CN101519617A - 一种煤泥、褐煤干燥提质工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过干燥提高煤泥、褐煤质量的工艺及设备，特别是煤泥、褐煤干燥提质工艺及设备。技术方案是：①预干燥煤泥、褐煤向干燥系统定量给料；②物料干燥系统对煤泥、褐煤进行干燥提质；③生产干燥提质后的产品。本发明针对煤泥、褐煤的理化特性进行干燥脱水处理，具有如下有益效果：不粘筒壁，自动清理；整体设备在平面、直线布置，降低厂房高度，减少投资，比层叠布置要减少一半的投资；实现给料、干燥、排料设备合为一体，密封效果好，热效率高，节能环保，热效率由原来的30～40％左右提高到70％以上，减少能耗1/3；脱水提质效果好，使用安全可靠，经济效益显著。

Description

一种煤泥、褐煤干燥提质工艺及设备

所属技术领域：

本发明涉及一种通过干燥提高煤泥、褐煤质量的工艺及设备，特别是煤泥、褐煤干燥提质工艺及设备。

背景技术：

据统计，中国煤炭生产经过原煤洗选加工产生的副产品——煤泥，每年约3000多万吨。其灰分多在30％～60％之间，这在国外都进入尾矿坝舍弃。在中国多数也是放任自留、泛滥成灾。这部分煤泥粒度细(≤0.5mm)含水高30％左右、粘度大，不仅给储、装、运带来极大难度，而且不能应用于国计民生，是一种资源的极大浪费。为了去掉水分，大部分采用晾晒地销；不仅占地面积大。而且雨天“煤泥水”遍地流；晴天煤粉满天飞，不仅造成资源的极大浪费，还严重污染环境；有的利用煤泥练“土焦”导致烟尘弥漫，严重影响周边地区的生产、生活和人们的身心健康。

中国褐煤储量极大，已探明的储量高达1303亿吨，占全国煤炭储量的13％左右；其他有关国家褐煤储存量也非常之大。但这一煤种的挥发份高(40％0～50％)、含水量高(30％0～60％)、灰分高(30％左右)，发热量低，俗称“三高一低”。而且活性强，易“泥化或粉化”。在能源奇缺的今天诺想将褐煤应用于化工、电力、冶金等行业，必须脱掉多余水分。提高发热量。

目前，对于上述两种物料脱水提质难度很大，机械脱水不能凑效；只能用(热力)干燥脱水，在国内外绝大部分干燥工艺老化、设备陈旧，给料装置、干燥主机、排料装置都是相互分离的，所以设备布置都是层叠式，需要高大的厂房，设备投资大；干燥煤泥时，经常出现粘、堵、棚现象，清理困难，设备无法正常运行，脱水干燥达不到预期效果；又因褐煤易燃易爆，都无法采用直接“质热交换”方式进行干燥脱水，干燥褐煤时多用间接传热方式，热效率低，一般在30％左右，能耗大，不能实现节能环保。

发明内容：

本发明目的是提供一种煤泥、褐煤干燥提质工艺及设备，针对煤泥、褐煤的理化特性进行处理，脱水提质效果好，简化工艺过程，减少投资，不粘壁，使用安全可靠，节能环保，解决背景技术存在的上述问题。

本发明目的是通过下述技术方案实现的：

①预干燥煤泥、褐煤向干燥系统定量给料

通过刮板给料机，在密闭状态下，向物料干燥系统连续、均匀给料，并定量使物料进入物料干燥系统；

②物料干燥系统对煤泥、褐煤进行干燥提质

物料干燥系统是全部密闭的，或缺氧负压状态下进行。前部是刮板给料机匹配的给料及导料装置，中部是干燥主机，后部是卸料排料装置，给料及导料装置、干燥主机、卸料排料装置是一个密闭的整体，设备直线布置，物料从前向后依靠干燥主机倾斜角度及滚筒的转动扬料位移或运动，物料干燥系统内通入高温烟气，烟气与物料在干燥主机内顺流进行加速等速质热交换，最后，接近干燥机尾部时，就接近尾声或降速干燥阶段，完成对煤泥、褐煤的干燥提质全过程：

③生产干燥提质后的产品

物料通过干燥，提高发热量，干燥后的物料经卸料排料装置排出，成为最终产物，完成干燥提质过程。

对于干燥后生产的废气，经过高效旋风除尘器分离后，收集下来的细粉煤由星轮——螺旋锁气排料装置排出与干燥主机排出的干后产品混合后，也成为最终产品。

产生的废气经过除尘、净化、脱硫后，达到国家排放标准，可排至大气。本发明的高温烟气可来源于热风炉。

本发明的刮板给料机设有一个入料口，两个下料口，在入料口上方设一个翻板闸门，翻板闸门通过溜槽连接入料口，把来料均匀的分配到刮板给料机的两个下料口，也可以单独的给任何一个下料口供料，当翻板闸门向左或向右摆动即可实现上述给料、配料之目的。本发明通过翻板闸门控制下料口的下料状态，实现一台刮板给料机匹配两台物料干燥系统，可以同时向两台物料干燥系统给料；也可以通过翻板闸门，只向一台物料干燥系统给料。翻板闸门下方设置的溜槽可以有两种结构形式：一种是翻板闸门下方设置的溜槽采用倒锥式，主要用于煤泥干燥，防粘、防堵，该结构也可以用于干燥褐煤；另一种结构形式为翻板闸门下方设置裤衩溜槽，主要用于干燥褐煤时，进行给、配煤。刮板给料机中的矩形密封槽板分为两部分，中间设有下料通道，该通道位于两个下料口之间，入料口位于该通道上方。

为了使干燥主机内给料顺畅、快速、不积料，本发明物料干燥系统的给料箱及导料装置包含给料箱或导料装置，给料箱上设有入料口，导料装置设置在给料箱内，若干块导料板与干燥主机中线呈40～80度角，均布一周，并牢固连接在一起，形成了一个紧固的整体空心导料锥台结构，高温烟气从导料锥台的空心通过。用空心导料锥台替代了普通干燥设备中的给料溜槽，解决了斜插入干燥设备内的给料溜槽经常堵塞、烧坏、维修量大、延误生产的问题。空心锥台导料装置靠干燥滚筒的转动导料，使物料通过干燥主机中心线的侧面入料口进入主机内，实现快速给料，提高干燥效率之目的。

所说的干燥主机包含筒体和扬料装置，扬料装置设置在筒体内，扬料装置是蓖条式的弧形扬料板杆及链组成，扬料装置分为大、小两种，无论沿圆周或轴向的排列组合，均为大小交错进行安装，目的是在干燥主机筒体布料均匀，提高质热交换速率。为防止物料粘在筒体上圆周，扬料装置间设有清扫链，进行自动清扫、清理。

所说的卸料排料装置包含排料箱、排料口、卸料板排料板，排料箱下部设有排料口，卸料板、排料板设置在排料箱内，本发明中卸料板和排料板合为一体，通称为卸排料板，卸排料板的内段与滚筒轴线呈60度角，起卸料作用，外段垂直于滚筒筒壁，起排料作用。转动的卸排料板将干燥后的物料导(运)至设备的尾部排出，简化了结构，提高了工作效率。

本发明的设备还包括除尘环保系统，该系统的高效旋风除尘器组、离心式湿式除尘器及伞帽除尘脱硫装置依次连接，旋风除尘器组收集干燥系统产生的废气进行一次处理，然后再经过离心式湿式除尘器二次处理，最后经过伞帽除尘脱硫装置处理。

本发明针对煤泥、褐煤的理化特性进行干燥脱水处理，具有如下有益效果：不粘筒壁，自动清理；整体设备在平面、直线布置，降低厂房高度，减少投资，比层叠布置要减少一半的投资；实现给料、干燥、排料设备合为一体，密封效果好，热效率高，节能环保，热效率由原来的30～40％左右提高到70％以上，减少能耗1/3；脱水提质效果好，使用安全可靠，经济效益显著。如煤泥，尤其是浮选精煤后的尾煤，高灰(无法去掉)、高水分煤泥的发热量仅在2000～3000kcal/kg左右，不能在工业生产中应用，但通过上述干燥系统处理后，可将发热量提升到4000kcal/kg以上，基本去掉1％的水分可提高发热量70～90kcal/kg(由煤质而定；褐煤干燥也是如此，一般中国的褐煤含水都在35～50％之间，最高60％，发热量也在2000～3000kcal/kg之间，通过上述干燥系统可将发热量提高至4000～5000kcal/kg以上，干燥提质后，可以作为电煤和煤化工的优质燃(原)料。

附图说明：

附图说明：

图1是本发明实施例的工艺流程图。

图2为本发明实施例的流程方框示意图。

图3是本发明实施例的设备布置结构示意图。

图中：封闭式刮板配煤定量给料机1、给料及导料装置2、干燥主机3、卸料排料装置4、旋风除尘器组5、星型—螺旋锁气排料机6、离心式湿式除尘器7、伞帽除尘脱硫装置8、引风机9、爆炸泄荷装置10、热风炉11、鼓风机12、除渣机13。

图4是本发明实施例一中的封闭式刮板配煤定量给料机结构示意图。

图5是本发明实施例二中的封闭式刮板配煤定量给料机结构示意图。

图6是本发明实施例一、实施例二的A-A结构示意图。

图7是木发明实施例一、实施例二的B-B结构示意图。

图中：头轮组51、尾轮组52、机体53、封闭刮板54、链条55、机尾弧形板56、连接螺杆57、入料口58、下料口59和60、矩形槽密封板61、头部弧形板62、连接螺栓63、头轮轴64、头轮链条65、头轮密封装置66、填料密封67、进油孔68、滑块69、滑道70、尾轮链轮71、尾轮轴72、给料密封槽73、卸料密封槽74、尾轮密封装置75、翻板闸门76。

图8是本发明实施例三中的给料及导料装置结构示意图。

图9是本发明实施例四中的给料及导料装置结构示意图。

图10是本发明实施例五中的给料及导料装置结构示意图。

图中：给料箱21、导料板22、支撑导料板23、挡风板25、弧形板26、法兰28、入料口29、干燥主机筒壁30、连接法兰32、密封装置33。

图11是本发明实施例六中的卸料排料装置结构示意图。

图中：排料箱41、排料口42、卸排料板43、闸板44、激振器45、重锤40、铰轴39。

图12是本发明实施例七中的卸料排料装置结构示意图。

图中：排料箱41、排料口42、卸排料板43、星轮排料机46、拨轮38。

图13是本发明实施例八中的卸料排料装置结构示意图

图中：排料箱41、排料口42、卸料板47、排料板48、弧形密封板49、清扫器50。

具体实施方式：

以下结合附图，通过实施例进一步说明本发明。

参照附图1、2、3

在实施例中，干燥工艺过程分为物料流程和热介质流程两部分：

煤泥、褐煤流程：预干燥物料经封闭式刮板配煤定量给料机1，封闭式给料箱及导料装置2，干燥主机3，干后产品经封闭式卸料排料箱4，干后废气经高效旋风除尘器组5集中下来的粉煤(尘)经星型—螺旋锁气排料机6，与干后产品混合作为产品处理。

热介质流程：由热风炉11发出的高温烟气在引风机9的作用下，进入封闭式给料箱及导料装置2，高温烟气与湿物料开始进行加速质热交换，随之烟气与物料在干燥主机3顺流进行等速质热交换，接近干燥机尾部时，就接近尾声或降速干燥段。当废气进入高效旋风除尘器后即将粉尘(煤粉)分离出去进入干燥产品，随之经一次净化后在引风机的作用下将废气打入离心式湿式除尘器7进行第二次净化，再进入伞帽除尘脱硫装置8进行最后一次净化后排至大气。

在旋风除尘器组5上设有爆炸泄荷装置10，热风炉11包括有鼓风机12、除渣机13。

实施例一，参照附图4、6、7。

封闭式刮板配煤定量给料机包含机体53、入料口58、下料口59和60、封闭刮板58、链条54、头轮组51、尾轮组52，机体下方设置两个下料口，两个下料口由封闭刮板隔气给料，在入料口上方设翻板闸门76，翻板闸门通过溜槽连接入料口，把来料均匀的分配到刮板给料机的两个下料口，通过翻板闸门控制下料口的下料状态，实现一台刮板给料机匹配两台物料干燥系统，可以同时向两台物料干燥系统给料；也可以通过翻板闸门，只向一台物料干燥系统给料。翻板闸门下方设置的溜槽采用倒锥式，主要用于煤泥干燥，防粘、防堵，该结构也可以用于干燥褐煤。刮板给料机中的矩形密封槽板61分为两部分，中间设有下料通道，该通道位于两个下料口59和60之间，入料口58位于该通道上方。

物料通过入料口进入刮板给料机，由于传动装置的驱动，使链条54带动封闭刮板58沿箭头方向运行，使入料通过给料密封槽73达到给料密封之目的；随之，部分物料进入卸料密封槽74，通过下料口60排出；另一部分物料通过下料口59排出。两个下料口59和60，也由封闭刮板58隔气给料。通过控制调整翻板阀门的位置，可以使物料只从下料通道中下料，只通过下料口60给一台干燥系统配料；或者，物料不走中间通道，只通过下料口59给一台干燥系统配料。

一般的刮板给料机的漏风点还有机头和机尾，本实施例中，机头和机尾均设有头轮密封装置66和尾轮密封装置75和由尾轮组52机尾弧形板56、连接螺杆57构成的拉紧装置。两组密封装置都是对开的透盖式密封，两部分对开的透盖用螺栓连接，并与轴为松动配合。其中所有密封槽，都由填料67来密封，使本发明内的物料不能溢出，冷风不能进入本发明内，达到密封之目的。对开的透盖均焊在头轮组51和尾轮组52两侧的帮板上。

机头、机尾均采用了头部弧形板62和尾部弧形板56密封，主要是不存煤；尤其是尾轮组52的密封难度大，因为它所有的密封件，要跟随链条54的松紧在顶丝的作用下、在滑道71上前后移动。所以该密封式刮板配煤定量给料机，不仅能密封，还可均匀、定量、连续给料，而且还可随意调节链子的松紧度。实施例二，参照附图5、6、7。

本实施例中除翻板闸门下的溜槽外，其它与实施例一相同。

翻板闸门76下方设置裤衩溜槽，主要用于干燥褐煤时，进行给、配煤。刮板给料机中的矩形密封槽板分为两部分，中间设有下料通道，该通道位于两个下料口之间，入料口位于该通道的正上方，裤衩溜槽的两个裤腿分别位于两部分矩形密封槽板上方。

实施例三，参照附图8。

给料装置包含给料箱21和导料装置，给料箱上设有入料口29，导料装置设置在给料箱内，若干块导料板22与干燥主机中线呈40—80°角，均布一周，并牢固连接在一起，形成了一个紧固的整体空心导料锥台结构，高温烟气从导料锥台的空心通过。

所说的给料箱可以有两种结构，一种是双层结构，外层为直筒式箱体，里层为锥台，该锥台与空心导料锥台相匹配，给料箱里层锥台的锥底周边与直筒箱体圆周固定连接，锥台的锥顶用法兰固定连接在一起。另一种是单层结构，单层锥台给料箱，该锥台与空心导料锥台相匹配，给料箱为对开式结构，目的是为了安装方便。

给料箱、空心导料锥台与干燥主机保持同心。

用空心导料锥台替代了普通干燥设备中的给料溜槽，高温烟气从导料锥台的空心通过，不会直接吹在导料锥台上，解决了斜插入干燥设备内的给料溜槽经常堵塞、烧坏、维修量大、延误生产的问题。

空心导料锥台结构为若干块导料板22与干燥主机中线呈60°角布置，还可以用固定圈、加强圈、环形骨架等对空心导料锥台进行加固，使之运行更加牢靠。空心导料锥台与干燥主机的内侧通过支撑导料板23固定连接，支撑导料板的数量和角度方向均与空心导料锥台中的导料板相同。为了实现密封给料，在空心导料锥台的里圆设有一个弧形板26，给料箱21上设有挡风板25，形成了一个锁气导料装置，实现封闭给料；给料箱结构为双层结构，外层为直筒式箱体，里层为锥台，该锥台与空心导料锥台相匹配，给料箱里层锥台的锥底周边与直筒箱体圆周固定连接，锥台的锥顶用法兰28固定连接在一起。

物料由导料装置进入干燥主机，干燥主机筒壁内设有篦条式弧形扬料板，扬料板分为大、小两种，无论沿圆周或轴向的排列组合，均为大小交错进行安装，目的是在干燥主机筒体内布料均匀，提高热交换速率。干燥后的物料到达干燥主机的尾部，通过卸料板、排料板排出，成为干燥提质后的最终产品。

实施例四，参照附图9。

空心导料锥台仍由与干燥主机中线呈60°角的数块导料板22组成，空心导料锥台与干燥主机筒壁通过环形骨架固定连接，其内缘由环形骨架、加强圈将导料板22固定在一起。为了避免出现返料现象，在给料箱21入料端加设了一个半圆弧形板26。

实施例五，参照附图10。

给料箱为单层结构，单层锥台给料箱21，该锥台与空心导料锥台相匹配，给料箱为对开式结构，目的是为了安装方便。空心导料锥台外环有一个法兰，与干燥主机筒壁用螺栓对应紧固。给料箱21为对开式给料箱，可以在给料箱的侧帮给料，用形成的“煤柱”进行密封，达到给料密封之目的。

实施例六，参照附图11。

排料装置包含排料箱41、排料口42、卸料板、排料板，排料箱41下部设有排料口42，卸料板、排料板为一个整体，统称为卸排料板43，在排料口42处设有闸板44和重锤40。为防止物料粘堵，在排料口42设有电磁激振器45，通过高频振动，消除物料粘堵。

实施例七，参照附图12。

排料装置包含排料箱41、排料口42、卸料板、排料板，排料箱41下部设有排料口42，卸料板、排料板为一个整体，统称为卸排料板43，在排料口处设有星轮排料机46。在排料箱的滚筒上设有拨轮，与星轮排料机相匹配，星轮的转动是由拨轮或小型电动减速机来拨动或转动完成的。

实施例八，参照附图13。

排料装置包含排料箱41、排料口42、卸料板47、排料板48，排料箱下部设有排料口，卸料板、排料板设置在排料箱内，在排料口的上方设有弧形密封板49，该弧形密封板位于卸料板、排料板之间，弧形长度为60—90°，弧形密封板的圆弧中心就是排料箱滚筒的中心。

为防止弧形密封板粘煤，本发明还设有清扫器50，连接在滚筒筒壁上，清扫器的形状为矩形框架，随滚筒转动，清除粘在弧形密封板49上的煤。在滚筒筒壁与排料箱之间还设有密封装置。

Claims (10)

1、一种劣质煤的干燥提质工艺，其特征是包括如下步骤：

①预干燥煤泥、褐煤向干燥系统定量给料

通过刮板给料机，在密闭状态下，向物料干燥系统连续、均匀给料，并定量使物料进入物料干燥系统；

②物料干燥系统对煤泥、褐煤进行干燥提质

物料干燥系统是全部密闭的，或缺氧负压状态下进行。前部是刮板给料机匹配的给料及导料装置，中部是干燥主机，后部是卸料排料装置，给料及导料装置、干燥主机、卸料排料装置是一个密闭的整体，设备直线布置，物料从前向后依靠干燥主机倾斜角度及滚筒的转动扬料位移或运动，物料干燥系统内通入高温烟气，烟气与物料在干燥主机内顺流进行加速等速质热交换，最后，接近干燥机尾部时，就接近尾声或降速干燥阶段，完成对煤泥、褐煤的干燥提质全过程：

③生产干燥提质后的产品

物料通过干燥，提高发热量，干燥后的物料经卸料排料装置排出，成为最终产物，完成干燥提质过程。

2、根据权利要求1所述之劣质煤的干燥提质工艺，其特征在于对于干燥后产生的废气，经除尘器除尘，集中下来的粉煤尘，再经排料机排出，也成为最终产品。

3、根据权利要求1或2所述之劣质煤的干燥提质工艺，其特征在于产生的废气经过除尘、净化、脱硫后，排至大气，所说的高温烟气来源于热风炉。

4、根据权利要求1或2所述之劣质煤的干燥提质工艺，其特征在于所说刮板给料机设有一个入料口，两个下料口，在入料口上方设一个翻板闸门，把来料均匀的分配到刮板给料机的两个下料口，通过翻板闸门控制下料口的下料状态，实现一台刮板给料机匹配两台物料干燥系统，可以同时向两台物料干燥系统给料；也可以通过翻板闸门，只向一台物料干燥系统给料。

5、根据权利要求1或2所述之劣质煤的干燥提质工艺，其特征在于所说的给料及导料装置包含给料箱和导料装置，导料装置设置在给料箱内，若干块导料板与干燥主机中线呈40—80°角，均布一周，并牢固连接在一起，形成了一个紧固的整体空心导料锥台结构，高温烟气从导料锥台的空心通过。

6、根据权利要求5所述之劣质煤的干燥提质工艺，其特征在于空心导料锥台转动导料，使物料通过干燥主机中心线的侧面进入干燥主机内，实现侧面给料。

7、根据权利要求1或2所述之劣质煤的干燥提质工艺，其特征在于所说的卸料排料装置包含排料箱、排料口、卸料板、排料板，排料箱下部设有排料口，卸料板、排料板设置在排料箱内，卸料板和排料板合为一体，通称为卸排料板，卸排料板的内段与滚筒轴线呈60度角，其卸料作用，外段垂直于滚筒筒壁，起排料作用。

8、根据权利要求1或2所述之劣质煤的干燥提质工艺，其特征在于所说的干燥主机包含筒体和扬料板，扬料板设置在筒体内，扬料板是篦条式的弧形扬料板，扬料板分为大、小两种，无论沿圆周或轴向的排列组合，均为大小交错进行安装的，在扬料板的篦条上设有清扫链，进行自动清扫、清理。

9、一种劣质煤的干燥提质设备，其特征在于包括：封闭式刮板配煤定量给料机(1)和物料干燥系统，物料干燥系统由给料及导料装置(2)、干燥主机(3)、卸料排料装置(4)构成，全部是密闭的，前部是与刮板给料机匹配的给料及导料装置，中部是干燥主机，后部是卸料排料装置，给料及导料装置、干燥主机、卸料排料装置是一个密闭的整体，设备直线布置。

10、根据权利要求9所述之劣质煤的干燥提质设备，其特征在于还包括热风炉(11)和除尘环保系统，热风管路连接干燥系统，向干燥系统提供高温烟气；除尘环保系统的高效旋风除尘器组(5)、离心式湿式除尘器(7)及伞帽除尘脱硫装置(8)依次连接，旋风除尘器组收集干燥系统产生的废气进行一次处理，然后再经过离心式湿式除尘器二次处理，最后经过伞帽除尘脱硫装置处理。

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