摇床干法选煤技术和复合式干法选煤技术等，其中，风力摇床干法选煤技术是在俄罗斯CII-2技术基础上，结合我国具体情况开发的，其干选机型号主要有FX-6和FX-12两种。
复合式干法选煤技术就是通过振动力和风力的综合作用使床层松散、矿粒按密度分层，在不同的区段既有自生介质(粉煤)与空气形成的混合介质分选(精煤段)，又有颗粒相互作用的浮力效应(中煤段)，从而形成一种不同于其他选煤设备的综合分选机理。
该技术是我国独创的一种新型选煤方法，具有工艺简单、生产成本低、回收率高、适应性强等优点，在实际应用中得到广泛推广，有效解决了褐煤分选中的一些难题。
干法选煤技术具有投产快、处理能力大、成本低等优点，尤其适合干旱缺水地区使用；但该技术存在如下缺点：主要用于分选出密度较大的矸石，只能作为高灰褐煤的降矸手段，对降低褐煤的内在灰分效果不明显。
褐煤分选方法之正浮选1 传统浮选浮选是根据矿物颗粒表面化学性质的不同，从矿石中分离出有用矿物的方法，该方法作为一种重要的湿法分选技术在煤炭分选中得到越来越广泛的应用。
Js拉斯科夫斯基通过实验证明，低阶煤和氧化煤浮选困难的原因是其总疏水性较低，但是，浮选结果也与浮选药剂有关，如果药剂选择恰当，低阶煤也可进行浮选。
但由于褐煤的一些表面性质，如疏松多孔、易泥化、亲水性强等，使其浮选效果不尽如人意。
为获得较好的浮选效果和较高的精煤产率，就需要在传统的浮选工艺基础上寻找适合于褐煤浮选的技术和药剂。
李拥军等将一定量的水和褐煤煤样放入高压釜中，用泵将内部抽成真空；通过搅拌将煤样和水混合均匀，然后加热至给定温度；恒温10min后停止加热，冷却至50℃以下；再对煤样进行脱水、干燥处理。
褐煤预干燥技术的应用
２ ０ １ ３年 ４月
吉 林 电 力
Ｊ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ
Ａ ｐ１ ． ２０ １ ３
第４ １卷 第 ２ 期（ 总第 ２ ２ ５期 ）
Ｖｏ １ ． ４ １ Ｎｏ ． ２（ Ｓ ｅ ｒ ． Ｎｏ ． ２ ２ ５ ）
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７ Ｋ
至
用
声
备 主要 有 ： 转 筒 干燥 器 、 气 流 干燥 器 、 蒸 汽 管 回转 干 燥机、 管 式干 燥 器 等方 式 ， 其 中转筒 干 燥 器 、 气 流 干 燥 器 是采 用 烟气 等 的 直接 干 燥 方 法 ， 而蒸 汽 管 回转
干 燥机 、 管式 干燥 器 则 是采 用 蒸 汽 或导 热 油 等 的 间
ｌ ２ Ｏ Ｏ ～１ ３ ０ ０万 元 。
关键词 ： 褐煤预干燥 ； 褐煤 提质 ； 技 术 经 济 比较
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｋ２ ２ ３ ． ２ ５ 文献标志码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ５ ３ ０ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ １ ９ － ０ ３
在 当今 的世 界 能 源形 势 下 ， 褐 煤 的高 效 利 用重
新 受 到国 际能源 界 的重视 。 因此 降低 水分 、 提 高能量
密度便 成 为褐煤 加工 利用 的关键 问题之 一 。褐煤 干 燥 装置 种类 很多 ， 就其 加热 方式 而言 ， 分 为采用 热风 或 烟气 等 的直接 干燥 方法 和采用 蒸 汽或导 热 油等 的 间接干 燥方 法 。 现在国、 内外用 于煤 干燥 的技术 及设
煤煤质 ， 通过对某工程 ２ ×６ ０ ０ Ｍｗ 超 临界 机 组 采 用 褐 煤 预 干 燥 技 术 与 常 规 方 案 的 对 比分 析 ， 指 出 采 用 褐 煤 预 干燥 技 术后 ， 从节能 、 降耗 、 减 排 以及 社 会 效 益 方 面 均 具 有 ～ 定 的 优 势 。同时 ， 采 用 褐 煤 预 干燥 技 术 每 年 可 节省 运行 费用
褐煤脱水改质技术
褐煤脱水改质技术中国褐煤资源十分丰富，主要分布在东北、内蒙和西南地区，多属老年褐煤，占全国煤炭总储量的13％左右。
在中国目前已探明的褐煤保有储量中，以内蒙古东北地区最多，约占全国褐煤保有储量的3／4；以云南省为主的西南地区的褐煤储量约占全国的1／5。
中国褐煤资源的特点是：埋藏浅、煤层厚、储量大，多适合于露天开采。
213O6年全国生产褐煤10511多万t，占全国原煤产量4．51％。
褐煤是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物，外表呈褐色或暗褐色，真密度在1．10～1．40 g／era。
之间。
如图1所示，褐煤是由芳环组成并由盐桥、脂肪链等连接起来的大分子网络结构化合物。
褐煤煤化程度浅，孔隙多，灰分高，机械强度低，热稳定性差，热值低；含氧量较高，一般为15％～30％；水分含量高，全水分一般可达20％～50％。
褐煤中的水分按存在形式可分为结合水(包括结晶水和吸附水)、毛细水(内在水分)和外表水(外在水分)3类。
其中内在水分吸附在褐煤内部的毛细孔隙内，在常温下不易脱除，只有加热到一定温度时才能逸出，因此，褐煤的空干基水分可达10％～20％。
褐煤化学反应性好，易氧化，易自燃，易风化粉碎，难以洗选与储存，不宜远距离运输。
以上这些缺陷导致褐煤资源的利用受到限制由于中国褐煤大多高灰、高水分，不利于长途运输与长时间储存，因此，中国的褐煤资源主要用于坑171发电_1]。
由于褐煤水分高，直接燃烧发电，火焰温度低，燃尽困难，热效率低。
澳大利亚、美国、德国、波兰等国家为了提高电厂效率，均进行了褐煤干燥的研究一、褐煤干燥过程分析褐煤成煤时期短，孔隙极为发达，这些孔隙多为一端封闭、一端开放的狭长裂口型，表面和内部遍布着有机质、矿物质，具有很强的吸附水分能力 J。
因此，褐煤是具有不同孔径分布的多孑L固态物质。
另一方面，褐煤孔隙表面含有丰富的强亲水含氧官能团，从而使褐煤的含水量高于烟煤和无烟煤。
褐煤中大量的含氧官能团使褐煤具有胶质体特征，表现为褐煤失去水分时，孔隙尺寸减小、数目减少引起体积发生收缩；吸收水分时，体积重新发生膨胀。
褐煤干燥
褐煤干燥褐煤的特点：褐煤属于煤的一类，褐煤的煤化程度仅高于煤泥，是一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。
褐煤富含挥发份，所以易于燃烧并冒烟。
褐煤具有两高三低的显著特征：水分高（一般含水量在32～42%之间）；挥发份高(一般在40～50%之间)；发热量低(一般平均热值在3000大卡以下)；密度低；灰熔点低。
基于上述原因褐煤很难作为工业动力煤广泛使用，因此褐煤的经济价值得不到最大体现。
在目前全球能源日趋紧张的形势下，褐煤的经济价值被世界能源界所重视，褐煤干燥提质技术的发展与应用是褐煤大规模工业应用的基础与条件。
（摘自：《褐煤烘干机_褐煤烘干设备|烘干机设备厂家－巩义市南洋机械厂》/hongganji/hmhgj.html）褐煤在干燥过程中所发生的物理和化学变化褐煤在常温下加热到100度以上时，大部分的自由水能够被蒸发。
当褐煤水分低于15%时，若需要继续干燥和脱水，即脱除结合水时，由于褐煤与结合水有较强的结合力，则需要较高的温度和能量才能够进行。
当褐煤在常压下继续加热到180度以上时，褐煤结合水（内在水）能够被脱除。
当褐煤温度高于150度时，羟基官能团（主要是-COOH）发生分解，析出CO2气体，同时将褐煤的结合水（内在水）排除。
进一步提高温度，将导致越来越多的羟基官能团分解，从而引起褐煤的表面性质改变。
在这种干燥温度条件下，由于大量的羟基官能团分解，导致褐煤内部的毛细孔倒坍和产生交联。
毛细孔倒坍可以阻止水分进入毛细孔；而交联反应则能够对毛细孔进行密封，阻止倒坍的毛细孔在吸收水分时再膨胀。
另外，当褐煤温度被加热到200度以上时，其表面积会大大减少。
表面积减少的主要原因是由于在高温干燥条件下引起褐煤内部的焦油的强烈迁移，即焦油由毛细孔内部向毛细孔外部迁移。
迁移到毛细孔外部的焦油在冷却过程中，由于焦油冷凝从而对毛细孔进行密封，从而一起褐煤的表面积减少。
由于上述过程，即毛细孔倒塌，交联反应和焦油迁移对毛细孔形成密封，结果褐煤变得越来越疏水，同时也能够观察到褐煤的硬化，这也导致褐煤的刚性结构的形成。
褐煤生产腐植酸工艺
褐煤生产腐植酸工艺
褐煤是一种低品位的煤炭资源，其含水率高、灰分多、热值低，难以直接利用。
但是，通过褐煤生产腐植酸工艺，可以将褐煤转化为高附加值的化学品，实现资源的高效利用。
腐植酸是一种天然有机酸，具有良好的溶解性、稳定性和生物降解性，广泛应用于农业、医药、化工等领域。
褐煤生产腐植酸的工艺主要包括以下几个步骤：
将褐煤粉碎成细粉，并进行预处理。
预处理的目的是去除褐煤中的杂质和水分，提高褐煤的纯度和可溶性。
预处理方法包括浸泡、烘干、筛分等。
将预处理后的褐煤与酸性溶液进行反应。
酸性溶液可以是硫酸、盐酸、磷酸等，其作用是将褐煤中的有机物质溶解出来，形成腐植酸。
反应条件包括温度、压力、反应时间等，需要根据具体情况进行调整。
对反应产物进行分离、纯化和加工。
分离方法包括沉淀、过滤、离心等，纯化方法包括结晶、蒸馏、萃取等，加工方法包括干燥、粉碎、包装等。
通过这些步骤，可以得到高纯度、高品质的腐植酸产品。
褐煤生产腐植酸的工艺具有以下优点：
一是资源利用效率高。
褐煤是一种广泛分布的煤炭资源，通过腐植酸工艺可以将其转化为高附加值的化学品，实现资源的高效利用。
二是环保效益显著。
腐植酸工艺不需要高温高压反应，不会产生大量的废气、废水和固体废物，对环境污染较小。
三是经济效益好。
腐植酸是一种高附加值的化学品，具有广泛的应用前景，可以带动相关产业的发展，促进地方经济的繁荣。
褐煤生产腐植酸工艺是一种具有广泛应用前景的技术，可以实现褐煤资源的高效利用，同时也具有环保和经济效益。
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(10)申请公布号 CN 102796581 A
(43)申请公布日 2012.11.28
C
N
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8
1
A
*CN102796581A*
(21)申请号 201110137456.9
(22)申请日 2011.05.26
C10L 5/00
(2006.01)
C10L 9/00
(2006.01)
F26B 17/04
(2006.01)
F26B 21/14
(2006.01)
(71)申请人烟台龙源电力技术股份有限公司
地址264006 山东省烟台市烟台开发区衡山
路9号
(72)发明人何旭初 王雨勃 李平 唐宏
雷刚 杨金华 杨锡信 呼志杰
王前厚
(74)专利代理机构中国国际贸易促进委员会专
利商标事务所 11038
代理人谢志刚
(54)发明名称
褐煤干燥预处理方法
(57)摘要
本发明涉及一种用于对褐煤进行干燥预处理
的方法，包括：步骤一：对原煤进行破碎和筛选；
步骤二：对筛选后的煤颗粒进行磁选，以便排除
煤颗粒中的铁磁性物质；步骤三：在输送磁选后
的煤颗粒的过程中，根据不同类型的余热，采用不
同的方式对煤颗粒进行干燥预处理；并优选对尾
气进行处理。上述的褐煤干燥预处理后，其水分含
量在20％以下。按本发明的褐煤干燥预处理方法
具有节能环保，提高褐煤干燥效率等优点。
(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书2页 附图2页
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 2 页
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1.一种用于对褐煤进行干燥预处理的方法，包括：
步骤一：对原煤进行破碎和筛选；
步骤二：对筛选后的煤颗粒进行磁选，以便排除煤颗粒中的铁磁性物质；
步骤三：在输送磁选后的煤颗粒的过程中，根据不同类型的余热，采用不同的方式对煤
颗粒进行干燥预处理；并优选对尾气进行处理。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤三中，所述煤颗粒通过水平移动床
输送，所述水平移动床包括水平移动传送带和热风室，其中所述水平移动传送带用来传输
褐煤颗粒，所述热风室布置在所述水平移动传送带的下方，余热通入到热风室中。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤三中，所述余热是蒸汽，将蒸汽通
入到水平移动床的热风室中，以便对煤颗粒进行干燥预处理。
4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤三中，所述余热是100℃以上的烟
气，将所述烟气加热到1.5个大气压以上，进行水汽分离，将分离后的烟气通入水平移动床
的热风室中，以便对煤颗粒进行干燥预处理。
5.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤三中，对于无蒸汽和无烟气的余
热，燃烧褐煤产生烟气，并且通入空气将烟气调整为120℃以上的空气-烟气混合气，然后
将所述空气-烟气混合气通入到水平移动床的热风室中，以便对煤颗粒进行干燥预处理。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，将煤颗粒破碎成在某一个方
向的尺寸在10～25mm之间。
权 利 要 求 书
CN 102796581 A
2
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褐煤干燥预处理方法
技术领域
[0001]
本发明涉及一种褐煤干燥方法，特别涉及一种褐煤干燥预处理方法。它属于褐煤
的干燥提质领域，尤其是褐煤的快速节能、深度脱水领域。
背景技术
[0002]
褐煤储量占我国煤炭总储量的15％左右，是我国的一种主要煤炭资源。在我国
电力与化工用煤中起到重要作用。褐煤属于一种煤化程度低的煤种。其水分含量大多为
20％～50％。褐煤有发达的孔隙和表面，故活性高，吸水性强。褐煤因其热值低而难直接用
于电厂发电。同时褐煤的高水分含量也使得其不适于远距离运输，这也是长期制约褐煤资
源利用的瓶颈之一。而通过干燥处理降低煤的水分，一方面可以提高热值和能量密度，降低
运输成本，另一方面还能提高下游装置的利用效率，降低设备规模。
[0003]
目前我国对于褐煤脱水技术研究的比较少，而国外对此研究已有百年的历史，已
经形成了多套成熟的干燥脱水技术。国内外主要的褐煤脱水技术有：热干脱水技术，高温高
压脱水技术，冷干脱水技术以及真空膨胀脱水技术等。这些褐煤干燥脱水技术由于耗能较
大，设备复杂，多处于规模示范阶段，而且运行的复杂和稳定问题阻碍了这些工艺规模化应
用。
[0004]
工艺方法简单，节能环保，设备简单、运行稳定，可大型化、规模化应用的高效褐煤
干燥技术一直是研究开发的主要方向。
发明内容
[0005]
本发明的目的是针对现有褐煤干燥方法存在的设备复杂，能耗高，等问题，提出了
利用电厂余热的一种褐煤干燥预处理方法。
[0006]
为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案是：
[0007]
一种褐煤干燥预处理方法，其包括以下步骤：
[0008]
步骤一：对原煤进行破碎和筛选；
[0009]
步骤二：对筛选后的煤颗粒进行磁选，以便排除煤颗粒中的铁磁性物质；
[0010]
步骤三：在输送磁选后的煤颗粒的过程中，根据不同类型的余热，采用不同的方式
对煤颗粒进行干燥预处理；并优选对尾气进行处理。
[0011]
优选地，在步骤三中，所述煤颗粒通过水平移动床输送，所述水平移动床包括水平
移动传送带和热风室，其中所述水平移动传送带用来传输褐煤颗粒，所述热风室布置在所
述水平移动传送带的下方，余热通入到热风室中。
[0012]
对于余热是蒸气的情形，在上述步骤三中，将蒸汽通入到水平移动床的热风室中，
以便对煤颗粒进行干燥预处理。
[0013]
对于余热是100℃以上的烟气的情形，在上述步骤三中，将所述烟气加热到1.5个
大气压以上，进行水汽分离，将分离后的烟气通入水平移动床的热风室中，以便对煤颗粒进
行干燥预处理。
说 明 书
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[0014]
对于余热是无蒸汽和无烟气的情形，在步骤三中，燃烧褐煤产生烟气，并且通入空
气将烟气调整为120℃以上的空气-烟气混合气，然后将所述空气-烟气混合气通入到水平
移动床的热风室中，以便对煤颗粒进行干燥预处理。
[0015]
优选地，在步骤一中，将煤颗粒破碎成在某一个方向的尺寸在10～25mm之间。
[0016]
上述的褐煤干燥预处理后，其水分含量在20％以下。本发明将电厂的蒸汽、热风、
冷干风等余热进行重新利用，对褐煤进行干燥预处理，脱除一部分水分，降低了后续的褐煤
干燥终脱水所需要的能量。因此，褐煤干燥预处理方法具有节能环保，提高褐煤干燥效率等
优点。
附图说明
[0017]
图1为利用蒸汽进行褐煤干燥预处理流程示意图；
[0018]
图2为利用烟气进行褐煤干燥预处理流程示意图；
[0019]
图3为无蒸汽和烟气场合的褐煤干燥预处理流程示意图。
具体实施方式
[0020]
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
[0021]
实施例一
[0022]
如图1所示的蒸汽场合褐煤干燥预处理流程示意图，原煤通过初步破碎后煤颗粒
经过弱磁选机选出铁磁性物质后，送入水平移动床，水平移动床内通入蒸汽对褐煤进行预
处理。
[0023]
实施例二
[0024]
如图2所示的烟气场合褐煤干燥预处理流程示意图，原煤通过初步破碎后煤颗粒
经过弱磁选机选出铁磁性物质后，送入水平移动床。将烟气加压至1.5个大气压以上进行
水汽分离，将分离后的烟气通入水平移动床对褐煤进行预处理。
[0025]
实施例三
[0026]
如图3所示的无蒸汽和烟气场合褐煤干燥预处理流程示意图，原煤通过初步破碎
后煤颗粒经过弱磁选机选出铁磁性物质后，送入水平移动床。燃烧褐煤产生烟气，在烟气室
里通入空气将烟气调整为120℃以上的空气-烟气混合气，将混合气通入到水平移动床对
褐煤进行预处理。
[0027]
所述水平移动床包括水平移动传送带和热风室，热风室布置在水平移动传送带下
方，余热进入到热风室中对褐煤颗粒进行干燥，水平移动传送带用来传输褐煤颗粒。
说 明 书
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图1
图2
说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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