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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 煤粉干法磁選凈化成套工藝技術(shù)裝備研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 我國每年65%左右的煤炭需在利用前磨制成粉，“計(jì)劃電、市場(chǎng)煤”形勢(shì)下的劣質(zhì)煤經(jīng)傳統(tǒng)制粉工藝?yán)寐实?、能耗高，本作品在?shí)驗(yàn)室單工序?qū)嶒?yàn)成功的基礎(chǔ)上提出磨前風(fēng)選排矸，磨后煤粉兩段干法磁選凈化新工藝。通過對(duì)煤粉磁性質(zhì)的研究及分選設(shè)備的研制，實(shí)現(xiàn)了合格粉和磨煤機(jī)回粉的再處理及各工序煤粉質(zhì)量的在線監(jiān)測(cè)控制。該工藝可降低磨煤功耗，減輕燃煤污染、提高煤炭利用率，選后尾礦用于建材或化工使用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于“計(jì)劃電、市場(chǎng)煤”形勢(shì)下燃煤電廠使用的高灰、高硫、摻矸原煤現(xiàn)狀，該作品自行研制干法選煤機(jī)，在球磨制粉前設(shè)計(jì)干法分選工藝進(jìn)行預(yù)選拋矸，提高燃煤質(zhì)量，降低磨機(jī)功耗。同時(shí)，結(jié)合電廠現(xiàn)有煤炭制粉工藝提供的高解離度條件，利用自制多力場(chǎng)永磁磁選機(jī)對(duì)電廠高爐噴吹煤粉進(jìn)行燃前凈化，因煤粉礦物質(zhì)間磁性差異，可有效脫除脫除煤中黃鐵礦硫及親硫微量元素，解決煤煙型大氣污染及微量元素外排造成的土壤、水體污染問題；再者，開發(fā)研制多元多輥磁選機(jī)，可去除磨煤機(jī)產(chǎn)生的回粉中富集的難磨礦物質(zhì)，如：黃鐵礦、矸石等，可降低回粉再磨時(shí)磨機(jī)功耗，解決工藝缺陷，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用。在此基礎(chǔ)上，該作品配套兩組在線灰分檢測(cè)儀，對(duì)氣力分級(jí)機(jī)及離心磁選機(jī)的分選參數(shù)進(jìn)行反饋調(diào)整，避免人工操作的不準(zhǔn)確性及嚴(yán)重滯后性，提高該作品的自動(dòng)化程度；微波干燥裝置的交叉運(yùn)用，對(duì)于30%回粉的再處理，在滿足處理量的情況下，可進(jìn)行回粉表面改性以增強(qiáng)后序多元多輥機(jī)的分選效率，最大化程度實(shí)現(xiàn)資源化綜合利用。 經(jīng)理論分析及實(shí)驗(yàn)論證，該作品可行性強(qiáng)，推廣應(yīng)用價(jià)值高，已獲多項(xiàng)專利并在劉莊電廠將進(jìn)行中試。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的：目前，我國60%燃煤大都采用制粉后直燃工藝， 且“計(jì)劃電、市場(chǎng)煤”形勢(shì)下原煤的高灰、高硫、摻矸現(xiàn)狀，不僅造成環(huán)境污染，還因回粉中富含較多難磨礦物質(zhì)，未處理再磨時(shí)增加磨機(jī)功耗，降低磨機(jī)使用壽命；對(duì)于現(xiàn)行燃后凈化脫硫工藝，雖取得了一定功效，但存在成本高、工藝繁瑣、設(shè)備損壞嚴(yán)重等缺陷。該作品可有效降低煤粉直接燃燒對(duì)環(huán)境所造成的污染，實(shí)現(xiàn)回粉的資源化綜合利用，所帶來的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益符合節(jié)能減排大方針。 基本思路：對(duì)于劣質(zhì)煤難磨耗能問題，提出原煤磨粉前預(yù)選拋矸工藝，提高煤炭利用率；結(jié)合制粉工藝提供礦物質(zhì)間高解離度的嵌入式條件，基于資源化綜合利用的目的，確定兩段干法磁選磁選工藝；考慮廠礦所需自動(dòng)化要求，交叉應(yīng)用在線灰分檢測(cè)及微波處理技術(shù)，確保分選效果；最終通過理論分析與實(shí)驗(yàn)論證完成煤粉干法磁選凈化成套工藝技術(shù)裝備的研究與設(shè)計(jì)。 創(chuàng)新點(diǎn)：（1）提出嵌入式磁選工藝以實(shí)現(xiàn)燃煤凈化及回粉再處理。（2）先進(jìn)灰分在線檢測(cè)技術(shù)及微波處理技術(shù)的運(yùn)用以提高作品自動(dòng)化程度。（3）新型分選凈化設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和應(yīng)用。 技術(shù)關(guān)鍵： 1、多磁輥采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，多元化磁系布置；2、多輥輥軸頻率的控制；3、在線灰分檢測(cè)儀反饋調(diào)節(jié)機(jī)制；4、離心機(jī)環(huán)形磁系的布置。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1、選前磨制煤粉磁選可選性評(píng)價(jià)系統(tǒng)；2、精煤硫分、灰分指標(biāo)及綜合脫硫指數(shù)；3、采用回歸分析法，建立煤中微量元素含量和形態(tài)硫的關(guān)系；4、聚磁介質(zhì)的數(shù)學(xué)建模及數(shù)值優(yōu)化；5、不同階段磁選產(chǎn)物的綜合利用價(jià)值體現(xiàn)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性體現(xiàn)在：（1）以磨制煤粉作為研究對(duì)象可以直接嵌入到火力發(fā)電廠、煉鋼廠原有工藝系統(tǒng)中。（2）針對(duì)電廠用煤高灰、高硫、摻矸等現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)干選工藝解決其對(duì)后序制粉造成的不利影響。（3）充分利用微波干燥及選擇性磁化黃鐵礦的特性，增強(qiáng)磁選效果，減小再磨功耗。（4）設(shè)置灰分檢測(cè)儀對(duì)煤粉灰分進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)及全程監(jiān)控，以達(dá)到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)的目的。（5）采用多級(jí)分選可實(shí)現(xiàn)資源綜合利用，創(chuàng)造社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。 先進(jìn)性主要體現(xiàn)在：（1）目前制粉工藝缺乏描述煤炭綜合價(jià)值實(shí)現(xiàn)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；該作品通過精選煤粉實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，考察綜合脫硫指數(shù)，建立煤中微量元素含量和形態(tài)硫的關(guān)系，確定磁選可選性標(biāo)準(zhǔn)。（2）采用回粉粗選再磨工藝，結(jié)合微波干燥技術(shù)，解決目前回粉直接再磨的高能耗問題。（3）針對(duì)目前磨制煤粉的直燃工藝，所造成的煤炭燃燒值和鍋爐利用效率低等缺陷，該作品采用精粉燃前磁選凈化工藝，可有效脫黃鐵礦硫及親硫微量元素，磁選后的精粉直接用于燃燒，提高燃燒值，保護(hù)環(huán)境；高硫尾礦可用于硫酸廠，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年8月，經(jīng)省科技廳鑒定為：國際先進(jìn)。
作品所處階段
- 該作品目前處于中試階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓、委托開發(fā)；擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)
作品可展示的形式
- 作品可展示的形式包括：實(shí)物、產(chǎn)品；模型；圖紙；現(xiàn)場(chǎng)演示；圖片。
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 流程：原煤預(yù)選拋矸進(jìn)球磨機(jī)制粉，通過入氣力分級(jí)機(jī)分級(jí)，細(xì)顆粒煤粉經(jīng)灰分檢測(cè)儀進(jìn)離心磁選機(jī)，磁選后合格精粉用于高爐噴吹。回粉經(jīng)微波處理給入多輥機(jī)進(jìn)行分選，所得磁選精粉進(jìn)行再磨形成閉合回路。 特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：（1）設(shè)計(jì)干選工藝解決原煤質(zhì)量差問題，結(jié)合磨制煤粉提供的礦物質(zhì)間高解離度條件，選取磁選工藝，可直接嵌入到火力發(fā)電廠原有工藝系統(tǒng)。（2）利用微波干燥及灰分在線檢測(cè)技術(shù)，提高工藝系統(tǒng)自動(dòng)化程度。 可主要應(yīng)用于燃煤電廠、煉鋼廠、煉焦廠；同時(shí)在有色金屬及非金屬礦的除雜提純等領(lǐng)域具有一定推廣價(jià)值。 效益預(yù)測(cè)：以某電廠為例，按一年300工作日，年耗煤量52萬噸進(jìn)行分析：該作品可有效脫除7%左右的灰分及0.8%的黃鐵礦硫及70%拋矸量。以電廠粉煤中灰分每增加1%，大約多消耗2.0%-2.5%的煤炭計(jì)算，每噸煤570元價(jià)格計(jì)算，可節(jié)約4150萬元；如作為化工原料出售，按每噸100元，可獲得42萬的收入；以每噸矸石70元計(jì)算，年創(chuàng)造2520萬元利潤。共創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益為：6712萬元。
同類課題研究水平概述
- 干法選煤技術(shù)現(xiàn)狀：煤炭設(shè)計(jì)院于1967年首先研制出風(fēng)力選矸設(shè)備，工業(yè)性實(shí)驗(yàn)取得了較好的分選效果。1984年，我國開始對(duì)空氣重介質(zhì)干法選煤技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)室和半工業(yè)研究，在理論和實(shí)踐兩方面都取得了豐碩的成果，并在90年代在工業(yè)生產(chǎn)中得到初步應(yīng)用；之后世界各國對(duì)干選煤技術(shù)展開了大量的研究工作，并取得一些階段性的成果。 燃前脫硫現(xiàn)狀：20世紀(jì)30年代，國外研究者首次提出采用磁選方法分選黃鐵礦，試驗(yàn)失敗。70年代末80年代初，國內(nèi)外研究者開始采用常規(guī)高梯度磁選機(jī)進(jìn)行高梯度濕法及干法磁選試驗(yàn)，因分選場(chǎng)強(qiáng)低及介質(zhì)堵塞問題，分選效果并不理想；2008年，美國R.R.Oder建立了小時(shí)處理能力1t的煤粉干法高梯度磁選連續(xù)中試系統(tǒng)。 燃中和燃后脫硫現(xiàn)狀：我國在20世紀(jì)80年代開始研究煙氣活性焦干法脫硫技術(shù)，并在四川豆壩電廠建成中試驗(yàn)裝置。南京電力自動(dòng)化設(shè)備總廠、北京煤化工研究分院與貴州宏福實(shí)業(yè)開發(fā)有限總公司合作在貴州宏福自備熱電廠試驗(yàn)完成了活性焦煙氣脫硫裝置，這是國內(nèi)目前唯一的煙氣活性焦干法脫硫工業(yè)裝置。該電廠燃用貴州當(dāng)?shù)孛?，煤中含硫量高達(dá)4.5%以上。煙氣量178000Nm3/h，排煙溫度160℃左右。國外煙氣脫硫干法工藝主要始于20世紀(jì)60年代，并于20世紀(jì)70年代進(jìn)行工業(yè)示范，20世紀(jì)80年代開始工業(yè)應(yīng)用。日本是最早將活性焦聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)推向工業(yè)應(yīng)用的國家，第一套工業(yè)裝置于1984年在大牟田運(yùn)行，用于處理燃煤鍋爐煙氣，煙氣處理量30000Nm3/h，SO2和NOX脫除率分別達(dá)到98%和80%。隨后，脫硫技術(shù)相繼在德國、日本、韓國、澳大利亞等國推廣使用，已應(yīng)用于處理各種工業(yè)廢氣，如燃煤鍋爐煙氣、燒結(jié)機(jī)煙氣和垃圾焚燒煙氣，涉及化工、電力、冶金等多個(gè)行業(yè)?？v觀近十幾年來煤中有害元素脫除的研究成果，雖然脫除手段很多，但仍存在很多問題有待進(jìn)一步解決。主要涵蓋： （1）由于黃鐵礦的磁性較弱和煤結(jié)構(gòu)及組成的復(fù)雜性，現(xiàn)有的高梯度磁選設(shè)備并不適用于煤和黃鐵礦的分離； （2）干式高梯度磁選過程中分選場(chǎng)強(qiáng)低、磁介質(zhì)的堵塞問題沒能得到很好的解決； （3）濕法分選有不同程度的環(huán)境污染，且不適于干旱缺水地區(qū)； （4）燃中、燃后脫硫工藝繁瑣，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，部分設(shè)備不適宜于推廣。
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