CN101825390B - 一种双层振动流化床干燥分级装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双层振动流化床干燥分级装置，具体地讲涉及一种用于炼焦煤湿度控制和分级的双层振动流化装置，属于干燥设备技术领域。它包括支撑钢梁、流化干燥分级室、加煤口、大煤粒出口、细粒煤缓冲密封料仓，流化干燥分级室与支撑钢梁相连，加煤口、大煤粒出口和细粒煤缓冲密封料仓分别与流化干燥分级室相连通，流化床干燥分级室是由设置于上部的上层流化干燥分级室和设置于下部的下层流化干燥分级室构成的密闭腔室，流化床干燥分级室底部设置有均压风箱。本发明结构简单，投资小，煤炭分级效率高、运行顺畅，特别适合炼焦行业中炼焦煤的粒度分级和湿度调节。

Description

一种双层振动流化床干燥分级装置

技术领域

本发明涉及一种双层振动流化床干燥分级装置，具体地讲涉及一种用于炼焦煤湿度控制和分级的双层振动流化装置，属于干燥设备技术领域。

背景技术

炼焦煤的粒度分级技术从属于选择性粉碎工艺，该工艺根据炼焦煤料中煤种和岩相组成在硬度上的差异，按不同粉碎粒度要求，将粉碎和筛分(或风力分离)结合在一起，又称岩相粉碎流程。采用这种工艺可使煤料粒度更加均匀，既消除了大颗粒又防止过细粉碎，并使惰性组分达到适当细度。炼焦煤调湿技术是将炼焦煤料在装炉前去除一部分水分，保持装炉煤水分稳定在6％左右后装入焦炉炼焦。这两种技术都可提高焦炭质量，一般实现它们要靠两套独立装置，如上世纪70年代初，前苏联最早采用了一种叫做风力分离法的选择粉碎工艺，我国酒泉钢铁公司于2002年左右引进了该项技术，其使用的为固定床流化装置，煤调湿技术国内外应用的有两种，如日本新日铁株式会社开发的一、二、三代炼焦煤调湿技术，分别采用了多管回干燥装置和固定床流化装置。

炼焦煤的湿度控制和分级技术综合了选择性粉碎工艺和煤调湿技术的优点，目前能实现该技术的有：

1)济南钢铁股份有限公司开发的公开号为CN101063059的中国专利公开了一种移动隔板式流化床，它采用多个独立分布的气室，长度方向采用多个气室排列，宽度方向上为双气室排列；采用一个星形给料装置给料，床体内部安装有移动式隔板装置保证原料煤的移动与流化效果；采用四段分级溢流堰调整，可对流化时间和分级效果进行控制；细颗粒原煤经过三台螺旋输送机输送至机尾的细料输送皮带上，粗颗粒原煤经溜槽直接输送至机尾的粗料输送皮带上。它以焦炉烟道废气为热源及动力源进行煤的干燥与分级破碎，实现炼焦用混合煤的“干燥、分级及预热”三功能为一体，进而能够提高焦炉产量、降低焦炉能耗及减少焦炉剩余氨水量等，还可以利用焦炉烟道废气的余热，实现废热能源化利用。

2)由长沙通发高新技术开发有限公司和中冶焦耐工程技术有限公司共同申请的公开号为CN1834560的中国专利，公开了一种半沸腾流化床风动分离干燥机，它包括半沸腾流化床、沸腾层高度调节装置、粗颗粒料链条刮板排料装置、回转刮板式给料机、料仓、细颗粒料收集排出装置、支撑钢梁、外罩体及自动控制系统，所述外罩体与支撑钢梁相连，所述半沸腾流化床固定于支撑钢梁上且半沸腾流化床的床体位于外罩体内，回转刮板式给料机位于床体的上方，粗颗粒料链条刮板排料装置位于床体和回转刮板式给料机之间并紧贴于床体，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，细颗粒料收集排出装置位于半沸腾流化床的两侧。该发明结合了湿颗粒物料的粒度分级分离和适度干燥两种技术，同时具备这两种技术的优点于一体的半沸腾流化床风动分离干燥机。

但它们存在如下不足之处：1)布风板容易堵塞和漏料；2)流化不均，热气流短路，造成干燥效果差和热效率低；3)流化床分层差，分离精度低；4)刮板机结构相对复杂，故障率高；5)能耗高，尾气排放余热高，热能浪费严重；6)尾气中煤粉含量高，后续尾气处理成本高，污染严重。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种用于炼焦煤湿度控制和分级的双层振动流化装置。

一种双层振动流化床干燥分级装置，它包括支撑钢梁、流化干燥分级室、加煤口、大煤粒出口、细粒煤缓冲密封料仓，流化干燥分级室与支撑钢梁相连，加煤口、大煤粒出口和细粒煤缓冲密封料仓分别与流化干燥分级室相连通，其特征在于，流化床干燥分级室是由设置于上部的上层流化干燥分级室和设置于下部的下层流化干燥分级室构成的密闭腔室，流化床干燥分级室底部设置有均压风箱，上层流化干燥分级室的布风板出料端设置有大煤粒出口，上层流化干燥分级室的细粒煤刮板出料端通过气料导管与气料分离室的出风料口相连接，气料分离室的下料导管出口设置于下层流化干燥分级室的布风板的进料端，下层流化干燥分级室的布风板的出料端上、下竖直设置有细粒煤导料管和大煤粒出口，细粒煤导料管与细粒煤缓冲密封料仓相连。

所述的上层流化干燥分级室和下层流化干燥分级室的布风板的进料端均高于出料端，布风板与水平面之间的夹角为5°～30°，布风板上均设置有风帽，布风板四周均设置有倾斜挡料板。

所述细粒煤刮板出料端与气料分离室之间、细粒煤缓冲密封料仓与流化干燥分级室之间、下层流化干燥分级室与上层流化干燥分级室之间、上层流化干燥分级室的布风板与上层流化干燥分级室之间均采用软连接结构连接。

所述的细粒煤导料管宽度与大粒煤出口相同，细粒煤导料管连接有高度调节机构。

所述的上层流化干燥分级室的布风板连接有上驱动装置，均压风箱底部设置有下驱动装置，上驱动装置由驱动电机、传动装置、支撑弹簧和上驱动装置基座组成，驱动电机与传动装置相连接，传动装置与支撑弹簧相连接，支撑弹簧与上驱动装置基座固定连接；下驱动装置由驱动电机、传动装置、支撑弹簧和下驱动装置基座组成，驱动电机与传动装置相连接，传动装置与支撑弹簧相连接，支撑弹簧与下驱动装置基座固定连接。

所述的大煤粒出口连接有大煤粒缓冲密封料仓。

所述的细粒煤缓冲密封料仓、大煤粒缓冲密封料仓和气料分离室的下料导管出口均设置有定量卸料装置，优选旋转卸料器。

所述的细粒煤刮板与上层流化干燥分级室布风板相平行。

所述的流化干燥分级室顶部和气料分离室顶部设置有出风口。

所述的细粒煤缓冲密封料仓、大煤粒缓冲密封料仓和气料分离室下部均为锥形的空腔室。

本发明中，驱动装置为两套，分别为上层流化干燥分级室和下层流化干燥分级室中的布风板提供向上和向前的激振力，用于驱动布风板平稳振动；上层流化干燥分级室内可实现炼焦煤湿度的调节和大小粒度煤炭的分离，并排出气体，其顶部端侧开加煤口，可设有动力卸料装置，通过振动给料、螺旋给料、旋转给料等方式定量给料，下层流化干燥分级室内实现炼焦煤湿度的最终调节并实现大小粒度煤炭的二次分离，大量软连接结构将层流化干燥分级室分成上下两部分，从而实现上下布风板互不干扰的独立振动作业；定量卸料装置可通过振动给料、螺旋给料、旋转给料等方式定量卸料。细粒煤缓冲密封料仓、大煤粒缓冲密封料仓和气料分离室下部均为锥形的空腔室，该结构有利于气体和煤料分离。

本发明由于采用两层床体独立振动机构，因此可对运行参数进行精确调整；上层主要实现炼焦煤的分级，下层主要实现细粒级煤的湿度调节；由于大颗粒炼焦煤含水较低，在上层流化室内以较低温度排出大颗粒炼焦煤，最终排放气体的温度较单层流化床最终排放气体的温度要低，因此可大大降低能耗，在同等条件下可增大处理量，同时上层床层上的煤料能够捕获大量下层细煤料干燥后随气流带上来的粉尘，因而最终的煤尘排放量大幅降低，减小了后序尾气排放处理工序的投资和运行能耗。此外，本发明结构简单，投资小，煤炭分级效率高、运行顺畅，特别适合炼焦行业中炼焦煤的粒度分级和湿度调节。

附图说明

图1是本发明的正面结构示意图；

图2是本发明的侧面结构示意图；

图3是上层流化干燥分级室的结构示意图；

图4是下层流化干燥分级室的结构示意图；

其中：1、加煤口，2、上层流化干燥分级室，3、软连接结构，4、倾斜挡料板，5、传动装置，6、驱动电机，7、下层流化干燥分级室；8、细粒煤导料管，9、细粒煤缓冲密封料仓，10、旋转卸料器，11、上层流化干燥分级室的布风板，12、出风口，13、出风料口，14、气料分离室，15、上驱动装置基座；16、下料导管，17、支撑钢梁，18、均压风箱，19、下层流化干燥分级室的布风板，20、支撑弹簧，21、进风口，22、细粒煤刮板，23、气料导管，24、下驱动装置基座；25、风帽，26、大粒煤出口。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步详细描述，但本发明所保护范围不限于此。

实施例1

如图1、2和3所示的双层振动流化床干燥分级装置，它包括加煤口1、上层流化干燥分级室2和下层流化干燥分级室7、倾斜挡料板4、传动装置5、驱动电机6、细粒煤导料管8、细粒煤缓冲密封料仓9、旋转卸料器10、上层流化干燥分级室的布风板11和下层流化干燥分级室的布风板19、出风口12、出风料口13、气料分离室14、上驱动装置基座15、下驱动装置基座24、下料导管16、支撑钢梁17、均压风箱18、进风口21、细粒煤刮板22、气料导管23、风帽25、大粒煤出口26；其中加煤口1位于由支撑钢梁17支撑的上层流化分级室2顶部端侧，并配有旋转卸料器10定量均匀入料；下层流化干燥分级室7的顶部为上层流化干燥分级室的布风板11，其与水平面有10°夹角并带有风帽25，上层流化干燥分级室的布风板11的外沿向四周延伸宽出下层流化干燥分级室7并设有加固筋，其外沿通过传动装置5及支撑弹簧20与上驱动装置基座15相连，传动装置5与驱动电机6相连并均固定在上驱动装置基座15上，上驱动装置基座15由支撑钢梁17支撑，上层流化干燥分级室的布风板11上表面围有倾斜挡料板4，其与上层流化分级室2软连接，在两侧挡料板中后部位有出风料口13，与布风板平行，大小和高度可调，与出风料口13相对应的布风板上方设置有固定的多块弧形细粒煤刮板22，其下沿与出风料口13上沿平齐，上层流化干燥分级室的布风板11出料端设置有大粒煤出口26，大粒煤出口26通过软连接结构3与底部设置的大煤粒缓冲密封料仓相连，该大煤粒缓冲密封料仓通过旋转卸料器10定量卸料；

出风料口13通过气料导管23与气料分离室14通过软连接结构3软连接，气料分离室上部设有出风口12，下部接旋转卸料器10定量卸料并通过下料导管16通入下层流化干燥分级室7中，下料导管16与下层流化干燥分级室7通过软连接结构3软连接，管口均匀水平分布在下层流化干燥分级室的布风板19上方；

带有进风口21的均压风箱18的顶部为下层流化干燥分级室的布风板19，其与水平面有10°夹角并带有风帽25，在下层流化干燥分级室的布风板19末端设置有大粒煤出口26，大粒煤出口26通过软连接结构3与底部设置的大煤粒缓冲密封料仓相连，该大煤粒缓冲密封料仓通过旋转卸料器10定量卸料，大粒煤出口26的上部设有细粒煤导料管8，细粒煤导料管8与细粒煤缓冲密封料仓9通过软连接结构3软连接，细粒煤缓冲密封料仓9的底部设有旋转卸料器10；

下驱动装置基座24设置于均压风箱18下方，并通过传动装置5及支撑弹簧20与均压风箱18相连，驱动电机6固定在下驱动装置基座上通过传动装置5驱动下床体振动；

下层流化干燥分级室7的四周室壁上有一圈软连接结构3，该软连接结构3可使上层流化床干燥分级室的布风板11、下层流化干燥分级室的布风板19的振动互不影响。

本发明可实现炼焦用煤水分调节的同时实现大粒级煤料与小粒级煤料的高效分离，结构相对简单，大量软连接的合理使用令能耗降低的同时也利于实现设备大型化。

工作原理：湿的炼焦煤通过进料口进入上层流化干燥分级室后，在来自下层流化干燥分级室的热气流和上层振动驱动装置产生的激振力作用下以流化态在上层布风板上前进，粒级小的煤将会位于流化料层的上层，粒级大的会位于下层，当到达刮料板时大粒级煤在刮料板下通过继续前进，在布风板末端排出，位于上层粒级小的煤在刮料板和出风引力的合作用下进入气料分离室，在气料分离室内分离后的细粒煤由动力卸料装置控制落入下层流化干燥分级室的布风板上，在下层流化干燥分级室内进一步分级和调湿，从而最终实现炼焦煤的高效分级和调湿。

干燥效果及能耗试验：

实验表明本装置达到炼焦煤调湿目的(水分控制在6％左右)时，除尘量小于2％，而单层振动床除尘量大于5％；

同普通双层振动流化床相比较，其振动负荷减少了20％以上，因而振动能耗减少近1/5；

气体排出温度控制在高于湿煤温度20℃以内，而单层床排出气体温度一般高于湿煤温度35℃以上，而且排气湿度接近饱和，因此干燥气体热能得到充分利用，对于200℃左右的干燥气体、25℃的原煤来讲，干燥能效提高10％以上。

上层床能分离出原煤中40％左右的大粒级煤(这部分煤综合水分一般小于5％，不需高温气体干燥)，下层床处理煤量相应的减少，因此同样的床层总面积，视具体情况其处理能力提高10％～25％，例如在200℃干燥气源时，单层振动床处理水分为10％的炼焦煤，一般最大只能达到100吨/小时左右，而采用本装置技术可使单台处理量能力提高达到220吨/小时以上，能够完全满足1组两座55孔6米顶装焦炉的需要。

实施例2

如实施例1所述的双层振动流化床干燥分级装置，其不同之处在于，上层流化干燥分级室的布风板11和下层流化干燥分级室的布风板19与水平面有20°夹角。

Claims (11)

1.一种双层振动流化床干燥分级装置，它包括支撑钢梁、流化干燥分级室、加煤口、大煤粒出口、细粒煤缓冲密封料仓，流化干燥分级室与支撑钢梁相连，加煤口、大煤粒出口和细粒煤缓冲密封料仓分别与流化干燥分级室相连通，其特征在于，流化床干燥分级室是由设置于上部的上层流化干燥分级室和设置于下部的下层流化干燥分级室构成的密闭腔室，流化床干燥分级室底部设置有均压风箱，上层流化干燥分级室的布风板出料端设置有大煤粒出口，上层流化干燥分级室的细粒煤刮板出料端通过气料导管与气料分离室的出风料口相连接，气料分离室的下料导管出口设置于下层流化干燥分级室的布风板的进料端，下层流化干燥分级室的布风板的出料端上、下竖直设置有细粒煤导料管和大煤粒出口，细粒煤导料管与细粒煤缓冲密封料仓相连。

2.如权利要求1所述的双层振动流化床干燥分级装置，其特征在于，所述的上层流化干燥分级室和下层流化干燥分级室的布风板的进料端均高于出料端，布风板与水平面之间的夹角为5°～30°，布风板上均设置有风帽，布风板四周均设置有倾斜挡料板。

3.如权利要求1所述的双层振动流化床干燥分级装置，其特征在于，所述细粒煤刮板出料端与气料分离室之间、细粒煤缓冲密封料仓与流化干燥分级室之间、下层流化干燥分级室与上层流化干燥分级室之间、上层流化干燥分级室的布风板与上层流化干燥分级室之间均采用软连接结构连接。

4.如权利要求1所述的双层振动流化床干燥分级装置，其特征在于，所述的细粒煤导料管宽度与大煤粒出口相同，细粒煤导料管连接有高度调节机构。

5.如权利要求1所述的双层振动流化床干燥分级装置，其特征在于，所述的上层流化干燥分级室的布风板连接有上驱动装置，均压风箱底部设置有下驱动装置，上驱动装置由驱动电机、传动装置、支撑弹簧和上驱动装置基座组成，驱动电机与传动装置相连接，传动装置与支撑弹簧相连接，支撑弹簧与上驱动装置基座固定连接；下驱动装置由驱动电机、传动装置、支撑弹簧和下驱动装置基座组成，驱动电机与传动装置相连接，传动装置与支撑弹簧相连接，支撑弹簧与下驱动装置基座固定连接。

6.如权利要求1所述的双层振动流化床干燥分级装置，其特征在于，所述的大煤粒出口连接有大煤粒缓冲密封料仓。

7.如权利要求6所述的双层振动流化床干燥分级装置，其特征在于，所述的细粒煤缓冲密封料仓、大煤粒缓冲密封料仓和气料分离室的下料导管出口均设置有定量卸料装置。

8.如权利要求7所述的双层振动流化床干燥分级装置，其特征在于，所述的定量卸料装置为旋转卸料器。

9.如权利要求1所述的双层振动流化床干燥分级装置，其特征在于，所述的细粒煤刮板与上层流化干燥分级室布风板相平行。

10.如权利要求1所述的双层振动流化床干燥分级装置，其特征在于，所述的流化干燥分级室顶部和气料分离室顶部设置有出风口。

11.如权利要求6所述的双层振动流化床干燥分级装置，其特征在于，所述的细粒煤缓冲密封料仓、大煤粒缓冲密封料仓和气料分离室下部均为锥形的空腔室。

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