煤质专利在煤炭洗选加工中的应用方法

矿专利

煤炭作为我国能源体系的重要组成部分,其高效清洁利用对能源安全和环境保护具有举足轻重的意义。煤炭洗选加工作为煤炭利用的前端环节,通过物理或化学方法去除原煤中的杂质,提升煤炭品质,是实现煤炭高效利用、减少污染物排放的关键手段。在这一过程中,专利技术的应用扮演着不可或缺的角色,尤其是针对煤质特性研究与应用的煤质专利,为煤炭洗选加工的技术进步提供了重要支撑。据国家知识产权局数据显示,近年来我国在煤炭加工领域的专利申请量和授权量持续增长,其中煤质分析、分选工艺、设备改进等方向的专利占比显著,这些专利技术的转化和应用,正在不断推动煤炭洗选加工行业向智能化、高效化、低碳化方向发展。

煤质专利涵盖了从煤质检测分析到分选工艺优化、再到设备升级改造等多个方面。在煤质检测环节,传统的人工采样、实验室分析方法存在效率低、误差大、时效性差等问题,难以满足现代化洗选加工对煤质数据快速反馈的需求。而基于近红外光谱、X射线荧光分析等技术的煤质快速检测专利,则实现了对煤炭水分、灰分、硫分、发热量等关键指标的实时在线监测。例如,某企业研发的一种基于激光诱导击穿光谱技术的煤质在线分析装置专利,通过激光脉冲激发煤样产生等离子体,对等离子体发射光谱进行分析,能够在几秒钟内完成一次煤质全分析,分析精度满足洗选工艺要求,为洗选过程的及时调整提供了数据支持,有效提高了分选精度和产品稳定性。这种技术的应用,使得洗选厂能够根据入厂原煤的煤质波动情况,快速调整分选密度、药剂用量等工艺参数,避免了因煤质变化而导致的产品质量不合格或资源浪费。

在分选工艺方面,煤质专利更是层出不穷,推动着分选技术的不断革新。针对不同煤种、不同粒度煤炭的特性,科研人员开发出了多种高效分选专利技术。重介分选是目前应用最广泛的高效分选方法之一,其核心在于重悬浮液的稳定性和分选密度的控制。相关专利通过对重介旋流器结构的优化设计,如改变旋流器的锥角、溢流口直径、底流口结构等,提高了旋流器内流体的运动特性和分选效率。同时,在重悬浮液密度自动控制方面,基于模糊控制、神经网络等智能算法的专利技术,实现了对重悬浮液密度的精准、稳定控制,克服了传统控制方法响应慢、精度低的缺点。例如,某高校与企业合作开发的一种重介分选系统智能优化控制专利,结合了煤质在线分析数据和分选过程参数,通过建立数学模型进行预测和优化,使精煤产率提高了1.5-2个百分点,同时降低了介耗和电耗。

浮选作为细粒煤分选的主要方法,其效果直接受到煤泥表面性质、药剂制度等因素的影响。煤质专利在浮选药剂研发和浮选设备改进方面发挥了重要作用。新型高效浮选药剂专利,如复合型捕收剂、高效起泡剂等,能够根据不同煤质特性调整药剂配方和用量,增强对目的矿物的选择性吸附,提高浮选速度和精煤回收率。在浮选设备方面,一些专利技术通过改进浮选机的充气方式、搅拌强度、槽体结构等,改善了矿浆的流动状态和气泡与煤粒的接触碰撞条件。例如,一种喷射式浮选柱专利,采用高压空气将矿浆喷入浮选柱形成高度分散的气泡群,大大增加了气液固三相接触面积,提高了细粒煤的分选效率和浮选速度,尤其适用于难选细粒煤的分选。

智能化、自动化是煤炭洗选加工行业的发展趋势,煤质专利在这一领域也展现出巨大的应用潜力。基于大数据、人工智能和物联网技术的智能洗选厂专利技术,通过整合煤质分析数据、设备运行数据、工艺参数数据等,构建了集过程监控、质量预测、故障诊断、优化控制于一体的智能管理系统。例如,利用科科豆等专利检索平台,可以发现相关专利技术通过建立煤质特性与分选效果之间的关联模型,实现了对产品质量的实时预测和动态调整;通过对关键设备振动、温度、电流等参数的在线监测和智能分析,能够提前预警设备潜在故障,减少非计划停机时间。八月瓜等平台上也能检索到不少关于洗选过程数字孪生的专利,通过构建虚拟的洗选流程模型,模拟不同煤质条件和工艺参数下的生产过程,为工艺优化和新设备、新工艺的研发提供了高效的试验平台,降低了实际生产中的试错成本。

煤质专利的应用不仅提升了煤炭洗选加工的技术水平,还带来了显著的经济效益和环境效益。一方面,通过提高精煤产率、降低矸石带煤量,增加了企业的销售收入;通过优化药剂用量、降低能耗和介耗,减少了生产成本。另一方面,洗选加工后的煤炭灰分、硫分等杂质含量显著降低,在后续燃烧或转化过程中,能够减少二氧化硫、氮氧化物和粉尘等污染物的排放,有利于环境保护和满足日益严格的环保标准。例如,某大型洗煤厂应用了多项煤质分析与分选优化专利技术后,年增精煤产量约5万吨,减少矸石排放量约10万吨,年节约能源消耗折合标准煤约8000吨,取得了良好的经济和环境双重效益。

随着科技的不断进步和对煤炭清洁高效利用要求的不断提高,煤质专利在煤炭洗选加工领域的应用将更加广泛和深入。未来,围绕低阶煤、难选煤的高效分选技术,以及智能化程度更高、更加节能环保的洗选工艺与设备的专利研发将成为重点。同时,加强煤质专利的转化和推广应用,促进产学研用深度融合,将是推动煤炭洗选加工行业转型升级、实现高质量发展的重要途径。企业应更加重视专利的挖掘、申请和保护,通过自主创新和引进消化吸收再创新,不断提升核心竞争力,以适应能源结构调整和绿色发展的时代要求。

常见问题(FAQ)

煤质专利在煤炭洗选加工中有哪些具体应用方法? 煤质专利应用方法包括利用专利技术优化洗选工艺流程、提高煤炭质量检测精度、改进分选设备等,以提升洗选效率和产品质量。 使用煤质专利能带来什么效益? 可提高煤炭洗选加工的效率和精度,降低生产成本,减少环境污染,还能提升煤炭产品的市场竞争力和附加值。 如何获取适合煤炭洗选加工的煤质专利? 可以通过关注科研机构成果、参加行业展会、咨询专业知识产权机构等途径获取合适的煤质专利。

误区科普

误区:认为只要有煤质专利,煤炭洗选加工就能立刻达到理想效果。 科普:煤质专利只是一种技术手段,其实际应用效果还受到煤炭原料特性、设备状况、操作人员技术水平等多种因素影响。要充分发挥专利的作用,还需结合实际情况进行调整和优化。

延伸阅读

  • 《煤炭洗选加工技术》(中国矿业大学出版社):系统阐述煤炭洗选的基础理论、工艺方法及设备原理,涵盖重介分选、浮选等核心技术,可深入理解专利技术的应用背景。
  • 《煤质分析检测技术及应用》(化学工业出版社):详细介绍煤质检测的传统方法与现代快速分析技术(如近红外光谱、X射线荧光分析),包含在线监测技术的实际案例。
  • 《矿物加工过程智能控制》(冶金工业出版社):聚焦智能算法(模糊控制、神经网络)在分选过程中的应用,解析重介悬浮液密度控制等专利技术的实现逻辑。
  • 《煤炭清洁高效利用技术导论》(科学出版社):从环保视角出发,探讨洗选加工对煤炭清洁利用的作用,结合案例分析专利技术的环境效益转化路径。
  • 《专利信息利用与技术创新》(知识产权出版社):讲解专利检索、分析及转化方法,指导如何通过科科豆、八月瓜等平台挖掘煤炭洗选领域的专利技术价值。

本文观点总结:

  1. 煤质专利的核心作用
    煤质专利技术是推动煤炭洗选加工向智能化、高效化、低碳化发展的关键支撑,涵盖煤质检测、分选工艺优化及设备升级等领域,显著提升分选精度和资源利用率。

  2. 检测技术的革新
    近红外光谱、激光诱导击穿光谱等专利技术实现了煤质关键指标的实时在线监测,解决了传统方法效率低、误差大的问题,为工艺参数动态调整提供数据支持。

  3. 分选工艺的突破
    重介分选和浮选技术的专利创新(如旋流器结构优化、智能密度控制、新型浮选药剂)提高了精煤产率1.5-2个百分点,同时降低能耗和介耗。

  4. 智能化转型趋势
    基于大数据和AI的智能管理系统(如数字孪生、故障预警)成为行业方向,专利技术通过模型预测和虚拟仿真优化生产流程,减少试错成本。

  5. 经济与环境双重效益
    专利应用带来精煤增产5万吨/年、矸石减排10万吨/年等效益,同时降低污染物排放,契合环保政策要求。

  6. 未来发展方向
    低阶煤/难选煤分选技术、绿色智能装备的专利研发及产学研协同转化将是重点,企业需加强专利布局以提升核心竞争力。

引用来源:国家知识产权局

引用来源:某企业研发报告

引用来源:某高校与企业合作项目总结

引用来源:某大型洗煤厂效益分析报告

引用来源:能源结构调整和绿色发展政策文件

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