煤泥冷冻干燥脱水及系统

文档序号:1873658 发布日期:2021-11-23 浏览:29次 >En<

阅读说明:本技术 煤泥冷冻干燥脱水及系统 (Coal slime freeze drying dehydration and system ) 是由 徐宏祥 汪竞争 宁可佳 崔家画 邓久帅 尹亚男 田汉 李文涛 马金庆 于鹏 于超 于 2021-08-26 设计创作,主要内容包括:本申请涉及煤泥水处理技术领域,提供了一种煤泥冷冻干燥脱水方法及系统,其中,煤泥冷冻干燥脱水方法包括:将煤泥水进行沉降和浓缩,获得煤泥水的溢流和底流;将所述煤泥水的底流进行冷冻,使所述煤泥水的底流冻结;将冻结后的煤泥水的底流在真空环境中进行脱水,以使所述煤泥水的底流中的水分升华。通过本申请的技术方案,不仅能够实现去除煤泥中的自由水,还能有效的去除表面水分和毛细管中的水分,实现煤泥的深度脱水,且整个脱水过程安全环保。(The application relates to the technical field of coal slime water treatment, and provides a coal slime freeze drying dehydration method and a system, wherein the coal slime freeze drying dehydration method comprises the following steps: settling and concentrating the slime water to obtain overflow and underflow of the slime water; freezing the underflow of the slime water to freeze the underflow of the slime water; and dehydrating the underflow of the frozen slime water in a vacuum environment so as to sublimate the water in the underflow of the slime water. Through the technical scheme of this application, not only can realize getting rid of the free water in the coal slime, can also effectually get rid of the moisture in surface moisture and the capillary, realize the degree of depth dehydration of coal slime, and whole dehydration process safety ring protects.)

煤泥冷冻干燥脱水及系统

技术领域

本申请涉及煤泥水处理技术领域,具体而言,涉及一种煤泥冷冻干燥脱水方法及系统。

背景技术

相关技术中,选煤厂煤泥水处理主要通过絮凝-压滤工艺实现固液分离,该工艺需要消耗大量药剂,对于微细粒煤泥则难以实现深度脱水,微细粒煤泥形成的滤饼孔隙率低,滤饼结构空隙小,通过压滤的方式,能够有效脱除煤泥中的自由水,但对于煤泥滤饼中的微孔中的毛细水和颗粒表面水,则难以脱除,造成微细粒煤泥所形成的滤饼水分高,并时常会出现工况事故,影响生产正常运行。

发明内容

本申请第一方面实施例的目的在于提供一种煤泥冷冻干燥的脱水方法,不仅能够实现去除煤泥中的自由水,还能有效的去除表面水分和毛细管中的水分,实现煤泥的深度脱水。

本申请第一实施例提供了一种煤泥冷冻干燥的脱水方法,包括:将煤泥水进行沉降和浓缩,获得煤泥水的溢流和底流;将所述煤泥水的底流进行冷冻,使所述煤泥水的底流冻结;将冻结后的煤泥水的底流在真空环境中进行脱水,以使所述煤泥水的底流中的水分升华。

在上述实现过程中,煤泥水的沉降和浓缩处理可以在浓缩池中进行,沉淀的过程中煤泥水会发生固液分离,并分为溢流和浓缩后的底流;通过将煤泥水的溢流循环至分选作业,循环利用,将底流进行冷冻处理,从而可得到冻结后的煤泥水底流,再将冻结后的煤泥水底流进入真空环境中,真空环境中的煤泥水的底流中的水分会发生真空升华,进而可实现脱水的效果,整个脱水过程无需加入药剂,安全环保,且不仅能够去除煤泥中的自由水,还能有效的去除表面水分和毛细管中的水分,实现煤泥的深度脱水。

在一种可能的实现方式中,在将冻结后的煤泥水的底流在真空环境中进行脱水,以使所述煤泥水的底流中的水分升华之后,还包括:在真空环境中加热冻结后的所述煤泥水的底流。

在上述实现过程中,由于煤泥的再干燥阶段所除去的水分会受范德华力吸附在颗粒表面上,在保证产品质量的前提下,在此阶段内需要适当加热煤泥水的底流以提高煤泥温度,进而利于水分的蒸发。

在一种可能的实现方式中,加热冻结后的所述煤泥水的底流的加热温度控制在30℃~35℃的范围内。

在上述实现过程中,当加热温度低于30℃时,温度过低不利于水分的蒸发,当加热温度大于35℃时,可能会导致冻结后的煤泥因温度过高而分解。

在一种可能的实现方式中,所述将所述煤泥水的底流进行冷冻,使所述煤泥水的底流冻结,包括:将所述煤泥水的底流置于第一冷却装置中冷却至1℃~3℃;将冷却后的所述煤泥水的底流置于第二冷却装置中冷冻至-30℃~-50℃。

在上述实现过程中,冻结的过程分两个步骤进行,首先将煤泥水的底流置于第一冷却装置进行冷冻至1℃~3℃,实现初次冷冻;然后再将初次冷冻后的煤泥水的底流置于第二冷却装置中进行二次冷冻,并冷冻至-30℃~-50℃,使煤泥水的底流完全冻结,以便于进行煤泥水的底流的脱水。

在一种可能的实现方式中,所述第二冷却装置中的压强小于100Pa;所述冷却后的煤泥水的底流在所述第二冷却装置中的冷冻时间在3h~4h的范围内。

在上述实现过程中,通过将第二冷却装置中的压强小于100Pa,从而可在冷冻过程中实现第二冷冻装置内水分的蒸发,避免第二冷冻装置内的水分进入煤泥水的底流,同时可为真空升华作初步准备,便于煤泥水的底流进行真空升华。

煤泥水的底流在第二冷却装置中的冷却时间控制在3h~4h的范围内,从而可保证煤泥水的底流充分冻结,进而便于进行真空升华脱水。

在一种可能的实现方式中,所述将冻结后的煤泥水的底流在真空环境中进行脱水,以使所述煤泥水的底流中的水分升华,包括:将所述第二冷却装置中冻结后的所述煤泥水的底流的压强降低至20Pa内,以使所述煤泥水的底流中的水分升华。

在上述实现过程中,通过将第二冷却装置的压强降低至20Pa内,以接近绝对真空状态,从而便于煤泥水的底流中的水分在第二冷却装置中进行快速真空升华,进而有助于提高煤泥的脱水效率。

在一种可能的实现方式中,在将所述煤泥水的底流进行冷冻之前,还包括:收集所述煤泥水的溢流并循环至分选作业。

在上述实现过程中,由于煤泥水在沉降和浓缩过程中会产生溢流和底流,通过收集煤泥水的溢流,并将其循环进去分选作业,从而实现节能环保的效果。

在一种可能的实现方式中,在真空环境中加热冻结后的所述煤泥水的底流,使所述煤泥水的底流中的水分二次升华之后,还包括:收集所述煤泥水的底流中升华的水分,并循环至分选作业。

在上述实现过程中,与收集煤泥水的溢流效果相同,通过收集煤泥水的底流中升华的水分(包括初次升华和二次升华的水分),并使其循环进入分选作业,从而可实现节能环保的效果。

本申请第二方面实施例中提供了一种煤泥冷冻干燥脱水系统,包括:浓缩池,用于将煤泥水进行沉降和浓缩,以得到煤泥水的溢流和底流;冷冻装置,与所述浓缩池相连,用于将煤泥水的底流进行冻结;真空泵,与所述冷冻装置相连,用于抽出所述冷冻装置内的空气,以使所述冷冻装置处于真空状态,并使所述煤泥水的底流中的水分升华。

在上述实现过程中,冷冻装置分为第一冷冻箱和第二冷冻箱,煤泥水的底流先在第一冷冻箱内冷冻至1℃~3℃,然后再放入第二冷冻箱二次冷冻至-30℃~-50℃,以使煤泥水的底流完全冻结,不仅有助于提高产品质量,同时便于后续进行真空升华。

在一种可能的实现方式中,还包括:加热装置,与所述冷冻装置相连,用于加热所述冷冻装置内冻结后的所述煤泥水的底流;和,水分收集装置,与所述浓缩池和所述冷冻装置相连,用于收集所述煤泥水的溢流和所述煤泥水的底流升华的水分,并循环至分选作业。

本申请第一方面实施例提供的煤泥水冷冻干燥的脱水方法,煤泥水可以在浓缩池中进行沉降和浓缩处理,沉淀的过程中煤泥水会发生固液分离,并分为溢流和浓缩后的底流;通过将煤泥水的底流进行冷冻处理,从而可得到冻结后的煤泥水底流,再将冻结后的煤泥水底流置于真空环境中,真空环境中的煤泥水的底流中的水分会发生真空升华,进而可实现脱水的效果,整个脱水过程无需加入药剂,安全环保,且不仅能够去除煤泥中的自由水,还能有效的去除表面水分和毛细管中的水分,实现煤泥的深度脱水。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一个实施例提供的煤泥冷冻干燥的脱水方法的流程示意图;

图2为本申请另一个实施例提供的煤泥冷冻干燥的脱水方法的流程示意图;

图3为本申请实施例提供的煤泥冷冻干燥的脱水系统的结构示意框图。

图标:200、煤泥冷冻干燥的脱水系统;201、浓缩池;202、冷冻装置;203、真空泵;204、加热装置;205、水分收集装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一方面,本申请实施例提供了一种煤泥冷冻干燥的脱水方法,请参考图1,煤泥冷冻干燥的脱水方法包括:

步骤S100:将煤泥水进行沉降和浓缩,获得煤泥水的溢流和底流。

步骤S102:将所述煤泥水的底流进行冷冻,使所述煤泥水的底流冻结。

步骤S104:将冻结后的煤泥水的底流在真空环境中进行脱水,以使所述煤泥水的底流中的水分升华。

在上述实现过程中,煤泥水的沉降和浓缩处理可以在浓缩池中进行,沉淀的过程中煤泥水会发生固液分离,并分为溢流和浓缩后的底流;通过将煤泥水的溢流循环至分选作业,循环利用,将底流进行冷冻处理,从而可得到冻结后的煤泥水底流,再将冻结后的煤泥水底流进入真空环境中,真空环境中的煤泥水的底流中的水分会发生真空升华,进而可实现脱水的效果,整个脱水过程无需加入药剂,安全环保,且不仅能够去除煤泥中的自由水,还能有效的去除表面水分和毛细管中的水分,实现煤泥的深度脱水。

请参考图2,在一种可能的实现方式中,在将冻结后的煤泥水的底流在真空环境中进行脱水,以使所述煤泥水的底流中的水分升华之后,还包括:

步骤S106:在真空环境中加热冻结后的所述煤泥水的底流。

在上述实现过程中,由于煤泥的再干燥阶段所除去的水分会受范德华力吸附在颗粒表面上,在保证产品质量的前提下,在此阶段内需要适当加热煤泥水的底流以提高煤泥温度,进而利于水分的蒸发。

在一种可能的实现方式中,加热冻结后的所述煤泥水的底流的加热温度控制在30℃~35℃的范围内。

在上述实现过程中,当加热温度低于30℃时,温度过低不利于水分的蒸发,当加热温度大于35℃时,可能会导致冻结后的煤泥因温度过高而分解。

在一种可能的实现方式中,所述将所述煤泥水的底流进行冷冻,使所述煤泥水的底流冻结,包括:将所述煤泥水的底流置于第一冷却装置中冷却至1℃~3℃;将冷却后的所述煤泥水的底流置于第二冷却装置中冷冻至-30℃~-50℃。

在上述实现过程中,冻结的过程分两个步骤进行,首先将煤泥水的底流置于第一冷却装置进行冷冻至1℃~3℃,实现初次冷冻;然后再将初次冷冻后的煤泥水的底流置于第二冷却装置中进行二次冷冻,并冷冻至-30℃~-50℃,使煤泥水的底流完全冻结,以便于进行煤泥水的底流的脱水。

在一种可能的实现方式中,所述第二冷却装置中的压强小于100Pa;所述冷却后的煤泥水的底流在所述第二冷却装置中的冷冻时间在3h~4h的范围内。

在上述实现过程中,通过将第二冷却装置中的压强小于100Pa,从而可在冷冻过程中实现第二冷冻装置内水分的蒸发,避免第二冷冻装置内的水分进入煤泥水的底流,同时可为真空升华作初步准备,便于煤泥水的底流进行真空升华。

煤泥水的底流在第二冷却装置中的冷却时间控制在3h~4h的范围内,从而可保证煤泥水的底流充分冻结,进而便于进行真空升华脱水。

在一种可能的实现方式中,所述将冻结后的煤泥水的底流在真空环境中进行脱水,以使所述煤泥水的底流中的水分升华,包括:将所述第二冷却装置中冻结后的所述煤泥水的底流的压强降低至20Pa内,以使所述煤泥水的底流中的水分升华。

在上述实现过程中,通过将第二冷却装置的压强降低至20Pa内,以接近绝对真空状态,从而便于煤泥水的底流中的水分在第二冷却装置中进行快速真空升华,进而有助于提高煤泥的脱水效率。

在一种可能的实现方式中,在将所述煤泥水的底流进行冷冻之前,还包括:收集所述煤泥水的溢流并循环至分选作业。

在上述实现过程中,由于煤泥水在沉降和浓缩过程中会产生溢流和底流,通过收集煤泥水的溢流,并将其循环进去分选作业,从而实现节能环保的效果。

在一种可能的实现方式中,在真空环境中加热冻结后的所述煤泥水的底流,使所述煤泥水的底流中的水分二次升华之后,还包括:收集所述煤泥水的底流中升华的水分,并循环至分选作业。

在上述实现过程中,与收集煤泥水的溢流效果相同,通过收集煤泥水的底流中升华的水分(包括初次升华和二次升华的水分),并使其循环进入分选作业,从而可实现节能环保的效果。

第二方面,请参考图3,本申请实施例中提供了一种煤泥冷冻干燥脱水系统,包括:浓缩池,用于将煤泥水进行沉降和浓缩,以得到煤泥水的溢流和底流;冷冻装置,与所述浓缩池相连,用于将煤泥水的底流进行冻结;真空泵,与所述冷冻装置相连,用于抽出所述冷冻装置内的空气,以使所述冷冻装置处于真空状态,并使所述煤泥水的底流中的水分升华。

在上述实现过程中,冷冻装置分为第一冷冻箱和第二冷冻箱,煤泥水的底流先在第一冷冻箱内冷冻至1℃~3℃,然后再放入第二冷冻箱二次冷冻至-30℃~-50℃,以使煤泥水的底流完全冻结,不仅有助于提高产品质量,同时便于后续进行真空升华。

在一种可能的实现方式中,还包括:加热装置,与所述冷冻装置相连,用于加热所述冷冻装置内冻结后的所述煤泥水的底流;和,水分收集装置,与所述浓缩池和所述冷冻装置相连,用于收集所述煤泥水的溢流和所述煤泥水的底流升华的水分,并循环至分选作业。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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