煤泥除水提质系统的制作方法

1.本发明涉及湿煤泥干燥技术领域，具体而言，涉及一种煤泥除水提质系统。


背景技术：

2.随着优质煤矿资源的渐趋萎缩、机械化采矿程度的提高和地质条件的变化，我国储量较大的褐煤和部分长焰煤、不粘煤等，由于变质程度低，伴生大量泥质页岩，遇水易泥化，分选过程产生大量煤泥。煤泥具有粒度细、灰分高、水分高，价值低、运输不变的特点，给煤泥的综合利用带来了诸多不便。因此，如何能够把劣质煤泥加工成为优质清洁能源，提高资源利用率，是急需解决的问题。
3.目前现有的常规干燥技术容易造成煤泥受热不均，外层过分分解，内层干燥不充分的问题，无法实现对煤泥的充分干燥，容易造成热能的浪费，简而言之，现有的湿煤泥干燥设备的干燥效果差且干燥效率低。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种煤泥除水提质系统，以解决现有技术中对煤泥的干燥效果差且干燥效率低的问题。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种煤泥除水提质系统，包括：给料机，给料机用于运输煤泥；复合除水装置，复合除水装置接收给料机输出的煤泥，并通过振动力场、微波磁场和风场共同作用进行煤泥除水；控制装置，控制装置控制复合除水装置运行；尾气处理装置，尾气处理装置接收复合除水装置排出的尾气；产品仓，产品仓接收并储存经复合除水装置除水后的煤泥。
6.进一步地，复合除水装置包括：除水仓，除水仓具有入料口、出料口和排气口，入料口和给料机对应，出料口和产品仓连通，排气口和尾气处理装置连通；振动源，振动源构建振动力场；微波源，微波源构建微波磁场；风源，风源构建风场。
7.进一步地，振动源包括多孔烧结板，多孔烧结板倾斜设置在除水仓内，多孔烧结板相对于水平面的角度在0-30
°
范围内可调节；多孔烧结板的振动频率和振幅可调节，多孔烧结板的振动频率的调节范围为0-16hz，多孔烧结板的振幅的调节范围为0-5mm。
8.进一步地，风源包括二氧化碳发生器和热风机，热风机将二氧化碳发生器产生的二氧化碳加热并输入除水仓，二氧化碳充盈除水仓。
9.进一步地，除水仓的底部具有底进风口，多孔烧结板位于底进风口的上方，热风机的出口和底进风口连通；热风机的出风量为8-30m3/min，出风温度为150-500℃，出风流速为0.1-5.0m/s。
10.进一步地，微波源设置在除水仓的内部，且微波源位于振动源的上方，微波源包括微波发生器和磁控管；微波源的微波频率调节范围为2450-300mhz，微波源的功率为0.5-25kw。
11.进一步地，复合除水装置还包括水分监测部，水分监测部用于实时监测除水仓中
煤泥的水分，水分监测部和控制装置电连接，控制装置根据水分监测部的监测数据控制复合除水装置运行。
12.进一步地，除水仓的内部压力为1-5mpa；水分监测部包括多个传感器，多个传感器分布在除水仓内的不同位置；控制装置调节微波源的微波频率、微波处理时间，调节风源的出风量、出风温度和出风速度，调节振动源的振动频率和振幅，调节除水仓的内部压力。
13.进一步地，尾气处理装置过滤尾气中的固体颗粒和水分；煤泥除水提质系统还包括分流装置，分流装置将尾气处理装置处理过的尾气分流成第一尾气和第二尾气，第一尾气输入复合除水装置，第二尾气输入产品仓。
14.进一步地，煤泥除水提质系统还包括温度监测部、喷淋部和报警部；温度监测部监测产品仓的内部温度，在监测到内部温度超出设定阈值的条件下，报警部发出警报，喷淋部向产品仓内喷淋液体。
15.进一步地，给料机为振动给料机，振动给料机用于对煤泥进行预先松散；振动给料机的振动频率为0-50hz，振幅为0-8mm。
16.应用本发明的技术方案，提供一种煤泥除水提质系统，包括：给料机，给料机用于运输煤泥；复合除水装置，复合除水装置接收给料机输出的煤泥，并通过振动力场、微波磁场和风场共同作用进行煤泥除水；控制装置，控制装置控制复合除水装置运行；尾气处理装置，尾气处理装置接收复合除水装置排出的尾气；产品仓，产品仓接收并储存经复合除水装置除水后的煤泥；其中，通过复合除水装置中的振动力场对煤泥进行振动、通过微波磁场和风场对煤泥起到加热和松散物料的作用，增加与气流的接触面积，从而实现了对煤泥的优良干燥，除水效果好，并且对煤泥的干燥效率高，有效提高了煤泥除水的速度和除水后煤泥的质量。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1示出了本发明的实施例提供的煤泥除水提质系统的具体结构示意图；
19.图2示出了本发明的实施例提供的复合除水装置的具体结构示意图。
20.其中，上述附图包括以下附图标记：
21.10、给料机；
22.20、复合除水装置；21、除水仓；211、入料口；212、出料口；213、排气口；214、底进风口；22、振动源；221、多孔烧结板；23、微波源；24、风源；241、二氧化碳发生器；242、热风机；25、水分监测部；251、传感器；
23.30、控制装置；
24.40、尾气处理装置；
25.50、产品仓；
26.60、分流装置；
27.70、喷淋部。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.如图1至图2所示，本发明的实施例提供了一种煤泥除水提质系统，包括：给料机10，给料机10用于运输煤泥；复合除水装置20，复合除水装置20接收给料机10输出的煤泥，并通过振动力场、微波磁场和风场共同作用进行煤泥除水；控制装置30，控制装置30控制复合除水装置20运行；尾气处理装置40，尾气处理装置40接收复合除水装置20排出的尾气；产品仓50，产品仓50接收并储存经复合除水装置20除水后的煤泥；其中，通过复合除水装置20中的振动力场对煤泥进行振动、通过微波磁场和风场对煤泥起到加热和松散物料的作用，增加与气流的接触面积，从而实现了对煤泥的优良干燥，除水效果好，并且对煤泥的干燥效率高，有效提高了煤泥除水的速度和除水后煤泥的质量。
30.如图2所示，复合除水装置20包括：除水仓21，除水仓21具有入料口211、出料口212和排气口213，入料口211和给料机10对应，出料口212和产品仓50连通，排气口213和尾气处理装置40连通；振动源22，振动源22构建振动力场；微波源23，微波源23构建微波磁场；风源24，风源24构建风场。通过构建复合力场进行除水，保证了煤泥除水提质系统的除水效果，以及有效提高除水后的煤泥质量。
31.振动源22包括多孔烧结板221，多孔烧结板221倾斜设置在除水仓21内，多孔烧结板221相对于水平面的角度在0-30
°
范围内可调节；多孔烧结板221的振动频率和振幅可调节，多孔烧结板221的振动频率的调节范围为0-16hz，多孔烧结板221的振幅的调节范围为0-5mm。多孔烧结板221可对煤泥进行干燥和分散，通过振动改变料群堆积形态降低其粘性，多孔的设置有利于气体流动，保证了受热均匀及稳定，并且增加了煤泥的蒸发面积。
32.风源24包括二氧化碳发生器241和热风机242，热风机242将二氧化碳发生器241产生的二氧化碳加热并输入除水仓21，二氧化碳充盈除水仓21。二氧化碳气体能有效防止煤泥在除水干燥过程中发生燃烧，保证了干燥过程的平稳运行。
33.除水仓21的底部具有底进风口214，多孔烧结板221位于底进风口214的上方，热风机242的出口和底进风口214连通；热风机242的出风量为8-30m3/min，出风温度为150-500℃，出风流速为0.1-5.0m/s。这样设置，保证了热风能有效地吹过内部煤泥表面，除水效果更佳。从底进风口214输入的热风主要起到松散煤泥、增加煤泥与热风的接触面积、减弱煤泥的内部竞争力的作用，进一步保证了干燥效果。
34.微波源23设置在除水仓21的内部，且微波源23位于振动源22的上方，微波源23包括微波发生器和磁控管；微波源23的微波频率调节范围为2450-300mhz，微波源23的功率为0.5-25kw。位于除水仓21内部的微波源23，可有效避免运行时直接加热除水仓21的外壳，在保证除水干燥效果的前提下，有效降低了能耗。
35.如图2所示，在本发明的一个具体实施例中，微波源23为两个，对应设置在除水仓21内壁的相对两侧，起到更好的微波除水效果。
36.复合除水装置20还包括水分监测部25，水分监测部25用于实时监测除水仓21中煤
泥的水分，水分监测部25和控制装置30电连接，控制装置30根据水分监测部25的监测数据控制复合除水装置20运行。这样设置，通过实时对煤泥水分的检测，并根据煤泥的水分含量控制复合除水装置20，使得煤泥除水提质系统的运行更加合理高效，有效防止对煤泥过度除水的现象发生，同时也提高了运行的安全性。
37.除水仓21的内部压力为1-5mpa；水分监测部25包括多个传感器251，多个传感器251分布在除水仓21内的不同位置；控制装置30应用控制算法，调节微波源23的微波频率、微波处理时间，调节风源24的出风量、出风温度和出风速度，调节振动源22的振动频率和振幅，调节除水仓21的内部压力。多个传感器251在不同位置的设置，保证了水分检测部监测水分的全面性和准确性，使得控制装置30的控制更加细化和贴近实际运行要求。控制装置30对复合除水装置20中的振动源22、风源24和微波源23中的多个参数分别进行控制，进一步在保证了除水效果。
38.在本发明的一个具体实施例中，在除水仓21内部的不同位置共设置6个传感器251。
39.值得注意的是，本发明中控制装置30采用的控制算法如下：
[0040][0041]
上式中，k为采样序号，t为采样时间，k
p
为比例系数，ki为积分作用系数，kd为微分作用系数，e为误差，ec(k)＝[e(k)-e(k-1)]/t，ec(k)为误差变化，在系统运行过程中不断检测e和ec(k)，根据模糊控制原理对k
p
，ki，kd三个参数进行在线修改，以满足不同e和ec(k)时对控制参数的不同要求。
[0042]
需要说明的是：控制装置30具有数据存储及建立数据库的功能，控制装置30可根据煤泥煤质及煤泥产品质量需求及时补充数据库，避免了煤质及产品需求变化对煤泥除水提质系统的影响，提高了煤泥除水提质系统的适用性。控制装置30可采用现有技术中的智能控制系统。
[0043]
尾气处理装置40过滤尾气中的固体颗粒和水分；煤泥除水提质系统还包括分流装置60，分流装置60将尾气处理装置40处理过的尾气分流成第一尾气和第二尾气，第一尾气输入复合除水装置20，第二尾气输入产品仓50。这样设置，能够有效利用第一尾气和第二尾气的余热，第二尾气可防止除水后的煤泥产品复吸水分，第一尾气可对除水仓21中的煤泥加热并带走水分，达到充分利用尾气能量的效果。
[0044]
具体地，本方案中的第一尾气从除水仓21的侧壁输入除水仓21内，和底进风口214输入的热风在除水仓21内部形成交叉风，增加了煤泥除水过程中的接触面积，避免了煤泥粘附在除水仓21内部的情况发生，降低了能耗。
[0045]
在本发明的一个具体实施例中，输入到产品仓50内的第二尾气为固定气体流量，以保证产品仓50内的温度稳定，进一步防止煤泥产品复吸水分。
[0046]
煤泥除水提质系统还包括温度监测部、喷淋部70和报警部；温度监测部监测产品仓50的内部温度，在监测到内部温度超出设定阈值的条件下，报警部发出警报，喷淋部70向产品仓50内喷淋液体。这样设置，保证了喷淋部70能及时对产品仓50内的煤泥进行降温，避免其发生高温自燃现象。
[0047]
给料机10为振动给料机10，振动给料机10用于对煤泥进行预先松散；振动给料机10的振动频率为0-50hz，振幅为0-8mm。这样设置，保证了煤泥在输入复合除水装置20之前就保持了一定程度的松散，进一步保证了复合除水装置20后续除水的高效。
[0048]
现在对本发明应用在实际煤泥除水状况下的运行过程进行详细说明：
[0049]
具体应用实施例一：当煤泥的水分低于20％时，煤泥通过给料机10输入复合除水装置20，给料机10振动频率为40hz，振幅为3mm，水分监测部25获得煤泥水分数据，并将水分数据传递至控制装置30，控制装置30控制微波源23的微波频率在300-550mhz，热风机242的风量为8-15m3/min，气流速度为0.1-2.5m/s、保证二氧化碳气体温度为150-350℃，除水仓21的内部压力为1-3mpa，多孔烧结板221的振动频率为12hz、振幅为2mm；煤泥经给料机10给入复合除水装置20，微波源23在复合除水装置20两侧给入微波，除水仓21的底部和侧面通入热风，除水仓21的底进风口214通入二氧化碳气体，经过一段时间，复合除水装置20完成煤泥除水。
[0050]
具体应用实施例二：当煤泥的水分高于20％时，煤泥通过给料机10输入复合除水装置20，给料机10振动频率为20hz，振幅为6mm，水分监测部25获得煤泥水分数据，并将水分数据传递至控制装置30，控制装置30控制微波源23的微波频率在400-2450mhz，热风机242的风量为12-30m3/min，气流速度为2-5m/s、保证二氧化碳气体温度为350-500℃，除水仓21的内部压力为3-5mpa，多孔烧结板221的振动频率为6hz、振幅为4mm；煤泥经给料机10给入复合除水装置20，微波源23在复合除水装置20两侧给入微波，除水仓21的底部和侧面通入热风，除水仓21的底进风口214通入二氧化碳气体，经过一段时间，复合除水装置20完成煤泥除水。
[0051]
综上所述，本发明通过复合除水装置20，实现了对煤泥的优良干燥，除水效果好，并且对煤泥的干燥效率高，有效提高了煤泥除水的速度和除水后煤泥的质量。本发明能够高效处理高水分和高粘度的煤泥，并且经本发明除水后的煤泥的水分可调控性强；本发明稳定可靠、操作简单以及干燥效率高，具有广泛的实用性，尤其适用于处理含水量高的煤泥的选煤厂。
[0052]
本发明提供的煤泥除水提质系统，与现有技术相比，具有以下优势：采用微波热风联合除水，改善了煤泥干燥过程中温度不均匀的问题，缩短了干燥时间，提高了干燥效率；本发明引入水分监测部25及控制装置30，可获得干燥过程中煤泥水分的实时数据，通过控制装置30实时调节各个参数，有效避免能量损失，提高干燥效率；在除水仓21的底部和侧面通入热风，增加了煤泥在干燥过程中的接触面积，降低了煤泥粘附在除水仓21内壁的概率，降低了能耗；带有一定倾角的多孔烧结板221，将煤泥振动分散，保证了煤泥受热均匀稳定，减弱了煤泥的粘性与内部竞争力，防止煤泥团聚，提高了后续煤泥干燥的效率；除水仓21通入的热风为二氧化碳保护气，增加煤泥干燥过程中接触面积的同时，有效防止煤泥由于升温而燃烧，充分保证煤泥干燥效果；将净化后的尾气通入产品仓50，充分利用尾气的余热，防止产品复吸；喷淋部70及时对产品仓50内的煤泥进行降温，避免了高温自燃现象的发生。
[0053]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。