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炼焦煤预处理工艺中的干燥终点的确定方法

阅读：921发布：2021-03-02

IPRDB可以提供炼焦煤预处理工艺中的干燥终点的确定方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方法，该方法包括以下步骤：1)对原料煤的干燥学基础物性进行测定，确定等速干燥和降速干燥的水分分割点ω0，单位为％；2)预设原料煤的水分情况下，将原料煤干、湿状态重量百分比进行对比；3)通过经济性分析，判断特定粒度等级条件，预设水分或者水分分割点是否满足作为炼焦煤干燥控制终点要求。本发明能够针对焦化厂不同的设备形式和原料煤的特征，较为精确的确定炼焦煤调湿或干燥过程中的干燥终点的选择，实现运行过程的经济性，后续工艺的稳定性和水分去除效果最大化的有机结合，较好的解决目前煤调湿工艺过程中的水分过于经验化的现状。，下面是炼焦煤预处理工艺中的干燥终点的确定方法专利的具体信息内容。

1.一种炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)对原料煤的干燥学基础物性进行测定，确定等速干燥和降速干燥的水分分割点ω0，单位为％；

2)预设原料煤的水分重量百分比含量分别为ωi，其中i为大于等于1的整数；

3)将水分含量为ωi的原料煤分成均匀的两份，对其中的一份原料煤进行初级粒度筛分，根据筛分结果，将该份原料煤按粒度大小划分成m个两两相邻的粒度等级，每个粒度等级kt的范围为dt～dt+1，其中dt﹥dt+1，且至少有1个粒度等级kt的粒度上限值dt低于1mm；称量并计算得到湿煤每一粒度等级kt的重量百分比，所述t为1～m的整数，所述m≥5；

4)将另外一份原料煤干燥至恒重，然后对其进行初级粒度筛分，分别称量并计算得到干煤中对应步骤3)的m个粒度等级kt的重量百分比；

5)确定一个特定粒度等级作为控制原料煤水分的控制点，所述特定粒度等级的上限值dt由工艺条件决定且低于1mm，计算该特定粒度等级kt条件下干、湿煤的重量百分比变化差值θ，将θ的波动范围设定为θ≤a，所述a值根据工艺条件和使用条件人为进行选择且a≤

15％，并在θ≤a的情况下进行如下判断：

①如果ωi≥ω0，判定干燥过程处于等速干燥阶段，如果仅有一个水分含量的原料煤满足ωi≥ω0，直接选用该原料煤的水分含量为该干燥工艺条件下的炼焦煤干燥控制终点；如果多个水分含量的原料煤满足ωi≥ω0，则进行经济性分析比较，选取最经济的一种水分含量作为炼焦煤干燥控制终点；

②如果ωi＜ω0，判定干燥过程处于降速干燥阶段，将ωi和ω0一起进行经济性分析比较，选取最经济的一种水分含量作为炼焦煤干燥控制终点。

2.根据权利要求1所述的炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方法，其特征在于：所述步骤1)中，确定等速干燥和降速干燥的水分分割点ω0的方法为通过非等温干燥特征曲线、等温干燥特征曲线、对流干燥特征曲线、微波干燥特征曲线和辐射干燥特征曲线中的一种。

3.根据权利要求1所述的炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方法，其特征在于：所述步骤3)中，m为6～15的整数。

4.根据权利要求1或2所述的炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述粒度等级kt范围的上限与下限的差值不超过3mm，t为2～m-1的整数。

说明书全文

炼焦煤预处理工艺中的干燥终点的确定方法

技术领域

[0001] 本发明属于焦化技术领域，具体涉及炼焦煤的预处理，特别涉及一种炼焦煤预处理工艺中的干燥终点的确定方法。

背景技术

[0002] 焦化的入炉水分主要依靠控制进厂原料煤的水分，并经过煤场堆积混匀形成较为稳定的配合煤水分进行入炉炼焦，实际操作过程中几乎没有控制水分的手段。目前国内焦化行业较为热门的煤调湿工艺(CMC)将水分控制在6～8％之间，其选择理由是煤料在这个水分范围内的扬尘量可控，而且焦炉的废气的热量仅能干燥到这里数值。对调节入炉煤的水分不具备广泛性的指导意义，炼焦煤的合理干燥终点的确定方法需要更加精确的评价方法。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种炼焦煤预处理工艺中干燥终点的确定方法，根据该方法可以通过对比原料煤的干燥特点和焦化厂的生产需求确定实际干燥点，使得炼焦煤调湿或干燥工艺更具有针对性。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案包括以下步骤：
[0005] 1)对原料煤的干燥学基础物性进行测定，确定等速干燥和降速干燥的水分分割点ω0，单位为％；
[0006] 2)预设原料煤的水分含量分别为ωi(重量百分比，单位为％)，其中i为大于等于1的整数；
[0007] 3)将水分含量为ωi的原料煤分成均匀的两份，对其中的一份原料煤进行初级粒度筛分，根据筛分结果，将该份原料煤按粒度大小划分成m个两两相邻的粒度等级，每个粒度等级kt的范围为dt～dt+1，其中dt﹥dt+1，且至少有1个粒度等级kt的粒度上限值dt低于1mm；称量并计算得到湿煤每一粒度等级kt的重量百分比，所述t为1～m的整数，所述m≥5；
[0008] 4)将另外一份原料煤干燥至恒重，然后对其进行初级粒度筛分，分别称量并计算得到干煤中对应步骤3)的m个粒度等级kt的重量百分比；
[0009] 5)确定一个特定粒度等级作为控制原料煤水分的控制点，该特定粒度等级的上限值dt由工艺条件决定，如扬尘控制点或者是质量控制点，一般低于1mm，计算该特定粒度等级kt条件下干、湿煤的重量百分比变化差值θ，将θ的波动范围设定为θ≤a，a值根据工艺条件和使用条件人为进行选择，如控制扬尘或者控制焦炭质量等工艺要求，一般情况下设定a值≤15％，然后进行如下判断：
[0010] ①如果ωi≥ω0，判定干燥过程处于等速干燥阶段，如果仅有一个水分含量的原料煤满足ωi≥ω0，直接选用该原料煤的水分含量为该干燥工艺条件下的炼焦煤干燥控制终点。如果多个水分含量的原料煤满足ωi≥ω0，则对所有符合条件ωi≥ω0的ωi进行经济性分析比较，选取最经济的一种水分含量作为炼焦煤干燥控制终点。
[0011] ②如果ωi＜ω0，判定干燥过程处于降速干燥阶段，将ωi和ω0一起进行经济性分析比较，选取最经济的一种水分含量作为炼焦煤干燥控制终点。
[0012] 进一步地，所述步骤1)中，确定等速干燥和降速干燥的水分分割点ω0的方法为通过非等温干燥特征曲线、等温干燥特征曲线、对流干燥特征曲线、微波干燥特征曲线和辐射干燥特征曲线中的一种。
[0013] 进一步地，所述m为6～15的整数。
[0014] 进一步地，所述粒度等级kt范围的上限与下限的差值不超过5mm，t为2～m-1的整数。
[0015] 所述经济性分析比较方法为工程类的公知知识，主要考虑脱水所需的能耗、设备运行状况、质量提升所带来的效益、环保效益等工程类的经济性评价指标。
[0016] 本发明能够针对焦化厂不同的设备形式和原料煤的特征，较为精确的确定炼焦煤调湿或干燥过程中的干燥终点的选择，实现运行过程的经济性，后续工艺的稳定性和水分去除效果最大化的有机结合，较好的解决目前煤调湿工艺过程中的水分过于经验化的现状。附图说明：
[0017] 图1是本发明的原料煤水分分割点ω0确定示意图；
[0018] 图2是原料煤水分含量为6％时干、湿煤各粒度等级重量百分比含量图；
[0019] 图3是原料煤水分含量为5％时干、湿煤各粒度等级重量百分比含量图。具体实施方式：
[0020] 下面结合附图和具体实施方式对发明做进一步的描述。
[0021] 实施例1
[0022] 某工厂要对原料煤进行干燥预处理，为确定该原料煤的干燥终点，对该煤用烘箱干燥，采用每1min取出测定水分变化的间隔时间方法进行干燥特性分析，干燥曲线如图1所示。从图1中可以看出，该煤的等速干燥和降速干燥的水分分割点ω0＝3％。虽然本具体实施例中采用上述方法确定等速干燥和降速干燥的水分分割点ω0，但本领域的技术人员知道非等温干燥特征曲线、等温干燥特征曲线、对流干燥特征曲线、微波干燥特征曲线和辐射干燥特征曲线都可以求出该分割点ω0。本领域的技术人员还知道该分割点ω0也可通过安息角、物料的焓、熵、体积密度、真实密度等基本物性参数确定。
[0023] 然后，预设该煤的水分含量ωi为5％、6％，将水分含量为5％、6％的原料煤各分成均匀的两份，对其中的一份原料煤进行初级粒度筛分，根据筛分结果，将该份原料煤按粒度大小划分成12个两两相邻的粒度等级，称量并计算得到每一粒度等级kt的重量百分比，绘出柱状分析图，见图2、图3(图2、图3中，0.4～0mm的粒度等级和下限为19mm的两个含量较小的粒度等级未示出，但不影响解决本发明的技术问题)，图1中19～17mm粒度等级为k1，……，1～0.5mm粒度等级为k11，0.5～0.4mm粒度等级为k12。
[0024] 将另外一份原料煤干燥至恒重，然后对其进行初级粒度筛分，分别称量并计算得到干煤中k1～k12中每个粒度等级kt的重量百分比，绘出柱状分析图，见图2、图3。
[0025] 从图2、图3中可以看出，在两种水分条件下，将0.5～0.4mm粒度等级作为控制原料煤水分的控制点，根据工艺要求设定a＝15％，则：水分含量ωi为6％时，θ＝4.69％＜15％；水分含量ωi为5％时，θ＝3.90％＜15％，均满足条件。由于ωi＝5％≥ω0＝3％；ωi＝6％≥ω0＝3％，判定干燥过程处于等速干燥阶段，对5％、6％两种水分含量进行经济性分析比较，选取最经济的一种水分含量作为炼焦煤干燥控制终点，所以选择6％为干燥终点。
[0026] 实施例2
[0027] 本实施例与实施例1的不同之处在于：根据工艺要求设定a＝4％。
[0028] 则：水分含量ωi为6％时，θ＝4.69％＞4％；水分含量ωi为5％时，θ＝3.90％＜4％，且ωi＝5％≥ω0＝3％，判定干燥过程处于等速干燥阶段。由于仅有5％一个水分控制点满足条件，因此5％为该煤种的干燥终点。
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