一种配煤抑尘方法

摘要

本发明公开一种配煤抑尘方法，将褐煤原煤作为抑尘材料加入到成品煤中混合搅拌均匀，水分大的褐煤原煤颗粒与成品煤的细小粉尘结合到一起。本发明的配煤抑尘方法，由于采用水分大的褐煤原煤作为抑尘材料，褐煤原煤与成品煤混合后，能够与成品煤中的细小粉尘结合，避免粉尘飞扬，这种方法取材方便、操作简便，而且不会带来其他化学物质，相比于现有技术采用外购的成分复杂的抑尘剂，一来成本低，二来更加环保。

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭加工技术领域，特别涉及一种配煤抑尘方法。

背景技术

煤炭在堆放过程中所产生的煤尘和扩散现象相当复杂，它与煤种、含水量、粒径分布、堆放方式、周围地形和气象条件等诸多因素有关。造成露天储煤场扬尘污染的主要原因有两点，一是风力的作用，在风力的作用下，露天储煤场的煤粉尘随风扩散迁移造成扬尘污染，有些细小的粉尘甚至可以随风扩散到几公里之外。二是机械力的作用，包括装卸作业起尘、堆场外道路汽车运输引起的二次起尘等。在露天储煤场由于一些大型机械设备的作业以及汽车的运输等，使得一些颗粒较大的煤尘也成为扬尘的一部分，造成了大气环境的严重污染，同时也严重危害采矿工人的身体健康，影响正常生产作业。

露天储煤场起尘量计算受到多种因素的影响，问题比较复杂。研究认为物料在堆放过程中的起尘量主要与堆放形状、堆场排列及物料堆与风向夹角和风速密切相关，并进行了煤炭装卸时起尘量的估算和煤堆起尘量的估算。结果表明，堆场起尘是散装物料的主要粉尘污染源，堆场起尘量随风速的变化远远大于作业起尘量随风速的变化。煤炭在堆放过程中，起尘量的大小取决于煤堆的形式、煤堆的含水率及风速。

研究结果可以看出，影响露天储煤场煤尘起尘的因素较多，其中，风速、煤的含水量为最主要的影响因素，对起尘量的大小有着很重要的影响。其他因素如煤堆表面积、煤堆密度、煤场储煤量、粉煤粒径等也对起尘量的大小有影响。

为了降低粉尘的飞扬，现有技术中有两种方式，一种是对煤炭喷水，这种方式收效不大，一段时间后，喷洒的水分蒸发后又会出现扬尘现象；另一种是对煤炭混入除尘剂，这种除尘剂需要外购或自行配制，需要花费一定的成本，另外由于含有一些有害化学成分，混入外购除尘剂的煤炭在后续使用时会造成进一步的环境污染。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种配煤抑尘方法，能够抑制成品煤的粉尘飞扬，同时配煤得到的煤物料在使用时不会进一步环境污染。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种配煤抑尘方法，将褐煤原煤作为抑尘材料加入到成品煤中混合搅拌均匀，水分大的褐煤原煤颗粒与成品煤的细小粉尘结合到一起。

优选地，褐煤原煤加入到成品煤中的加入量占混合后的物料总重量的10%以上。

优选地，褐煤原煤加入到成品煤中的加入量占混合后的物料总重量的30%以上。

优选地，褐煤原煤加入到成品煤中的加入量占混合后的物料总重量的15%~60%。

优选地，加入到成品煤中的褐煤原煤的粒径为25mm以下。

优选地，加入到成品煤中的褐煤原煤的粒径为12mm以下。

优选地，将混合搅拌均匀后的混合煤进行破碎处理。

优选地，将混合煤破碎处理至粒径为20mm以下。

优选地，成品煤在与褐煤原煤混合前的粒径为25mm以下。

优选地，成品煤在与褐煤原煤混合前的粒径为12mm以下。

本发明的配煤抑尘方法，由于采用水分大的褐煤原煤作为抑尘材料，褐煤原煤与成品煤混合后，能够与成品煤中的细小粉尘结合，避免粉尘飞扬，这种方法取材方便、操作简便，而且不会带来其他化学物质，相比于现有技术采用外购的成分复杂的抑尘剂，一来成本低，二来配煤得到的混合煤在使用时不会因含有化学试剂而造成额外的环境污染，更加环保。

具体实施方式

本申请的发明人通过研究发现：煤尘的含水量不仅是影响起尘风速的重要因素，而且还是减少粉尘产生量的关键因素之一。煤炭的内部结构中含有大量毛细管、毛孔和非毛孔空隙，表现出多孔性固体的性质，内在水分是存在于煤毛细孔中的水分。煤的内水分含量对抑制煤炭起尘作用很小，甚至不起作用；外水分含量在抑制煤炭起尘中将起到关键作用，对煤的起尘作用较大，当含水量和表面洒水量增加到一定程度后，煤尘起尘量减小，当煤的外在水分超过某一值时，煤粒之间的粘结程度急剧增加而不产生煤尘，此时煤的外在水分是防止煤尘飞扬的最低水分。所以增加煤尘水分含量，可大幅度降低煤堆产尘量。煤尘中水分含量高，还会增加微细粉尘与大颗粒粉尘的粘附力，从而可以提高起尘风速值。研究结果表明不论何种粒径的煤尘，如果和不易起尘的粒径混合，则混合后的损失量减小，均小于它本身的损失量，如果和易起尘的粒径混合，则混合后的损失量均大于它本身的损失量。因此在抑尘的过程中加入不易起尘的粒径，如加入大颗粒煤样，对减少煤尘的损失也是一种有效的办法。

基于以上的研究发现，本申请发明人得出了如下的技术方案：

一种配煤抑尘方法，将褐煤原煤作为抑尘剂与成品煤（也即提质煤）混合均匀，即可抑制粉尘。其中，抑尘原理说明如下：

褐煤原煤全水含量高，经过热解提质后的成品煤全水含量一般在10%以下，将原煤和成品煤进行混合配煤后就相当于增大了煤样的含水量。原煤中的水可以润湿颗粒细小的成品煤干燥粉尘，使其相对密度增大，并粘结成较大的颗粒，使之在外力作用下不能飞扬。原煤在热解提质之后细粉量增大，机械强度降低变脆易产生煤尘，而原煤含水量高，粒度大于成品煤，不易产尘，将二者按比例混合配煤后可以有效的降低成品煤产尘量。

褐煤中含有腐植酸，含量达10%~80%，腐植酸是一种含有多种官能团的有机酸。它既不熔化、又不结晶，也可以认为它是一种无定形的高分子胶体。腐植酸多呈黑色或棕色的胶体状态，是一种亲水的可逆胶体，有粘结性。

腐植酸的化学性质有：

（1）弱酸性质。

由于腐植酸中酸性活性基团上活泼氢的存在，使其具有弱酸性。

（2）与金属离子和金属氢氧化合物的络合与螯合性质。

几乎元素周期表中的所有金属，都能与腐植酸生成络合物和螯合物，最普遍的给予体原子是N、O和S，参与络合或螯合的官能团，一般是羧基和羟基，能与这些官能团络合或螯合的多价金属离子有Cu²⁺、Ca²⁺、A1³⁺、Fe³⁺、Cr³⁺、V⁶⁺等，其结合能力的大小与含氧官能团的多少有关。

由于腐植酸类物质结构非常复杂，目前还没有一个共同的化学结构式来表示它。一般认为它的结构模式是：由几个相似的结构单元所形成的一个大复合体，每一个结构单元又由核、桥键和活性基团三部分所组成。这三部分的大致结构是：

1、由一个或几个相互组成的五员环和六员环所组成，如：苯环、萘环等；

2、桥键：是连接核的单原子或原子基团。有单桥键与双桥键两种。核与核之间可以只有一个种桥连接，也可以有两种桥键同时连接。最普遍的桥键是：-O-和CH₂-等。

3、活性基团:每个腐植酸的核上都带有一个或多个活性基团。其中最主要的活性基团梭基（-COOH）、酚羧基(C-OH)等。这些基团在腐植酸的工农业应用中起着重要的作用。

将含水量高的原煤和含水量低的成品煤按比例混合配煤后，由于褐煤中含有腐植酸，腐植酸结构中的活性官能团与成品煤中的细煤粉灰中的金属离子和氧化物发生反应，形成稳定的络合物或螯合物，彼此间具有很强的结合力。由于褐煤内部存在许多毛细孔，褐煤内部的气孔率和比表面积较高，且褐煤含有原生腐植酸，表面具有亲水性，导致褐煤通过表面吸附、毛细管凝聚和界面扩散三种作用吸潮，原煤和成品煤混合配煤后成品煤中容易扬尘的粒度较小的煤粉会被原煤润湿吸附，使小颗粒凝聚成大颗粒，从而增加粉尘的粒径，增大粉尘颗粒的密度，加快粉尘颗粒的沉降速度，从而减少空气中的扬尘，达到控制扬尘的目的。

以下通过实施例来说明本发明的实施过程，但本发明的权利范围并不局限于下面的例子。

配煤就是将不同类型、不同品质的煤经过筛选、破碎和按比例配合的过程，实现煤质互补、优化产品结构、适应用户燃煤设备对煤质的要求，达到提高燃煤效率和减少污染物排放的目的。

实际配煤时，成品煤从被输送至成品煤堆场，原煤也有相应的原煤堆场，现场工人按照技术人员计算好的原煤与成品煤重量比例用铲车将原煤和成品煤运送到配煤生产线的进料斗中，进料斗中的混合煤经皮带输送至破碎机，混合煤在破碎机中经破碎混匀，破碎完成后即完成配煤，破碎机出料粒度为20mm以下。

成品煤和褐煤原煤在混合前的粒度均为12mm以下。

根据用户对煤质的要求，现场按照产品煤和原煤的热值、水分、灰分、挥发分等参数来计算具体配比，考虑到抑制粉尘，在实施过程中，优选按褐煤原煤配入重量比例10%以上进行配煤，这样的添加比例使得得到的混合煤满足使用要求，又能起到好的抑尘效果。

实施例一

目标混合煤的热值3600Kca l/Kg，配煤方法如下：

方法1：按重量计，将热值3000Kca l/Kg的原煤加入到热值4500Kca l/Kg的成品煤中混合均匀，并进行破碎，使粒径在20mm以下，混合煤中热值3000Kca l/Kg的原煤的重量百分比为60%，混合煤中热值4500Kca l/Kg的成品煤的重量百分比为40%；通过配煤，现场粉尘大大减少，起到了抑制粉尘的作用。

方法2：按重量计，将热值3200Kcal/Kg的原煤加入到热值5000Kcal/Kg的成品煤中混合均匀，并进行破碎，使粒径在20mm以下，混合煤中热值3200Kca l/Kg的原煤的重量百分比为66.7%，混合煤中热值5000Kca l/Kg的成品煤的重量百分比为33.3%；通过配煤，现场粉尘大大减少，起到了抑制粉尘的作用。

实施例二

目标混合煤的热值4000Kca l/Kg，配煤方法如下：

方法3：按重量计，将热值3000Kca l/Kg的原煤加入到热值4500Kca l/Kg的成品煤中混合均匀，并进行破碎，使粒径在20mm以下，混合煤中热值3000Kca l/Kg的原煤的重量百分比为33.3%，混合煤中热值4500Kca l/Kg的成品煤的重量百分比为66.7%；通过配煤，现场粉尘大大减少，起到了抑制粉尘的作用。

方法4：按重量计，将热值3200Kca l/Kg的原煤加入到热值5000Kca l/Kg的成品煤中混合均匀，并进行破碎，使粒径在20mm以下，混合煤中热值3200Kca l/Kg的原煤的重量百分比为55.5%，混合煤中热值5000Kca l/Kg的成品煤的重量百分比为44.5%；通过配煤，现场粉尘大大减少，起到了抑制粉尘的作用。

实施例三

目标混合煤热值4500Kca l/Kg，配煤方法如下：

方法5：按重量计，将热值3300Kca l/Kg的原煤加入到热值5000Kca l/Kg的成品煤中混合均匀，并进行破碎，使粒径在20mm以下，混合煤中热值3300Kca l/Kg的原煤的重量百分比为30%，混合煤中热值5000Kca l/Kg的成品煤的重量百分比为70%；通过配煤，现场粉尘大大减少，起到了抑制粉尘的作用。

实施例四

目标混合煤热值4800Kca l/Kg，配煤方法如下：

方法6：按重量计，将热值3000Kca l/Kg的原煤加入到热值5000Kca l/Kg的成品煤中混合均匀，并进行破碎，使粒径在20mm以下，混合煤中热值3000Kca l/Kg的原煤的重量百分比为10%，混合煤中热值5000Kca l/Kg的成品煤的重量百分比为90%；通过配煤，现场粉尘大大减少，起到了抑制粉尘的作用。

实施例五

目标混合煤热值4350Kca l/Kg，配煤方法如下：

方法7：按重量计，将热值3500Kca l/Kg的原煤加入到热值4500Kca l/Kg的成品煤中混合均匀，并进行破碎，使粒径在20mm以下，混合煤中热值3500Kca l/Kg的原煤的重量百分比为15%，混合煤中热值4500Kcal/Kg的成品煤的重量百分比为85%；通过配煤，现场粉尘大大减少，起到了抑制粉尘的作用。

按以上的比例及操作方法配制得到的混合煤，扬尘现象得以抑制，现场环境得到改善，由于选用褐煤原煤作为抑尘物质，相比于现有技术采用外购的成分复杂的抑尘剂进行抑尘，本发明的成本大为降低，而且没有引入新的有害化学物质，配煤得到的混合煤在使用时不会更进一步造成环境污染。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。