CN101629775A - 全沸腾流化床干燥机及其装炉煤备煤新工艺 - Google Patents

Abstract

一种全沸腾流化床干燥机及其装炉煤备煤新工艺。全沸腾流化床干燥机包括：全沸腾流化床、细颗粒料收集排料装置、粗颗粒料排料装置、回转刮板式给料机、料仓、机架、外罩体、废气粗粉分离回收装置、自动控制系统。装炉煤备煤新工艺是炼焦配合煤送至本发明的全沸腾流化床干燥机进行适度干燥，并将煤料中分离排出的＜3mm、＞0.3mm粒度煤和从分离排出送至破碎机破碎至粒度＜3mm后的煤，以及粒度＜0.3mm级的细粉状煤从袋式除尘器分离排出，经成团机加湿成细球团状，由带式输送机一起向备煤塔输送供炼焦用。本发明是一种设备结构科学、工艺流程合理、自动控制、故障少的炼焦湿煤适度干燥、颗粒分级处理的设备和装炉煤备煤新工艺。

Description

全沸腾流化床干燥机及其装炉煤备煤新工艺

技术领域

本发明主要是涉及到炼焦装炉煤的适度干燥、并对中粗颗粒(＞3mm)细颗粒(＜3mm)和粗粉(＞0.3mm)细粉(＜0.3mm)进行分级分离处理的设备及其装炉煤备煤工艺领域，特指一种用来将炼焦装炉煤(或湿颗粒物料)进行适度干燥除湿并对中粗颗粒(＞3mm)细颗粒(＜3mm)和粗粉(＞0.3mm)细粉(＜0.3mm)进行分级分离处理的全沸腾流化床干燥机及其装炉煤备煤新工艺。在焦化生产中采用本发明能够达到节能、合理利用煤炭资源、减少环境污染、提高焦炭产品品质、提高企业经济效益和社会效益的目的(本发明可广泛应用于冶金、化工、矿山、煤炭、轻工、粮食、食品等行业)。

背景技术

目前颗粒物料的分离设备形式、种类繁多，湿颗粒物料的干燥设备形式、种类也很繁多，但国内外市场上尚未见到在同一台设备内既可适度干燥又可分级分离的产品。沸腾流化床技术最初应用于化工行业，后发展应用于锅炉行业，半沸腾流化床技术最初应用于小型工业锅炉改造，以适应燃烧劣质煤，后被全沸腾流化床技术取代，现发展成为循环沸腾流化床锅炉。而将全沸腾流化床原理应用到炼焦装炉煤(湿颗粒物料)风动选择分级分离处理和适度干燥除湿的设备上则产生了一种全新的技术，就是将颗粒物料、粉状物料分级分离处理工艺和湿颗粒物料适度干燥工艺融合在一起的新技术，必将开发出一种新的节能、环保产品及其装炉煤备煤新工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术、设备中存在的问题和单一性，本发明提供一种结构简单、造价低、自动化水平高、故障率低的设备，该设备是结合了颗粒物料、粉状物料分级分离处理和湿颗粒物料适度干燥两种技术，并同时具备这两种技术优点的全沸腾流化床风动分离干燥机，采用全沸腾流化床风动分离干燥机而形成的装炉煤备煤新工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种全沸腾流化床风动分离干燥机及其装炉煤备煤新工艺，其特征在于：它包括全沸腾流化床、细颗粒料收集排料装置、粗颗粒料排料装置、回转刮板式给料机、料仓、机架、外罩体、废气粗粉分离回收装置及电气自动化控制系统。所述外罩体与机架相连，所述全沸腾流化床固定于机架上且全沸腾流化床的床体位于外罩体内，所述细颗粒料排出收集装置位于全沸腾流化床后半部的两侧及后部一侧，所述粗颗粒料排料装置位于床体的细颗粒料排出口一侧，所述回转刮板式给料机位于床体前侧的上方，所述料仓位于回转刮板式给料机的上方并与回转刮板式给料机连通，所述废气粗粉分离回收装置位于外罩体后侧上部并与外罩体连通，分离出来的粗粉料经落料管、控制阀落入细料收集斗内。

所述全沸腾流化床包括斜固定布风板、斜震动布风扳、震动框架、震动电机、防漏料装置、分段风室、热风进风管、匀风帽、风帽，斜固定布风板及震动框架固定在机架上，斜震动布风扳固定在震动框架上，风帽交叉排列固定在斜固定布风板、斜震动布风扳上，震动电机固定在震动框架前部密封板上，防漏料装置贴近斜震动布风扳固定在机架上，分段风室固定在机架下方，热风管从分段风室的下部接入，匀风帽与热风进风管的上端相连。

所述细颗粒料排料装置包括细颗粒料收集斗及溜管、排料装置，所述的细颗粒料收集斗与外罩体的细颗粒料溢流口相连通，溜管与收集斗相连通，排料装置与溜管相连。

所述粗颗粒料排料装置包括落料管及排料装置，所述的落料管穿述风室与斜固定布风板相连，排料装置与落料管相连。

所述回转刮板式给料机包括驱动电动机、减速机、联轴器、刮板式转鼓、给料机壳体、给料溜管，所述驱动电动机与减速机相连，减速机的输出轴与刮板式转鼓的轴通过联轴器连接，刮板式转鼓置于给料机壳体内，给料机壳体与料仓连通，其给料溜管上端与给料机壳体连通，下端与外罩体上的进料口连通。

所述废气粗粉分离回收装置包括旋风分离筒、废气排气管、粗粉落料管与控制阀，所述的旋风分离筒与外罩体后上部连通，废气排气管设于旋风分离筒中部并伸出筒体外，粗粉落料管上端与旋风分离筒下部连通，下端与细颗粒料收集斗连通，其中部设控制阀。

所述外罩体上开设有灭火惰性气体进入管、防爆门及引出管、检修人孔门等。

所述的装炉煤备煤新工艺是给煤带式输送机向料仓输送炼焦配合煤，料仓内的煤由回转刮板式给料机向全沸腾流化床给煤；直接利用焦炉排出的热烟气时，在焦煤烟道开抽风口，关闭烟道闸门，烟气经热风管道由热风机向全沸腾流化床送风。间接焦炉排出的热烟气热量时，在焦煤烟道设换热器，打开烟道闸门，置换的热空气经热风管道由热风机向全沸腾流化床送风。上述两种方法的热量不足时，由热风炉加热的空气经热风管道与上述的热烟气或热空气一起由热风机向全沸腾流化床送风，辅之以不足；全沸腾流化床适度干燥分离出来的细颗粒煤(＜3mm)和废气粗粉分离回收装置分离出来的粗粉(＞0.3mm)由细颗粒料收集排出装置排出，经带式输送机向备煤塔输送；全沸腾流化床适度干燥分离出来的中粗颗粒煤(＞3mm)由粗颗粒料排料装置排出，经破碎机破碎至适合的粒度(＜3mm)后，由带式输送机与细颗粒煤一起向备煤塔输送；从废气粗粉分离回收装置排出的废气，经排风管道进入袋式除尘器，袋式除尘器分离出来的细粉(＜0.3mm)，经加湿成团机加湿成细球团状，由带式输送机与细颗粒煤一起向备煤塔输送；袋式除尘器过滤的废气，经排风管道由排风机抽出从排风烟囱排向大气；

与现有技术相比，本发明的优点就在于：

1、本发明全腾流化床风动分离干燥机及其装炉煤备煤新工艺是对装炉煤(湿颗粒物料)进行风动选择分级分离处理和适度干燥除湿的两项技术结合于一体，同时具备这两种技术的优点；

2、本发明全沸腾流化床风动分离干燥机采用的气体是工业热废气体(焦炉烟气)或利用工业热废气体(焦炉烟气)置换的热空气，热量不足时辅之以加热混合气体(热风炉产生的热混合气体)。用工业热废气体(焦炉烟气)或利用工业热废气体(焦炉烟气)置换的热空气、热量不足时辅之以加热混合气体(热风炉产生的热混合气体)不仅进行了湿物料中粗、细颗粒和粗、细粉分级分离，而且在分级分离的过程中还利用了工业热废气体(焦炉烟气)或利用工业热废气体(焦炉烟气)置换的热空气、热量不足时辅之以加热混合气体(热风炉产生的热混合气体)的热量对物料进行了适度干燥，不但降低了物料中的水分，还提高了物料的初始温度。特别是在焦化炼焦生产中采用本发明，由于装炉煤中的水分降低，不仅降低了生产中的无功耗热量，而且增加了堆密度、提高了生产产量。同时，由于装炉煤的堆密度增加和初期升温速度的提高，都促使焦炭产品品质的提高。采用本发明全沸腾流化床风动分离干燥机及其制备装炉煤新工艺，使入炉煤水分稳定，不仅给焦炉调温创造了条件，延长了焦炉的使用寿命，而且还减少了焦化厂的酚氰废水量，同时还能减少＜0.3mm粒级的煤粉在装炉过程中从焦炉炭化室溢出污染环境和随荒煤气进入煤气净化系统堵塞管道和设备，从而提高炼焦炉的生产能力和确保煤气净化车间长期稳定运行。所以，在焦化生产中采用本发明能够达到节能、合理利用煤炭资源、减少环境污染、提高企业经济效益和社会效益的目的；

3、本发明的全沸腾流化床风动分离干燥机由于采用了工业废热气体或加热混合气体进行风动分离干燥，全沸腾流化床风动分离干燥机内粉尘浓度高、具有一定的温度，因此，采取了多种防爆灭火措施，比如在外罩体上开设有灭火惰性气体进入管和防爆门及引出管等，足以保证设备安全运行；

4、本发明的全沸腾流化床风动分离干燥机的电气自动化控制水平较高，除了给料、排料等采用变频控制外，还设置了大量的风压、风温、风量、料位等检测和遥控执行机构，整机采用触摸屏(TP)可编程序控制器(PLC)控制，与其生产线上的DCS系统接口，将设备运行工况传到控制中心并接收控制中心的控制；

附图说明

图1是本发明结构的纵剖面示意图；

图2是本发明结构的横剖面示意图；

图3是本发明中全沸腾流化床纵剖面示意图；

图4是本发明中电气自动化控制原理框图；

图5是本发明中装炉煤备煤新工艺流程图；

图例说明

1、全沸腾流化床       2、细颗粒料收集排出装置

3、粗颗粒料排料装置   4、回转刮板式给料机

5、料仓               6、机架

7、外罩体             8、废气粗粉分离回收装置

9、电气自动化控制系统 11、斜固定布风板

12、斜震动布风扳      13、震动框架

14、震动电机          15、防漏料装置

16、分段风室          17、热风进风管

18、匀风帽            19、风帽

21、细颗粒料收集斗    22、细颗粒料侧溜管

23、细颗粒料溜管      24、细颗粒料排料装置

31、粗颗粒料溜管      32、粗颗粒料排料装置

41、给料驱动电机      42、减速机

43、联轴器            44、刮板式转鼓

45、给料机壳体        46、给料溜管

71、捡修人孔门        72、灭火惰性气体进入管

73、防爆门及引出管    81、废气粗粉旋风分离筒体

82、废气排气管        83、粗粉落料管

84、控制阀            91、触摸屏

92、可编程控制器      100、给煤带式输送机

101、焦炉             102、备煤塔

103、换热器           104、烟道闸门

105、烟囱             106、热风炉

107、热风机           108、破碎机

109、袋式除尘器       110、加湿成团机

111、排风机           112、排风烟囱

113、焦煤烟道         114、热风管道

115、带式输送机       116、排风管道

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明的一种全沸腾流化床风动分离干燥机，它包括全沸腾流化床1、细颗粒料收集排出装置2、粗颗粒料排料装置3、回转刮板式给料机4、料仓5、机架6、外罩体7、废气粗粉分离回收装置8、自动控制系统9；全沸腾流化床1固定于机架6上且全沸腾流化床1位于外罩体8内；细颗粒料收集排出装置2的细颗粒料收集斗21与外罩体7的细颗粒料溢料口相连通，细颗粒料侧溜管22及细颗粒料溜管23与细颗粒料收集斗21相连通，细颗粒料排料装置24设于细颗粒料侧溜管22及细颗粒料溜管23下端；粗颗粒料排料装置3的落料管31穿述分段风室16与斜固定布风板11相连通，粗颗粒料排料装置32设于粗颗粒料溜管31下端：回转刮板式给料机4位于外罩体7的前侧，给料驱动电机41与减速机42连接，减速机42的输出轴与刮板式转鼓44的轴通过联轴器43连接，刮板式转鼓44置于给料机壳体45内，给料机壳体45与料仓5相通，其给料溜管46上端与给料机壳体45连通，下端与与外罩体7上的进料口相通；料仓5位于回转刮板式给料机4的上方并与给料机壳体45连通；外罩体7与机架6相连，人孔门71设于外罩体7下部一侧，灭火惰性气体进口管72设于外罩体7中部一侧并连通，防爆门及引出管73设于外罩体7上部一侧并连通；废气粗粉分离回收装置8位于外罩体7的后侧上部，其废气粗粉旋风分离筒体81与外罩体7后上部连通，其废气排气管82设于旋风分离筒81中部并伸出筒体外，粗粉落料管83上端与旋风分离筒81下部连通，下端与细颗粒料收集斗21连通，其中部设控制阀84。

如图3所示，本实施例中，本发明的全沸腾流化床1包括斜固定布风板11、斜震动布风扳12、震动框架13、震动电机14、防漏料装置15、分段风室16、热风进风管17、匀风帽18、风帽19；斜固定布风板11及震动框架13固定在机架6上，斜震动布风扳12固定在震动框架13上，风帽19交叉排列固定在斜固定布风板11、斜震动布风扳12上，震动电机14固定在震动框架13前部密封板上，防漏料装置15贴近斜震动布风扳12固定在机架6上，分段风室16固定在机架6下方，热风管17从分段风室16的下部接入，匀风帽18与热风进风管17的上端相连。

如图4所示，本实施例中，本发明的电气控制系统9包括触摸屏91(TP)和可编程控制器92(PLC)，触摸屏91(TP)通过通讯总线与可编程控制器92(PLC)相连。

如图5所示，本实施例中，本发明的装炉煤备煤新工艺包括全沸腾流化床1、细颗粒料收集排出装置2、粗颗粒料排料装置3、回转刮板式给料机4、料仓5、机架6、外罩体7、废气粗粉分离回收装置8、给煤带式输送机100、焦炉101、备煤塔102、换热器103、烟道闸门104、烟囱105、热风炉106、热风机107、破碎机108、袋式除尘器109、加湿成团机110、排风机111、排风烟囱112、焦煤烟道113、热风管道114、带式输送机115、排风管道116；其工艺流程是给煤带式输送机100向料仓5输送炼焦配合煤，料仓5内的煤由回转刮板式给料机4向全沸腾流化床1给煤；直接利用焦炉101排出的热烟气时，在焦煤烟道113开抽风口，关闭烟道闸门104，烟气经热风管道114由热风机107向全沸腾流化床1送风。间接焦炉101排出的热烟气热量时，在焦煤烟道113设换热器103，打开烟道闸门104，置换的热空气经热风管道114由热风机107向全沸腾流化床1送风。上述两种方法的热量不足时，由热风炉106加热的空气经热风管道114与上述的热烟气或热空气一起由热风机107向全沸腾流化床1送风，辅之以不足；全沸腾流化床1适度干燥分离出来的细颗粒煤(＜3mm)和废气粗粉分离回收装置8分离出来的粗粉(＞0.3mm)由细颗粒料收集排出装置2排出，经带式输送机115向备煤塔102输送；全沸腾流化床1适度干燥分离出来的中粗颗粒煤(＞3mm)由粗颗粒料排料装置3排出，经破碎机108破碎至适合的粒度(＜3mm)后，由带式输送机115与细颗粒煤一起向备煤塔102输送；从废气粗粉分离回收装置8排出的废气，经排风管道116进入袋式除尘器109，袋式除尘器109分离出来的细粉(＜0.3mm)，经加湿成团机110加湿成细球团状，由带式输送机115与细颗粒煤一起向备煤塔102输送；袋式除尘器109过滤的废气，经排风管道116由排风机111抽出从排风烟囱112排向大气；

全沸腾流化床风动分离干燥机工作原理及装炉煤备煤新工艺流程：给煤带式输送机100向料仓5输送炼焦配合煤，当料仓5料位到达高料后，先启动排风机111，从废气粗粉分离回收装置8的废气排气管82抽废气，后启动热风机107向分段风室16送风，再启动回转刮板式给料机4向全沸腾流化床1送料，湿物料在风力的作用下在全沸腾流化床1上沸腾，全沸腾流化床1进料端前段湿物料沸腾主要是在热风的作用下主要进行热交换的干燥过程，达到适度干燥除去湿物料的水分(即调湿)的目的，干燥的物料到达全沸腾流化床1后段，干燥物料沸腾主要是在热风的作用下进行粗细颗粒的分级分离过程，达到物料粗细颗粒分级分离的目的。细颗粒物料(＜3mm)从全沸腾流化床1后侧与后部两侧的溢流口进入细颗粒料收集排出装置2的细颗粒料收集料斗21内，经细颗粒料侧溜管22与细颗粒料溜管23由细颗粒料排料装置24排至细颗粒料带式输送机115上运至备料塔102内。粗颗粒料(＞3mm)在全沸腾流化床1的流动过程中和斜震动布风扳12的震动作用下，到达斜固定布风扳11上，通过粗颗粒料溜管31由粗颗粒料排料装置32排至粗颗粒料带式输送机115上运至破碎机108进行破碎，经破碎机108破碎至适合的粒度(＜3mm)后，由带式输送机115与细颗粒煤一起向备煤塔102输送。废气粗粉分离回收装置8分离出来的粗粉(＞0.3mm)经粗粉落料管83通过控制阀84落入细颗粒料收集料斗21内，经带式输送机115与细颗粒料(＜3mm)一起向备煤塔102输送。全沸腾流化床1的废气经抽风机从废气粗粉分离回收装置8的废气排气管82抽出，排至袋式除尘器109除尘，然后从排风烟囱112排向大气，袋式除尘器109分离出来的细粉(＜0.3mm)，经加湿成团机110加湿成细球团状，由带式输送机115与细颗粒煤一起向备煤塔102输送。外罩体7还设有防爆门及引出管73、灭火惰性气体进入管72、捡修人孔门71等，一旦检测到废气的粉尘浓度、氧含量、温度过高时，自动开启惰性气体供给阀，惰性气体从灭火惰性气体进入管72进入外罩体7内，抑制燃烧，达到灭火作用，即使爆燃，爆燃气体从防爆门及引出管73排出，经管道排至室外安全处，不会损坏设备和危及运行人员的人身安全。电气自动化控制系统9包括触摸屏91(TP)和可编程控制器92(PLC)，触摸屏91(TP)通过通讯总线与可编程控制器92(PLC)相连。可编程控制器92(PLC)的输入部分接收来自各位置传感器、接近开关、联动各点物流量、风温、风压、废气氧含量、废气粉尘浓度及报警信号以及手动控制部分的信号输入，并经过程序运算处理后，控制各执行机构进行自动调节，从而通过各控制点实现对整机的自动调节控制。触摸屏91(TP)通过可编程控制器92(PLC)通讯读取设备状态信息并进行显示，同时通过触摸屏91(TP)也可下达控制命令和控制参数到可编程控制器92(PLC)，由执行机构进行自动调节控制操作。本电气自动化控制系统9可与备料DCS系统接口，将设备运行工况传到控制中心并接收控制中心的控制。

Claims (6)

1、一种全沸腾流化床干燥机及其装炉煤备煤新工艺，其特征在于：它包括全沸腾流化床1、细颗粒料收集排出装置2、粗颗粒料排料装置3、回转刮板式给料机4、料仓5、机架6、外罩体7、废气粗粉分离回收装置8、自动控制系统9及其备煤装炉煤工艺；所述全沸腾流化床1固定于机架6上且全沸腾流化床1位于外罩体8内；细颗粒料收集排出装置2的细颗粒料收集斗21与外罩体7的细颗粒料溢料口相连通，细颗粒料侧溜管22及细颗粒料溜管23与细颗粒料收集斗21相连通，细颗粒料排料装置24设于细颗粒料侧溜管22及细颗粒料溜管23下端；粗颗粒料排料装置3的落料管31穿述分段风室16与斜固定布风板11相连通，粗颗粒料排料装置32设于粗颗粒料溜管31下端：回转刮板式给料机4位于外罩体7的前侧，给料驱动电机41与减速机42连接，减速机42的输出轴与刮板式转鼓44的轴通过联轴器43连接，刮板式转鼓44置于给料机壳体45内，给料机壳体45与料仓5相连，其给料溜管46与外罩体7上的进料口相连；料仓5位于回转刮板式给料机4的上方并与给料机壳体45连通；外罩体7与机架6相连，检修人孔门71设于外罩体7下部一侧，灭火惰性气体进口管72设于外罩体7中部一侧并连通，防爆门及引出管73设于外罩体7上部一侧并连通；废气粗粉分离回收装置8位于外罩体7的后侧上部，其废气粗粉旋风分离筒体81与外罩体7后上部连通，其废气排气管82设于旋风分离筒81中部并伸出筒体外，粗粉落料管83上端与旋风分离筒81下部连通，下端与细颗粒料收集斗21连通，其中部设控制阀84。

2、根据权利要求1所述的全沸腾流化床风动分离干燥机及其装炉煤备煤新工艺，其特征在于：所述全沸腾流化床1包括斜固定布风板11、斜震动布风扳12、震动框架13、震动电机14、防漏料装置15、分段风室16、热风进风管17、匀风帽18、风帽19；斜固定布风板11及震动框架13固定在机架6上，斜震动布风扳12固定在震动框架13上，风帽19交叉排列固定在斜固定布风板11、斜震动布风扳12上，震动电机14固定在震动框架13前部密封板上，防漏料装置15贴近斜震动布风扳12固定在机架6上，分段风室16固定在机架6下方，热风管17从分段风室16的下部接入，匀风帽18与热风进风管17的上端相连。

3、根据权利要求1所述的半沸腾流化床风动分离干燥机及其装炉煤备煤新工艺，其特征在于：所述电气自动化控制系统9包括触摸屏91(TP)和可编程控制器92(PLC)，触摸屏91(TP)通过通讯总线与可编程控制器92(PLC)相连。

4.根据权利要求1所述的半沸腾流化床风动分离干燥机及其装炉煤备煤新工艺，其特征在于：所述装炉煤备煤新工艺包括全沸腾流化床1、细颗粒料收集排出装置2、粗颗粒料排料装置3、回转刮板式给料机4、料仓5、机架6、外罩体7、废气粗粉分离回收装置8、给煤带式输送机100、焦炉101、备煤塔102、换热器103、烟道闸门104、烟囱105、热风炉106、热风机107、破碎机108、布袋除尘器109、加湿成团机110、排风机111、排风烟囱112、焦煤烟道113、热风管道114、带式输送机115、排风管道116。

5.根据权利要求1和权利要求4所述的半沸腾流化床风动分离干燥机及其装炉煤备煤新工艺，其特征在于：所述装炉煤备煤新工艺是将装炉煤送至全沸腾流化床干燥机中进行适度干燥处理并对装炉煤料进行粒度分级，将装炉煤分为＞3mm、＜3mm、＞0.3mm、＜0.3mm四个粒度等级，同时将煤料的水分适度降至符合工艺要求值，其中：粒度为＞3mm级的中粗颗粒装炉煤从全沸腾流化床干燥机中排出送至破碎机108破碎至适合的粒度(＜3mm)后，由带式输送机115与细颗粒煤一起向备煤塔102输送供焦炉炼焦生产使用；＜3mm细颗粒、＞0.3mm粗粉状的装炉煤从全沸腾流化床干燥机中排出，由带式输送机115一起向备煤塔102输送供焦炉炼焦生产使用；粒度＜0.3mm级的细粉状煤料从袋式除尘器109分离出来，经加湿成团机110加湿成细球团状，由带式输送机115与细颗粒煤一起向备煤塔102输送供焦炉炼焦生产使用；。

6、根据权利要求1和权利要求5所述的装炉煤备煤新工艺，其特征在于：所述全沸腾流化床干燥机直接或间接采用的热源是温度为180℃～250℃的焦炉烟道热废气，从全沸腾流化床干燥机排出的废气经袋式除尘器109过滤后排放至大气。

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