CN101586906B - 用于干燥褐煤的烘干管,烘干桶体以及干燥褐煤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于干燥褐煤的烘干管，包括圆形管体及其内置的螺旋形导片或圆管弹簧状导片，螺旋形导片或圆管弹簧状导片的旋向与所述管体的转动方向一致。本发明还提供一种烘干桶体，包括主轴、外壳、前壁、后壁和数根烘干管。本发明还提供一种干燥褐煤的方法，其包括准备待干燥的褐煤煤粒；将烘干桶体沿入料至出料方向倾斜7-20°；向烘干桶体的密闭空间内通入低压过热蒸汽；将褐煤煤粒输送入烘干管内；驱动烘干桶体旋转；从出料端收集干燥后的褐煤煤粒。本发明的烘干管和烘干桶体制造工艺简单，生产方便；增加了热交换面积；保证褐煤的充分干燥；且不会产生自燃或爆炸现象。
Description
技术领域
本发明涉及干燥技术，具体来说涉及一种用于干燥褐煤的烘干管，烘干桶体以及干燥褐煤的方法。
背景技术
干燥是一项古老的技术，发展至今日，对于不同物料也有各种不同的干燥工艺。其中，对煤炭的干燥主要针对选煤厂的烟煤和无烟煤，大都采用烟气干燥。褐煤是一种挥发份高、易燃烧爆炸、含水量高的煤炭，占世界煤炭资源总量的1/3，主要分布在美国、俄罗斯、德国、中国、澳大利亚、墨西哥湾等地区，在我国内蒙古、云南等省份，褐煤资源较丰富，利用好褐煤资源对于实现可持续发展具有重大意义。大量开采水分高达30-50％的褐煤直接用于燃烧，不仅锅炉燃烧不稳定，而且电厂效率也很低；高水分含量使得褐煤只能在当地使用，不可能长距离运输，极大地限制了褐煤的开采规模，因此，就必须现对开采得到的褐煤进行干燥处理。
煤炭干燥过程中水分的蒸发是一个大量消耗热能的过程，采用传统热烟气对高水分褐煤进行干燥，由于蒸发的水分中含有大量空气，水分的潜热得不到很好的利用，能源耗费相当大，例如专利申请200810111215提供的一种高温烟气干燥煤炭的方法就存在能耗高的缺陷，因此，热烟气技术不适用于高水分褐煤的干燥；同时，由于褐煤挥发份高，着火温度低，容易产生过热现象，使煤质变差，控制不当还会发生自燃或爆炸，若为防止爆炸采用较低的热风温度，则干燥强度就会很低，干燥速度也会变慢，不适合工业化生产的要求；经常规干燥后的低阶煤放置时会很快吸收空气中的水分，而恢复或接近到原来的含水分水平。
可见，有必要开发一种新的工艺和设备对褐煤进行干燥处理，对于褐煤的开采、利用和成本的降低具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于干燥褐煤的烘干管，用以解决上述现有褐煤干燥技术的不足之处。
为实现上述目的，本发明提供一种用于干燥褐煤的烘干桶体，包括主轴、外壳、前壁、后壁和数根烘干管，所述烘干管的入料端和出料端分别与前壁和后壁固定连接，所述主轴的外壁、外壳的内壁、烘干管的外壁以及前壁和后壁形成密闭结构，其中，所述烘干管包括圆形管体及其内置的螺旋形导片，所述管体具有入料端和出料端，所述螺旋形导片与所述管体的内壁为过盈配合而使两者紧贴，所述螺旋形导片的旋向与所述管体的转动方向一致。
进一步地，所述螺旋形导片由螺距不同的两段组成，螺距较大的第一段导片靠近入料端，螺距较小的第二段导片靠近出料端。
进一步地，所述第一段导片长3-5m且其螺距为100-200mm，所述第二段导片长2-3m且其螺距为80-120mm，且使用时所述第一段导片的螺距大于第二段导片的螺距。
进一步地，所述管体长6-10m，管体内径70-110mm，所述第一段导片距离入料端的管口1-2m。
进一步地，所述螺旋形导片形成中间通透的结构。
进一步地，所述螺旋形导片为薄片螺旋状。
进一步地，所述管体的入料端和出料端的外径为70-110mm，且装配时小于所述管体外径。
进一步地，所述入料端和出料端采用无缝钢管，所述管体的中间部分采用焊接钢管，所述入料端和出料端与管体中间部分为焊接连接。
进一步地，所述管体、螺旋形导片为碳素结构钢。
本发明还提供一种用于干燥褐煤的烘干桶体，包括主轴、外壳、前壁、后壁和数根烘干管，所述烘干管的入料端和出料端分别与前壁和后壁固定连接，所述主轴的外壁、外壳的内壁、烘干管的外壁以及前壁和后壁形成密闭结构，其中，所述烘干管包括圆形管体及其内置的圆管弹簧状导片，所述导片的两端与所述管体固定连接。
进一步地，所述管体为碳素结构钢，所述圆管弹簧状导片为弹簧钢。
本发明还提供一种用于干燥褐煤的烘干管，包括圆形管体及其内置的螺旋形导片，所述管体具有入料端和出料端，所述螺旋形导片为薄片螺旋状，且形成中间通透的结构，其与所述管体的内壁为过盈配合而使两者紧贴，所述螺旋形导片的旋向与所述管体的转动方向一致。
本发明还提供一种用于干燥褐煤的烘干管，包括圆形管体及其内置的圆管弹簧状导片，所述导片与管体内壁有间隙，其形成中间通透的结构，其两端与所述管体固定连接。
本发明还提供一种干燥褐煤的方法，其包括：准备待干燥的褐煤煤粒；将上述烘干桶体沿入料至出料方向倾斜7-20°；向所述烘干桶体的密闭空间内通入低压过热蒸汽；将褐煤煤粒输送入所述烘干管内；驱动烘干桶体旋转；从出料端收集干燥后的褐煤煤粒。
本发明由于采用上述技术方案，具有以下积极进步技术效果：1、本发明的烘干管和烘干桶体制造工艺简单，生产方便；2、烘干管内置螺旋形导片，增加了热交换面积；有利于物料的输送；3、烘干管采用两头小中间大的结构，大大提高了空间利用率和热交换面积；采用三部分组装的结构，大大降低了制造、加工难度和成本；也便于螺旋形导片的安装；4、不同螺距螺旋形导片的设置可以保证褐煤的充分干燥；5、螺旋形导片的结构中间有空心部分，利于气体的流动，包括被蒸发出来的水蒸气的流动，同时这个空心部分还可以用作管道堵塞时清理管道的通道；6、被干燥褐煤是在管体内流动的，其不与干燥介质(低压过热蒸汽)产生接触，所以干燥介质不会对物料产生影响；7、由于采用低压过热蒸汽(温度在160-190℃)，此时干燥褐煤的温度在80-95℃，温度较低不会产生自燃或爆炸现象；8、蒸汽以冷凝水的形式被排出，蒸汽的利用率高，因为不但蒸汽降温会释放热量，同时蒸汽凝结成水也会释放大量的热量。
附图说明
为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细描述，其中：
图1为本发明烘干管的第一实施例示意图；
图2为本发明烘干管的第二实施例示意图；
图3为本发明烘干管的第三实施例示意图；以及
图4为本发明烘干桶体的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本第一实施例中，烘干管包括圆形管体1以及内置的螺旋形导片2，管体1内部供褐煤通过，管体1外部供干燥介质流通，管体1长8m，内径80mm，其具有入料端3和出料端4，螺旋形导片2与管体1内壁为过盈配合，即螺旋形导片2放松状态下的外径大于管体1的内壁，使两者之间产生摩擦力而紧贴在一起，这样螺旋形导片2就不会产生相对运动，也不会从管体1内滑出。
本实施例中，螺旋形导片2由第一段导片21和第二段导片22组成，其中，第一段导片21的螺距为160mm并靠近入料端3，第一段导片21长4m，较大螺距的设置可以使煤粒迅速散开保证煤粒被均匀地干燥，如果不能快速的铺开，会导致靠近管壁的可能已经被干燥而管道内部的还没有干燥到。第二段导片的螺距为100mm并靠近出料端22，第二段导片22长2.5m，较小螺距的设置是因为此时煤粒大部分已经被干燥，但是为了保证出料端的水分要求，在这段就让煤粒停留时间长一点，因为在同样的转速下小的螺距可以让物料停留的时间变长。第一段导片21距离入料端3的管口1.5m，这样的好处是入料方便，因为整个桶体是旋转的，而加料口只在一个固定的地方，其加料不是完全的连续过程，所以这段未设置螺旋形导片的目的除了干燥外就是能对进入烘干管内的煤粒有一个缓冲效果，从而保证煤粒供给的连续性，如果一开始就有螺旋形导片就会对煤粒的进入产生阻挡作用，煤粒在管道内就会一段一段的，同时管道的利用率就会降低，这样就会影响到干燥效果。
在烘干管内安装螺旋形导片，一方面是使煤粒停留在管体内的时间能长一点；另一方面，螺旋状结构绕主轴转动，可以强迫煤粒向前运动。如果煤粒仅依靠重力移动的话，主轴的倾斜角度还要加大约20-45°，否则煤粒无法流动，这样的情况下，煤粒通过整个烘干管仅需3-5分钟。有了螺旋形导片之后，主轴倾斜的角度可以变小了，整个设备的受力情况也会大大改善，同时煤粒停留时间能够达到15-20分钟；而且可以实现通过控制主轴的旋转速度来控制煤粒的停留时间，对干燥效果就有了可掌控的手段，能大大提高设备对工况环境的适应能力。
请参阅图2，本第二实施例与上述第一实施例的不同在于，入料端3和出料端4为独立部分，而非与管体1的中间部分一体成型，其中，入料端3和出料端4的外径为80mm，小于管体1中间部分的外径(内径为80mm)。本实施例中，管体1的中间部分采用焊接钢管，入料端3和出料端4采用无缝钢管，入料端3和出料端4通过分别与它们一体成型的入料端管套31和出料端管套41，焊接在管体1中间部分的两端外，由于管体1中间部分内的两端均设有内径较小的入料端3和出料端4，可以阻止内部螺旋形导片2从一端逃出。
进一步地，入料端3和出料端4可以为两根外径为80mm的直管，插入管体1中间部分的两端后，再与之焊接连接，也可以达到阻止内部螺旋形导片2从一端逃出的目的。
进一步地，本实施例两头小中间大的烘干管还可对入料端3和出料端4采用冷拔或者冷轧的技术来形成。
上述第一实施例和第二实施例的螺旋形导片2为薄片螺旋状，这样的好处就是设备总重不会很高。
请继续参阅图3，本第三实施例中的导片为圆管弹簧状导片10，圆管弹簧状导片10比较适用于物料的粘性较高时使用，可以设置成与管体内壁间有一定间隙(1-2mm)这样就能在管体内自由伸缩。由于伸缩的推动可以更有效的推动物料向前，原理是其来回一伸缩就会把一些粘在管壁上的物料刮下来，同时，弹簧状导片在入口端是有挂钩固定在管壁上的。
进一步地，管体1、螺旋形导片2为碳素结构钢；圆管弹簧状导片10为弹簧钢，较佳地为65Mn的锰钢。螺旋形导片2形成中间通透的结构，这样的好处是：一方面是煤粒在干燥时会蒸发出水分，可能还有少量挥发分和粉尘，这些都会被吸入系统后面的除尘系统，这个通透的空间就是它们移动的直接通道，同时煤粒会被螺旋形导片挡着，不会被一起带走；另一方面，在烘干管发生堵塞的时候可以用作清理通道。同时，螺旋形导片的旋向必须与主轴转动的方向保持一致，这样才能保证煤粒是向出料端方向运动的。
图4为本发明烘干桶体的结构示意图，图中，烘干桶体包括主轴8、外壳5、前壁6、后壁7和数根烘干管9，烘干管9的入料端21和出料端22分别与前壁6和后壁7固定连接，主轴8的外壁、外壳5的内壁、烘干管9的外壁以及前壁6和后壁7形成一个密闭的空间，以便通入低压过热蒸汽对烘干管9内输送的煤粒进行干燥。
其中，若采用本发明第二实施例的烘干管，可以先将螺旋形导片放入管体的中间部分内，在管体中间部分两头分别套入无缝钢管制造的入料端管套及出料端管套并且焊接上，组成烘干管。这样会进一步扩大热交换面积，原因是烘干管的安装是采用胀管法，为了保证采用这种方法前墙后墙必须有足够的刚性，因此前后墙上所开的孔之间必须满足一个最小间隙，由于前后墙的厚度一般选用60mm，所以其最小间隙要求达到9mm，而一般选用12mm，因此在桶体内部还有一定的空隙。采用这样的办法就可以把这部分空隙给利用上，而且两头采用无缝钢管对成本的影响不大，但是可以保证采用胀管法安装时不会产生管裂现象(焊缝开裂)，同时有利于提高干燥效果。此外，还可先将入料端管套和出料端管套先焊接在管体的中间部分上，然后拉伸螺旋形导片使之直径变小，穿入烘干管管体后撤掉拉伸里，使其回复到原始形状，而紧紧抵贴管体的内壁。
其中，数根烘干管9是围绕主轴8固定在前壁6和后壁7上。当然，整个烘干系统还可包括入料的输送装置、承接烘干桶体的支座、驱动装置、出料装置以及蒸汽冷凝水、挥发分和粉尘的回收装置等。
具体干燥褐煤的步骤包括：准备待干燥的褐煤煤粒；将上述烘干桶体沿入料至出料方向倾斜7-20°，目的是让煤粒能够向出料口流动；向烘干桶体的密闭空间内通入低压过热蒸汽(温度在160-190℃)，此时干燥褐煤的温度在80-95℃，不会产生自燃或爆炸现象；将褐煤煤粒输送入烘干管内；驱动烘干桶体旋转，旋转速度在5-15rpm；从出料端收集干燥后的褐煤煤粒。其中，螺旋形导片的旋向必须与烘干桶体的转动方向一致。
Claims (13)
1.一种用于干燥褐煤的烘干桶体，其特征在于：包括主轴、外壳、前壁、后壁和数根烘干管，所述烘干管的入料端和出料端分别与前壁和后壁固定连接，所述主轴的外壁、外壳的内壁、烘干管的外壁以及前壁和后壁形成密闭结构，其中，所述烘干管包括圆形管体及其内置的螺旋形导片，所述管体具有入料端和出料端，所述螺旋形导片与所述管体的内壁为过盈配合而使两者紧贴，所述螺旋形导片的旋向与所述管体的转动方向一致。
2.根据权利要求1所述的用于干燥褐煤的烘干桶体，其特征在于：所述螺旋形导片为薄片螺旋状，且形成中间通透的结构。
3.根据权利要求2所述的用于干燥褐煤的烘干桶体，其特征在于：所述螺旋形导片由螺距不同的两段组成，螺距较大的第一段导片靠近入料端，螺距较小的第二段导片靠近出料端。
4.根据权利要求3所述的用于干燥褐煤的烘干桶体，其特征在于：所述第一段导片长3-5m且其螺距为100-200mm，所述第二段导片长2-3m且其螺距为80-120mm，且使用时所述第一段导片的螺距大于第二段导片的螺距。
5.根据权利要求4所述的用于干燥褐煤的烘干桶体，其特征在于：所述管体长6-10m，管体内径70-110mm，所述第一段导片距离入料端的管口1-2m。
6.根据权利要求5所述的用于干燥褐煤的烘干桶体，其特征在于：所述管体的入料端和出料端的外径为70-110mm，且装配时小于所述管体外径。
7.根据权利要求6所述的用于干燥褐煤的烘干桶体，其特征在于：所述入料端和出料端采用无缝钢管，所述管体的中间部分采用焊接钢管，所述入料端和出料端与管体中间部分为焊接连接。
8.根据权利要求7所述的用于干燥褐煤的烘干桶体，其特征在于：所述管体、螺旋形导片为碳素结构钢。
9.一种用于干燥褐煤的烘干桶体，其特征在于：包括主轴、外壳、前壁、后壁和数根烘干管，所述烘干管的入料端和出料端分别与前壁和后壁固定连接，所述主轴的外壁、外壳的内壁、烘干管的外壁以及前壁和后壁形成密闭结构，其中，所述烘干管包括圆形管体及其内置的圆管弹簧状导片，所述导片的两端与所述管体固定连接。
10.根据权利要求9所述的用于干燥褐煤的烘干桶体，其特征在于：所述管体为碳素结构钢，所述圆管弹簧状导片为弹簧钢。
11.一种用于干燥褐煤的烘干管，其特征在于：包括圆形管体及其内置的螺旋形导片，所述管体具有入料端和出料端，所述螺旋形导片为薄片螺旋状，且形成中间通透的结构，其与所述管体的内壁为过盈配合而使两者紧贴，所述螺旋形导片的旋向与所述管体的转动方向一致。
12.一种用于干燥褐煤的烘干管，其特征在于：包括圆形管体及其内置的圆管弹簧状导片，所述导片与管体内壁有间隙，其形成中间通透的结构，其两端与所述管体固定连接。
13.一种干燥褐煤的方法，其特征在于，包括以下步骤：准备待干燥的褐煤煤粒；将权利要求1至10任一项所述的烘干桶体沿入料至出料方向倾斜7-20°；向所述烘干桶体的密闭空间内通入低压过热蒸汽；将褐煤煤粒输送入所述烘干管内；驱动烘干桶体旋转；从出料端收集干燥后的褐煤煤粒。
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