[发明专利]一种多能量场梯级处理智能化决策的气化细渣脱水方法

说明书

本发明属于煤炭脱水处理技术领域，具体涉及一种多能量场梯级处理智能化决策的气化细渣脱水方法。本方法首先对待脱水气化细渣的水分含量、平均粒径、孔隙体积和干基灰分含量进行测定，根据检测结果计算脱水方式判断特征指数x，根据计算结果选择对应的脱水方式，使用到的脱水装置包括超声耦合真空脱水装置、振动热压脱水装置和超声耦合蒸发干燥装置三种。本发明根据具体待测气化细渣的特征，结合脱水要求发展出一套智能化决策脱水方法，使得气化细渣在每个阶段均能采用能耗最低的脱水方式。与单一工艺相比，本发明方法能使气化细渣的水分含量降低至目标值的同时，减少脱水能耗。

技术领域

本发明属于煤炭脱水处理技术领域，具体涉及一种多能量场梯级处理智能化决策的气化细渣脱水方法。

技术背景

煤炭至今仍在我国能源构成中占据主导地位。煤炭气化技术是煤炭清洁转化和高效利用的关键技术，而在煤炭气化过程中无机矿物质经过不同的物理化学转变伴随着煤中残留的碳颗粒形成的固态残渣，这种固态残渣随煤气带出，经湿法除渣工艺脱除而形成一定浓度的气化细渣黑水。现阶段对高含水量的气化细渣处理大都只是简单填埋，而这种粗劣处理处理方式对当地土壤和地下水都有着极高的污染风险，严重与可持续化资源利用这一理论相悖。提出高效的气化细渣脱水理论和技术是目前亟需解决的科学问题。

目前国内外已开发多种脱水提质工艺，主要分为蒸发脱水和非蒸发脱水两大类。目前的蒸发脱水技术一般利用烟道气或其他余热气体作为干燥介质，与物料直接接触使其中水分蒸发干燥，水分以气态形式脱除。现阶段蒸发脱水技术能够将物料水分脱除最彻底，但气化细渣是煤气化过程的产物，而煤气化过程中伴随大量热交换，有着热能供应基础，针对气化细渣的蒸发脱水有着操作环境复杂，成本较高的缺点。

真空干燥技术具有能耗低，效率高的特点；超声波干燥技术得益于其空化效应和机械效应使干燥物料受到反复的拉伸和压缩，进而产生海绵结构，水分容易被转移出；此外，超声波干燥还可使物料的形态发生改变，形成微小通道，从而使对流传质速率加快。将真空场与超声场耦合叠加，可进一步提高气化细渣脱水效率。但过长的脱水时间会缩短滤布寿命，过短的时间又达不到脱水要求。

非蒸发脱水技术的原理是利用浓度梯度、高速离心、气压压差、机械挤压和振动疏通等能量场将物料中的水分以液态形式脱除，这种方法在气化细渣脱水方面有着很大的应用潜力。机械热压脱水将振动力场与温度场相耦合，在一定的机械压力作用下，颗粒间的滑动内摩擦角和摩擦力减小，导致颗粒滑移和结构发生变化，从而实现了强化压实和高效脱水过程，此时温度场起辅助作用，温度升高，粘度减小，有利于传质，但该方法仅能在一定水分含量范围内高效脱出水分，当对物料水分含量要求低于30％时，无法适用。

因此，现有的各能量场单元脱水都有着不可避免的缺点，利用单一脱水方式存在能耗高的劣势，耦合各种脱水方式，找到一种针对不同气化细渣的最适宜脱水程序，是有望解决气化细渣脱水难题的较优路线。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中存在的问题，提供一种多能量场梯级处理智能化决策的气化细渣脱水方法。

本发明采用了以下技术方案：

一种多能量场梯级处理智能化决策的气化细渣脱水方法，使用的脱水装置包括超声耦合真空脱水装置、振动热压脱水装置和超声耦合蒸发干燥装置三种，该方法包括以下步骤：

S1.对于任一待脱水气化细渣，先选择其首次脱水方式：

S11.对待脱水气化细渣的水分含量W、平均粒径D、孔隙体积V和干基灰分含量Ash进行测定，检测结果根据如下公式计算脱水方式判断特征指数x：

S12.根据计算所得脱水方式判断特征指数x，选择对应的首次脱水方式：

当x＞7时，气化细渣进入超声耦合真空脱水装置进行脱水处理；

当7≥x3时，气化细渣进入振动热压脱水装置进行脱水处理；