[发明专利]研究煤炭混合破碎中各组分破碎行为的方法及系统

说明书

一种研究煤炭混合破碎中各组分破碎行为的方法及系统，属于研究煤炭混合破碎的方法及系统。通过分析不同煤炭单独及配比已知混合物的X射线衍射图谱，建立混合物衍射图谱002峰高与半高宽比值与各煤炭质量分数的关系模型；开展多时间批次的煤炭混合破碎实验，筛取各粒级破碎产物并称重；分析各粒级破碎产物的X射线衍射图谱并计算特征比值，基于上述关系模型返算各粒级中不同煤炭的含量，最终获得混合破碎后各组分的破碎速率和产物组成；同时监测煤炭混合破碎的能量消耗，并结合各组分破碎行为，确定最佳的混合破碎条件。通过明确煤炭混合破碎中各组分破碎行为，明确混合破碎机理，寻找破碎效率最高的煤炭混合比例，为配煤破碎提供方案参考。

技术领域

本发明涉及一种研究煤炭混合破碎的方法及系统，特别是一种研究煤炭混合破碎中各组分破碎行为的方法及实验系统。

背景技术

中国煤炭的赋存和消耗区域存在逆向分布的特点，煤炭资源主要分布在西部和北部，而消耗区域则为东部和南部，同时中国的燃煤电厂也主要分布在上述地区。燃煤电厂是我国的煤炭消耗大户，每年超过60％煤炭用于燃烧发电。煤炭生产区远离消耗区致使长距离的煤炭输配成为必然，而燃煤电厂的煤炭除来自国内产煤地外，来自澳大利亚、印尼和印度的煤炭也成为燃煤电厂的重要供应。基于此，电厂用煤因产自不同区域，而成为不同类型煤炭的混合物。

为提高锅炉燃烧效率，燃煤电厂普遍采用煤粉燃烧方式，磨煤制粉是必备环节，且主要使用中速磨煤机磨制煤粉。由于电厂煤炭来源广泛，实际进入制粉系统磨制的是不同类型煤炭的混合物。因此，煤炭在中速磨煤机内始终处于复杂的混合破碎体系，与单煤种破碎相比，混合物中不同类型或性质煤炭之间相互作用，会对混合物中各类煤炭破碎过程产生影响。然而，当前针对中速磨煤机内煤炭混合破碎的研究相对较少，这主要是受混合破碎产物中各组分定量方法的制约。不同煤种的区分可采取添加特征标记物，即利用含某种特征元素或放射物溶液浸染煤炭，在实验后借助所添加的特征物质识别产物中的各相。但此类标记方法存在两大缺陷：一、块状煤炭样品的浸染效率相对较低，因而无法确保特征元素或标记物均匀的散布在整块煤炭中，影响各相的精确定量；二、长时间浸染会破坏煤炭结构，降低实验结果的可靠度和准确性。

煤炭由多种结构形式的有机物与种类不同的无机物(或称矿物质)组成。但煤中伴生矿物质种类多且嵌布粒度不同，破碎后矿物质选择性解离会使其在各粒级含量不同；不同煤炭中伴生矿物种类相似，故选择伴生矿物追踪溯源，定量混合破碎产物中各相的可行性不高。除伴生矿物外，可考虑借助煤炭有机组成部分的特征性质实现各相定量的目的。目前，根据衍射图谱信息，计算微晶结构参数，利用特征比值判断煤化程度的方法应用广泛。研究显示衍射角度为25度的002峰峰高越大，半高宽越小，煤化程度越高。此外，衍射图谱测试分析具有非破坏性，重现性好的优势；做好实验样品选择以及待测试样制备，确保分析结果的准确性和代表性，即可保证煤炭混合破碎后各相定量、破碎速率及破碎产物粒度组成等研究的顺利开展。

发明内容

本发明的目的是要提供一种研究煤炭混合破碎中各组分破碎行为的方法及系统，了解煤炭混合破碎过程中各组分的破碎行为，优化配煤破碎方案并减少混合破碎能耗。

本发明的目的是这样实现的：本发明采用的技术方案包括：破碎行为的方法以及破碎行为的方法的系统。

所述的破碎行为的方法：通过分析不同煤炭单独及配比已知混合物的X射线衍射图谱，建立特征比值与各煤炭质量分数的关系模型；开展多时间批次的煤炭混合破碎实验，筛取各粒级破碎产物并称重；分析各粒级破碎产物的X射线衍射图谱并计算特征比值，基于上述关系模型返算各粒级中不同煤炭的含量，最终获得混合破碎后各组分的破碎速率和产物组成；同时监测煤炭混合破碎的能量消耗，并结合各组分破碎行为，确定最佳的混合破碎条件，为配煤破碎提供方案参考。

具体步骤为：