[发明专利]一种蒸汽闪爆耦合化学改质强化褐煤脱水系统与工艺

说明书

本发明涉及一种蒸汽闪爆耦合化学改质强化褐煤脱水系统与工艺，属于褐煤或低阶煤提质技术领域，解决了现有技术中褐煤干燥脱水技术高能耗低效率、产品易自燃等问题。本发明包括化学改质单元和蒸汽闪爆脱水单元，所述化学改质单元对褐煤预破碎、化学改质及机械脱水；所述蒸汽闪爆脱水单元对所述化学改质单元预处理后的褐煤产品进行蒸汽闪爆，获得脱水产品。本发明借助非极性烃类油对褐煤化学改质，调控褐煤表面疏水性，降低煤‑水相互作用从而降低了水分从煤中脱除的难度，减少了脱水干燥能耗；通过蒸汽闪爆脱水实现了对褐煤中毛细水的有效脱除，实现了低水分含量褐煤产品的生产。

技术领域

本发明涉及褐煤或低阶煤提质技术领域，尤其涉及一种蒸汽闪爆耦合化学改质强化褐煤脱水系统与工艺。

背景技术

社会生产对于煤炭资源的需求日益加剧，随着优质煤炭矿藏的消耗，我国煤炭资源整体呈现低品质化，低阶煤在煤炭总资源中的占比也日益上升，低阶煤提质已成为行业内的急迫需求。褐煤是低阶煤中的一种重要煤种，其全球资源总额约4.35万亿吨，占全球煤炭资源总储量的21％，而我国褐煤也占煤炭资源总量的约13％。褐煤不仅是火力发电厂动力煤的重要来源，也是重要的化工原料、催化剂载体、吸附剂等。但褐煤水分含量通常高达30％～60％，极高的含水量严重限制其提质利用的广泛性及经济性，褐煤的预先干燥脱水已成为其高效清洁利用的重要前提和关键环节。

褐煤极高的含水量是其表面形貌与表面物理化学性质的联合作用所致。一方面，褐煤表面富含极性含氧官能团，如羧基、羟基等，致使褐煤表面整体呈现极强的亲水性，极易与水分子通过氢键桥接，形成致密的水化膜，导致水分难以脱除；另一方面，褐煤具有丰富的孔隙结构，在孔隙毛细作用及表面亲水效应的作用下，褐煤孔隙结构内极易储存大量毛细水，孔隙结构及亲水表面联合作用，导致褐煤含水量极高且水分难以脱除。

传统的机械挤压或热力烘干对于褐煤脱水存在效率低、能耗高等显著问题。对于表面亲水且内部孔隙发达的褐煤，传统的机械挤压脱水方法及设备难以对褐煤水分进行有效脱除，而热力烘干脱水技术则需将煤中水分由液态加热为气态，从而从煤中脱除，该相变过程需要消耗大量能量，同时干燥产品存在温度过高、在系统热力冲击下易过粉碎、易自燃等问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种蒸汽闪爆耦合化学改质强化褐煤脱水系统与工艺，用以解决现有褐煤干燥脱水技术高能耗低效率、产品易自燃等问题。

一方面，本发明提供了一种蒸汽闪爆耦合化学改质强化褐煤脱水系统，包括化学改质单元和蒸汽闪爆脱水单元，所述化学改质单元对褐煤预破碎、化学改质及机械脱水；所述蒸汽闪爆脱水单元对所述化学改质单元预处理后的褐煤产品进行蒸汽闪爆，获得脱水产品。

进一步地，所述化学改质单元包括高压辊磨机、弛张筛和调浆机。

进一步地，所述高压辊磨机的输出端与所述弛张筛的输入端连接，所述弛张筛的筛上输出端与所述高压辊磨机的输入端连接。

进一步地，所述弛张筛的筛下输出端与所述调浆机的输入端连接。

进一步地，所述化学改质单元还包括板框压滤机，所述调浆机的输出端与所述板框压滤机的输入端连接，所述板框压滤机的脱水产品作为蒸汽闪爆脱水作业的原料。

进一步地，所述蒸汽闪爆脱水单元包括蒸汽闪爆脱水机，所述板框压滤机的输出端与所述蒸汽闪爆脱水机连通。

进一步地，所述蒸汽闪爆脱水单元还包括蒸汽发生器和蒸汽加热器，所述蒸汽发生器的出气口与所述蒸汽加热器的进气口连通。

进一步地，所述蒸汽闪爆脱水机设有进气口，所述蒸汽加热器的出气口与所述进气口连通。

进一步地，所述蒸汽闪爆脱水单元还包括第一气流阀，所述第一气流阀设于所述蒸汽发生器和所述蒸汽加热器之间。