CN102229831B - 一种褐煤煤粉热成型方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种褐煤煤粉热成型方法及装置，本发明的目的是提供一种能够实现脱水和压缩成型兼具、且生产的型煤强度较高、生产成本较低、不会污染环境的褐煤煤粉热成型方法。本发明通过热交换和有压成型同时进行，并且基于密封腔内的机电控制，实现了对原料煤粉进行成型制造，具有工艺流程简化；并且在此过程中无需粘结剂，且其型煤强度较高，运输过程中不易破损。另外，本工艺极大地减少了对空气及环境污染。

Description

一种褐煤煤粉热成型方法及装置

技术领域

本发明涉及一种褐煤煤粉成型方法及装置，属于型煤机械技术领域。

背景技术

现有褐煤粉成型技术中，主要是依靠压缩或粘结剂将煤粉制造成型煤以供使用。压缩成型的方法虽然能够将煤粉制造成易于使用的形状且不易破损，但在压缩之前需要对煤粉进行脱水工艺，需要单独配备相应的设备，导致煤粉成型的制造成本增加较多。若使用粘结剂同样也会提高型煤的成本，而且型煤在燃烧的过程中，由于高温的作用其残留的粘结剂会随着烟气释放出有毒物质，影响空气质量，另外使用粘结剂的型煤的成型强度也比较差，在运输过程中会有一定的破损，影响用户的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够通过整套设备生产以实现脱水和压缩成型兼具、且生产的型煤强度较高、生产成本较低、不会污染环境的褐煤煤粉热成型方法及装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

依据本发明的第一方面，本发明提供的褐煤煤粉热成型方法包括下面步骤：

(1)在将需要成型的褐煤送入螺旋输送机内之前或同时，燃烧炉产生的热气流通过螺旋输送机底部的进气口进入螺旋输送机内；

(2)将需要成型的褐煤通过进料口进入螺旋输送机内，与逆流上升的热气流进行接触并进行热交换和水分蒸发，从而进行预热；

(3)预热后的褐煤随着螺旋输送机的旋转进入有压螺旋输送机内，与密封腔连接的成型辊通过对辊运动挤压制得成型目标产品；

其中，螺旋输送机和有压螺旋输送机及燃烧炉外壳均为连通的中空结构，中空结构里面充满可循环的热水，水通过燃烧炉加热；热气流与褐煤煤粉经过热交换和水分蒸发之后形成热烟气，热烟气穿过螺旋输送机从热气流出口排出；有压螺旋输送机为倒锥形结构，越往下容积越小；有压螺旋输送机的倒锥形结构使物料在移动中逐步形成向下运动的压力；燃烧炉侧壁的热水由热水进口进入有压螺旋输送机，最后由热水出口循环给入燃烧炉内壁；与密封腔连接的成型辊通过对辊运动挤压制得成型目标产品包括承受压力的煤粉被送到密封腔中，传动装置带动齿轮啮合旋转，使两成型辊做同步相对旋转，成型辊的表面上均布有按规格排列的半球形凹坑，煤粉经凹坑成型后被排出；成型辊包括动辊和定辊，动辊和定辊的表面上均布有按规格排列的半球形凹坑，动辊和定辊表面上的半球形凹坑相互对应设置。

依据本发明的第二方面，本发明提供的使用上述方法的褐煤煤粉热成型装置包括螺旋输送机、有压螺旋输送机、密封腔、燃烧炉，其中螺旋输送机和有压螺旋输送机及燃烧炉外壳均为中空结构，里面充满可循环的热水；燃烧炉由内腔和外壳组成，内腔可添加木材燃烧，由燃烧木材产生的热气流送给螺旋输送机加热，再经过热气出口排出，间接达到给煤粉加热的目的；燃烧炉外壳和有压螺旋输送机的外壳之间充满了水，当燃烧炉燃烧时，燃烧炉外壳和有压螺旋输送机外壳内的水的温度也升高，使煤粉在有压螺旋输送机中也保持在高温状态，达到保温的目的。

本发明的优点是：通过脱水与压缩工艺的结合，使成型工艺在不增加复杂结构的同时，实现了直接对未经处理的原料煤粉进行成型制造，具有结构简单、操作简便的特点，使用该装置生产的型煤通过有压给料、热成型完成，因此无需粘结剂，且其型煤强度较高，运输过程中不易破损，同时还极大地减少了对空气及环境造成的污染。

附图说明

图1是实施本发明方法的褐煤煤粉热成型装置的整体结构示意图，

图2是实施本发明方法的压型机定辊和动辊的结构示意图，

图3是实施本发明方法的压型机的整体结构示意图(不含机架1-1)，

图4是图2中定辊和动辊相交处(A处)的放大图，

图5是定辊和动辊表面半球形凹坑的结构示意图；

图6是本发明实施方式提供的压型机防爆保护电路的结构示意图。

具体实施方式

在下面给出的依据本发明理念的示例，为本发明的最佳工艺，本领域技术人员可以理解，不应当将本发明限制至下述的具体实施方式。

依据本发明的第一方面，本发明提供的褐煤煤粉热成型方法包括下面步骤：

(1)在将需要成型的褐煤送入螺旋输送机内之前或同时，燃烧炉产生的热气流通过螺旋输送机底部的进气口进入螺旋输送机内；

(2)将需要成型的褐煤通过进料口进入螺旋输送机内，与逆流上升的热气流进行接触并进行热交换和水分蒸发，从而进行预热；

(3)预热后的褐煤随着螺旋输送机的旋转进入有压螺旋输送机内，与密封腔连接的成型辊通过对辊运动挤压制得成型目标产品。

其中螺旋输送机和有压螺旋输送机及燃烧炉外壳均为中空结构，里面充满可循环的热水；水通过燃烧炉加热。热气流与褐煤煤粉经过热交换和水分蒸发之后形成热烟气，热烟气穿过螺旋输送机从热气流出口排出。另外地，有压螺旋输送机为倒锥形结构，越往下容积越小；有压螺旋输送机的倒锥形结构使物料在移动中逐步形成向下运动的压力。

此外，燃烧炉侧壁的热水由热水进口进入有压螺旋输送机，最后由热水出口循环给入燃烧炉内壁。

优选地，与密封腔连接的成型辊通过对辊运动挤压制得成型目标产品包括承受压力的煤粉被送到密封腔中，传动装置带动齿轮啮合旋转，使两成型辊做同步相对旋转，成型辊的表面上均布有按规格排列的半球形凹坑，煤粉经凹坑成型后被排出。

依据本发明的第二方面，本发明提供的褐煤煤粉热成型装置包括螺旋输送机、有压螺旋输送机、密封腔、燃烧炉，其中螺旋输送机和有压螺旋输送机及燃烧炉外壳均为中空结构，里面充满可循环的热水；燃烧炉由内腔和外腔组成，内腔可添加木材燃烧，由燃烧木材产生的热气流送给螺旋输送机加热，再经过热气出口排出，间接达到给煤粉加热的目的；燃烧炉外腔和有压螺旋输送机的外腔之间充满了水，当燃烧炉燃烧时，燃烧炉外腔和有压螺旋输送机外腔内的水的温度也升高，使煤粉在有压螺旋输送机中也保持在高温状态，达到保温的目的。

本发明人不仅仅提供了褐煤煤粉热成型方法及装置，还更细化地提供了实施本发明方法的较佳的褐煤煤粉热成型装置，具体如下：

见图1～图5，本实施例包括：压型机1、蒸汽锅炉9、给料装置101、第二级预干燥装置102和第一级预干燥装置103，第一级预干燥装置103的出料口18与第二级预干燥装置102的进料口相连通，第二级预干燥装置102的出料口19与给料装置101的进料口相连通，给料装置101的出料口与压型机1相连通，蒸汽锅炉9的蒸汽出口15分别与给料装置101、第二级预干燥装置102和第一级预干燥装置103的蒸汽进气口16相连通，给料装置101、第二级预干燥装置102和第一级预干燥装置103的冷凝水出口17与蒸汽锅炉9的进水管14相连通。给料装置101、第二级预干燥装置102和第一级预干燥装置103上均设有蒸汽出口13。

所述压型机1包括：机架1-1、两对轴承座1-2、楔块1-3、传动装置1-4、动辊1-5、定辊1-6、两个齿轮1-7和变速箱1-8，两对轴承座1-2固定在机架1-1内，动辊1-5和定辊1-6平行设置在两对轴承座1-2之间，动辊1-5和定辊1-6相同的一侧均设有一个齿轮1-7，两个齿轮1-7相啮合，传动装置1-4的输出端与变速箱1-8的输入端传动连接，变速箱1-8的输出端与动辊1-5相连接，楔块1-3设置在定辊1-6一侧的机架1-1内，动辊1-5和定辊1-6之间的上部空间设有密封腔1-9用于与给料装置101相连通。

所述动辊1-5和定辊1-6的表面上均布有按规格排列的半球形凹坑25。动辊1-5和定辊1-6表面上的半球形凹坑25相互对应设置。

所述给料装置101包括压力螺旋2、给料螺旋3和料斗4，压力螺旋2设置在料斗4内，给料螺旋3设置在压力螺旋2上，料斗4的外壳设有热通道5。

所述压力螺旋2上部的直径小于下部的直径。

所述料斗4的形状为倒锥形结构。

给料装置101的工作原理：煤粉进入料斗4后，由于压力螺旋2的轴径由细慢慢加粗，煤粉无法向上返，使得煤粉在运行的过程中其空间越来越小，煤粉又不断的堆积，下边还是压型机1的密封腔1-9，这样，煤粉就产生了压力，实现了有压给料。

所述第二级预干燥装置102包括给料螺旋6、保温层7和料筒20，给料螺旋6设置在料筒20内，料筒20的夹层为热通道，保温层7设置在料筒20的外表面上。

所述第一级预干燥装置103包括预干燥给料螺旋8、橡胶垫10、链轮11、煤粉进料口12、第一级料筒21和保温层22，预干燥给料螺旋8设置在第一级料筒21内，第一级料筒21的上端设有煤粉进料口12，保温层22固定在第一级料筒21的外表面上，预干燥给料螺旋8上固定有链轮11，链轮11外侧的预干燥给料螺旋8上设有橡胶垫10，第一级料筒21的夹层为热通道。

所述预干燥给料螺旋8内设有热通道。

工作原理：煤粉由进料口12给料进入第一级预干燥装置103中，煤粉经过预干燥给料螺旋8被向前推进，预干燥给料螺旋8内设有热通道，第一级料筒21也设有热通道，由此煤粉在第一级预干燥装置103中被预热，从而不会使煤粉突然急剧加热而造成煤粉有效成分变质或劣化，随着预干燥给料螺旋8的旋转，煤粉被送入第二级预干燥装置102中，煤粉经过再次加热后被送入给料装置101中，料斗4为倒锥形结构，越往下容积越小，使煤粉逐步形成压力，并且外壳也为中空结构，煤粉一边被加热一边被压缩。具备一定压力的煤粉被送到密封腔1-9中，传动装置带动齿轮1-7啮合旋转，使两个辊做同步相对旋转，两个辊的表面上均布有按规格排列的半球形凹坑，煤粉经凹坑成型后被排出。

进一步地，由于所述压型机在对煤粉进行压缩过程中，动辊和定辊之间的压力会因工况的不同而产生较大的变化，若达到规定压力值或者长期在高压力值的情况下运行，则会导致压型机的动辊或定辊发生爆炸、或者因疲劳产生的机械故障，因此需要在压型机的控制电路中加入防爆保护电路，具体的结构如图6所示，包括：

防爆保护电路111，用于采集压型机的动辊与定辊之间的压力值，当所述压力值超过阈值时，向基础控制电路112发送防爆保护信号；

基础控制电路112，用于根据用户输入的控制参数向压缩执行电路发送控制命令，以及根据防爆保护电路111发送的防爆保护信号向压缩执行电路113发送停机的控制命令；

压缩执行电路113，用于根据基础控制电路112发送的控制命令控制压型机执行相应的动作。

具体的，防爆保护电路111的检测探头可以设置在动辊与定辊之间，用于检测动辊与定辊之间的压力值，当压力值超过阈值或者长时间处于一个较高的值时，则会向基础控制电路112发出防爆保护信号，基础控制电路112在接收到该防爆保护信号时，则向压缩执行电路113发出停机的控制命令，压缩执行电路113控制压型机停机；当用户向基础控制电路112输入开机运行或者调整压型机的执行参数(如改变压缩的强度、改变压缩时间等)时，基础控制电路112也会根据用户输入的参数，向压缩执行电路113发出相应的控制命令，压缩执行电路113则会根据该控制命令控制压型机执行相应的动作，从而实现对压型机的防爆保护。

本发明的实施例还提供了一种褐煤煤粉热成型方法，包括：

在褐煤送入螺旋输送机内之前或同时，热气流通过螺旋输送机底部的进气口进入螺旋输送机内；

将需要成型的褐煤通过进料口进入螺旋输送机内，与逆流上升的热气流进行接触并进行热交换和水分蒸发；

预热后的褐煤随着螺旋输送机的旋转进入有压螺旋输送机内，与密封腔连接的成型辊通过对辊运动挤压制得成型目标产品。

具体的，本实施方式采用如图1所示的褐煤煤粉热成型装置，首先在褐煤送入螺旋输送机内之前或同时，热气流通过螺旋输送机底部的进气口进入螺旋输送机内，然后将煤炭煤粉由进料口给料进入螺旋输送机中，螺旋输送机的壳体为中空结构，燃烧炉也为中空结构，燃烧炉产生的热烟气从进气口进入，在从排气口被排出，由此煤粉在螺旋输送机中被预热，随着螺旋输送机的旋转，煤粉被送入螺旋输送机中，螺旋输送机为倒锥形结构，越往下容积越小，使物料逐步形成压力，并外壳也为中空结构，燃烧炉侧壁的热水由热水进口进入螺旋输送，最后由热水出口循环给入燃烧炉内壁。煤粉一边被加热一边被压缩，具备一定压力的煤粉被送到密封腔中，传动装置带动齿轮啮合旋转，使两成型辊做同步相对旋转，成型辊的表面上均布有按规格排列的半球形凹坑，煤粉经凹坑成型后被排出。成型辊的主机由三相异步电机提供动力，经皮带轮、圆柱齿轮减速机，通过联轴器传至成型辊。两个成型辊通过开式齿轮保证同步运行。

采用本具体实施方式提供的技术方案，通过脱水与压缩工艺的结合，使成型装置在不增加复杂结构的同时，实现了直接对未经处理的原料煤粉进行成型制造，具有结构简单、操作简便的特点，使用该装置生产的型煤通过有压给料、热成型完成，因此无需粘结剂，且其型煤强度较高，运输过程中不易破损，同时还减少了对空气造成的污染。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种褐煤煤粉热成型方法，其包括下面步骤：

(1)在将需要成型的褐煤送入螺旋输送机内之前或同时，燃烧炉产生的热气流通过螺旋输送机底部的进气口进入螺旋输送机内；

(2)将需要成型的褐煤通过进料口进入螺旋输送机内，与逆流上升的热气流进行接触并进行热交换和水分蒸发，从而进行预热；

(3)预热后的褐煤随着螺旋输送机的旋转进入有压螺旋输送机内，与密封腔连接的成型辊通过对辊运动挤压制得成型目标产品；

其中，螺旋输送机和有压螺旋输送机及燃烧炉外壳均为连通的中空结构，中空结构里面充满可循环的热水，水通过燃烧炉加热；热气流与褐煤煤粉经过热交换和水分蒸发之后形成热烟气，热烟气穿过螺旋输送机从热气流出口排出；

有压螺旋输送机为倒锥形结构，越往下容积越小；有压螺旋输送机的倒锥形结构使物料在移动中逐步形成向下运动的压力；燃烧炉侧壁的热水由热水进口进入有压螺旋输送机，最后由热水出口循环给入燃烧炉内壁；

与密封腔连接的成型辊通过对辊运动挤压制得成型目标产品包括承受压力的煤粉被送到密封腔中，传动装置带动齿轮啮合旋转，使两成型辊做同步相对旋转，成型辊的表面上均布有按规格排列的半球形凹坑，煤粉经凹坑成型后被排出；成型辊包括动辊和定辊，动辊和定辊的表面上均布有按规格排列的半球形凹坑，动辊和定辊表面上的半球形凹坑相互对应设置。

2.一种使用权利要求1中所述褐煤煤粉热成型方法的装置，其包括螺旋输送机、有压螺旋输送机、密封腔、燃烧炉，其中螺旋输送机和有压螺旋输送机及燃烧炉外壳均为中空结构，里面充满可循环的热水；燃烧炉由内腔和外壳组成，内腔可添加木材燃烧，由燃烧木材产生的热气流送给螺旋输送机加热，再经过热气出口排出，间接达到给煤粉加热的目的；燃烧炉外壳和有压螺旋输送机的外壳之间充满了水，当燃烧炉燃烧时，燃烧炉外壳和有压螺旋输送机外壳内的水的温度也升高，使煤粉在有压螺旋输送机中也保持在高温状态，达到保温的目的。

Images