CN102796538B - 引料式分离煤粉的设备 - Google Patents

Abstract

<b>本发明涉及一种引料式分离煤粉的设备，该设备包括带有入料口和下料口的竖向中空件和设置在下料口一侧的引料中空件，以及端部区域安装在引料中空件内或从引料中空件的侧壁插入其内的引料风管，且使引料风管的端口与下料口的方向相反。该设备通过安装在竖向中空件下料口附近的引料风管来抽吸装炉煤和煤尘，并不需用大的风力，进而可节能。</b>

Description

引料式分离煤粉的设备

技术领域

本发明涉及一种引料式分离煤粉的设备，尤其是涉及一种引料式分离炼焦煤中装炉煤和粉尘煤的设备。

背景技术

焦碳质量的优劣主要取决于装炉煤颗粒是否均匀，如果装炉煤颗粒的直径在0.5-3mm之间，一方面可以提高焦炭的产量，另一方面可以改变焦碳的气孔结构和增加气孔壁强度，以提高焦碳的机械强度和反应后强度。利用炼焦煤炼焦时，要想提高焦碳的质量，使用气、肥、焦、瘦四大煤种炼焦是较佳选择，且在炼焦前需将这四种配合煤经过破碎后进行装炉。由于配合煤在进入粉碎机前原料煤中小于0.5mm煤尘含量一般高达34%，经粉碎机粉碎后小于0.5mm煤尘含量高达43%，所以，配合煤需要筛分后才能作为装炉煤将其装入炉内。在现有技术中，筛分煤的机械主要采用流化床式筛分机，采用该筛分设备可获取细化的煤颗粒。流化床式筛分机包括带有许多孔的气体分布板，使通过气体分布板下方喷出的流化气体来形成流化床。该筛分机是通过调整形成流化床的气体的流速来使固体颗粒分级，从而将固体颗粒分离成滞留在流化床内的粗颗粒和从流化床上部飞跃出的所需细颗粒。虽然该种筛分机可以解决煤颗粒细化的问题，但该筛分机只能筛分出设定煤颗粒细度以下的所有颗粒，并且不能将煤尘去除，而装炉煤含有煤尘会严重地影响焦碳质量。

炼焦成本的高低主要取决于装炉煤的水分含量和煤尘能否被分离这两个方面。由于装炉煤在进入炭化室(焦炉)前需要经过洗煤、配煤(或粉碎)、粉碎(或配煤)、贮煤等工序，其中的洗煤是为了降低煤中的灰分和去除其它杂质，但在粉碎步骤完成后，就不能再次进行洗煤，所以，经粉碎的煤中所含有的煤尘不能被去除；同时因洗煤后，装炉煤中的水分含量也不会降低很大，一般均在10%以上，而装炉煤的水分含量越大，炼焦所消耗的能源越大，进而造成炼焦成本的提高；最主要的问题是，装炉煤在装炉前的含水量理论上不能低于8%，特别是经过粉碎机粉碎后煤料中存有大量过细粉碎的煤尘，这些煤尘在含水量大于8%时，大部分与其它煤料颗粒粘附在一起，以聚集态存在。当装炉煤含水量低于8%时，煤料在装炉瞬间，温度由常温急剧上升几百度，煤料表面的煤尘迅速干燥，并从煤料中析出，随荒煤气进入化产回收设备中，严重时将使装炉和化产回收不能正常进行。由此可见，煤料中煤尘的存在，使目前普遍应用的配合煤高温室式炼焦会受到重大影响。主要体现在以下两点：第一，当装炉煤含水量低于8%，煤料扬尘将会使装炉和化产操作不能正常进行；第二，为减少煤尘的影响，装炉煤含水量不能低于8%，实际应用中都控制在10%以上，由于这部份水量的存在，装炉煤在18小时的结焦过程中，蒸发水份最少要占用3个小时，这段时间内会耗费大量煤气，使结焦时间延长，不但造成了能耗浪费，同时还使焦炭产量和质量下降，故在炼焦煤预处理过程中，将煤料中的煤尘进行有效分离，并完成低成本成型煤是降低装炉煤含水量，实现装炉煤炉外干燥的前提条件；另外，煤尘在进入碳化室后很容易被引风机直接抽吸到化学产品处理设备及引风机内，一方面造成引风机过早磨损，即能降低价值几千万元引风机的使用寿命，另一方面会影响化学产品的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用风将煤粉分级和控制其水分含量的方式解决焦碳成本高和质量差等问题的引料式分离煤粉的设备。

本发明所提出的引料式分离煤粉的设备包括带有入料口和下料口的竖向中空件和设置在下料口一侧的引料中空件，以及端部区域安装在引料中空件内或从引料中空件的侧壁插入其内的引料风管，且使引料风管的端口与下料口的方向相反。当风机供应给引料风管气体时，引料风管输出的气体经端口排出，致使引料风管端部所在的周边区域能形成负压，煤粉从入料口进入到竖向中空件后，煤颗粒的粒径大于预先设计的装炉煤粒径会直接从下料口排出，而煤颗粒的粒径小于或等于装炉煤的粒径，在引料风管所产生的负压作用下，装炉煤颗粒和煤尘会顺着气体行走的方向移动；同时，如果煤粉水份含量较高，风机可引用炼焦炉内的高温气体（炼焦炉内的气体温度大约在260℃左右），当煤粉受到气体抽吸时会使其内的水份含量降低，且煤粉在同一风力作用下，经引料中空件输出的煤粉质量较大的煤颗粒离其端口较近，质量较小的颗粒离其端口较远，进而实现对煤粉的分离。所述引料中空件上设置有开口式的分料口。分料口的数量可以根据所需分离煤粉颗粒的粒径等级来确定，如煤粉中，装炉煤可以从分料口输出，煤尘可以从引料中空件端部输出；要想对煤粉颗粒分离更细一些，上述的分料口可以设置多个。所述引料中空件的输出端安装有1－5台相互串联连接的旋流器。所述旋流器包括圆柱形壳体和固定在圆柱形壳体下边沿的圆台形壳体，以及排料组件。所述排料组件包括与圆台形壳体的下料口相连通的中空件和横向安装在中空件内或自外向内倾斜地安装在中空件上的输料管，以及与输料管另一端相连接的风机。如果煤粉水份含量的质量百分比在12%以上，通过多台旋流器可以降低煤粉的水含量。

所述竖向中空件入料口的下方安装有振动筛和/或齿形滚动轮。其中的振动筛可采用悬臂式振动筛或电动式振动筛。

所述排料组件包括上端部延伸至圆台形壳体内的引料管和安装在圆台形壳体下方的排料槽，以及安装在引料管另一端的引风机。如果煤粉的水份含量在10%以上，煤粉在旋流器中旋转排出后，会使其中质量较小的颗粒由引料管排出，较大质量的颗粒由排料槽排出。

所述排料组件包括安装在旋流器中部的引料管，该引料管的上端延伸出圆柱形壳体，下端延伸至圆台形壳体的上边沿或其中部区域或下部区域。

所述引料中空件或中空件上设置有开口式的分料口，且在分料口前部的引料中空件或中空件上设置有自外向内朝端口方向倾斜的喷水孔或喷雾孔。由于被抽吸的煤粉运行在引料中空件或中空件内后，质量较大的颗粒即装炉煤可以从分料口流出，而质量小的煤尘后越过分料口，在引料中空件或中空件的前部设置喷水孔或喷雾孔可以使煤尘向四周扩散，防止对环境污染，且还有利于将煤尘制成煤球。

本发明所提出的引料式分离煤粉的设备可以粒径大于装炉煤的煤粉直接排出，且通过安装在竖向中空件下料口附近的引料风管来抽吸装炉煤和煤尘，由于大于装炉煤的煤颗粒不用抽吸，而引料风管又距离煤的下料部位较近，所以，该种分离煤颗粒的方式不用相对大的风力，进而可节能；同时，固为碳化炉内的热风也是废弃物，如果采用其内的热风抽吸装炉煤，在不增加成本的同时会降低装炉煤的水分含量，特别是该设备增加旋流器，可以将装炉煤降低到所要求的程度，而装炉煤低水分含量是节能最有效的手段；另外，引料风管可以将装炉煤输送到分料口部位，而煤尘越过分料口后，因引料中空件或中空件上设置有喷水孔或喷雾孔，让煤尘湿润后再排出，一方面可以防止煤尘污染环境，另一方面使煤尘能方便利用，节约煤资源。

附图说明

附图1是本发明所提出的引料式分离煤粉的设备第一个实施例的外观部分剖面结构示意图；

附图2是图1中齿形滚动轮部位一个实施例外观结构示意图；

附图3是图1中振动筛一个实施例的外观结构示意图；

附图4是给出旋流器一个实施例外观部分剖面结构示意图；

附图5是本发明所提出的引料式分离煤粉的设备第二个实施例外观部分剖面结构示意图；

附图6是图5中排料组件展开的外观结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参见图1至图3，这三个附图给出本发明所提出的引料式分离煤粉的设备第一个实施例外观结构示意图。该设备由引料中空件1和引料风管2，以及竖向中空件3构成。其中的引料中空件1包括一个与竖向中空件3的下料口32相连通的横向中空件12，横向中空件12靠近下料口32的端部11安装有引料风管2，在横向中空件12上设置有用于装炉煤下落的分料口14，其端部是煤尘的排料口15，而在分料口14与排料口15之间的横向中空件12上设置有喷水孔13，该喷水孔13自横向中空件12外壁向内并朝排料口15方向倾斜，且喷水孔13也可以作为喷雾孔，即向横向中空件12内喷水或喷雾，以使煤尘在排料口15排出后能够粘结，不向四周扩散。

引料风管2可以由横断面为圆形管件或矩形管件或其它几何形状的管件构成，本实施例中仅给出横断面为圆形管件这一种结构。引料风管2的外径小于横向中空件12的内径，引料风管2一端从横向中空件12的端部11插入其内。当风机供给引料风管2风时，引料风管2输出的风能使横向中空件12包括竖向中空件3的下料口32部位产生负压，将风的流速和流量设置得当，只会将颗粒小于或等于装炉煤颗粒的煤粉抽吸到横向中空件12内后从分料口14及排料口15输出，以实现对被抽吸的煤粉进行分离。引料风管2还可从横向中空件12的外壁上倾斜地穿入其内，且使其端口朝向排料口方向（图中没有给出），采用该种结构的引料风管2在风力的作用下，同样可以使横向中空件12包括竖向中空件3的下料口32部位产生负压，实现引料的作用，该种安装引料风管2的方式可以采用多个引料风管2，例如，在横向中空件12端部区域的周边径向间隔等距离地安装2－8根引料风管2，且每一根引料风管2的另一端与风机相连接。引料中空件1的横向中空件12的朝向排料口方向的管壁上设置有开口式的分料口14。分料口14的数量可以设置多个，可以根据所需分离固体颗粒的粒径等级来确定，如装炉煤颗粒的粒径在0.5－3mm之间，分料口14可设置1个或1－4个。

利用该设备分离煤粉时，首先将煤粉从竖向中空件3的入料口31输入到其内，煤粉中大于装炉煤的煤颗粒可从下料口32直接排出，小于或等于装炉煤颗粒的煤粉在引料风管2输出的压力气体所产生的负压作用下，这些颗粒可被抽吸到横向中空件12内并经分料口14及其端部的排料口15输出，实现对其进行分离。

为了使物料处于松散状态进入引料中空件1内，竖向中空件3入料口31的下方安装有振动筛5或齿形滚动轮4，对于粘稠度较大的物料，可采用上部安装齿形滚动轮4，在的下方安装振动筛5。

附图2给出齿形滚动轮4一个实施例的外观结构示意图。该齿形滚动轮4包括安装在入料口31下方的滚轴41和径向安装在滚轴41上的凸齿42，以及安装在滚轴41上端部的齿轮43，其中齿轮43相互啮合，其中一个滚轴41转动，可带动另一滚轴41转动。上述的滚轴41可以同向转动，也可以按相反的方向转动，以使大颗粒物料从排放口44中排出（参见图1）。

附图3给出振动筛5一个实施例的外观结构示意图。该振动筛5包括筛板51和弹性件52支撑的振动框53，以及安装在振动框53上中部的振动电机54，其中，筛板51倾斜地安装在振动框53内，其上设置有一排排筛孔55。振动框53的上中部安装有条形板件56和设置在条形板件56上的振动电机54，振动电机54的输出轴上安装有偏心轮（图中没有给出）。当振动电机54转动时，可带动偏心轮转动，从而可使振动框53产生振动，以筛分落入筛板51上的物料，且使筛上物料从排放口57排出，筛下物料进入竖向中空件3的下部。振动筛5还可以采用条形筛和/或梳齿形筛，其中的梳齿形筛与水平方向倾斜，且使相邻两层梳齿形筛上的齿沿着竖向交错式排列。

参见图4，该图给出给出旋流器7一个实施例外观结构示意图。如果煤粉的含水量较大，要想去除水分，在没有设置分料口14的横向中空件12（参见图1）的输出端安装有旋流器7。

旋流器7具有一个圆柱形壳体71和固定在圆柱形壳体71下边沿的圆台形壳体72，以及排料组件。圆柱形壳体71的上端部的侧壁上设置有弧形通槽73和输料件74，以及用于安装在圆柱形壳体71顶面上的圆环形盖75和轴向安装在圆环形盖75中部的管件76。所述输料件74的前部复盖在弧形通槽73部位，输料件74前部的内表面为曲线形，该曲线形可采用摆线形或渐开线形或阿基米德线形，输料件74后部的横断面采用中空的矩形。输料件74采用曲线形可降低入料压力和避免入料口部位产生涡流，且能减轻旋流器的磨损程度，可延长其使用寿命。

旋流器7中的排料组件包括引料管77和排料槽78，其中的引料管77是用于排出质量和粒径相对较小的物料，而排料槽78是用于排出质量和粒径相对较大物料的部件，为此，引料管77可以采用多种结构。煤粉在旋流器7中旋转的过程中，质量较大的颗粒所受到的离心力较大，会沿着圆台形壳体72的内壁下落，经排料槽78排出，而质量较小的颗粒所受到的离心力较小，通常会集中在沿着圆台形壳体72下端部的中部，所以，引料管77安装在圆台形壳体72下端部的中部，会使小于装炉煤的细颗粒从引料管77中排出，为了使细颗粒排出得更顺利，在引料管77的外底端安装引风机或倾斜地安装在引料管上的输气管（图中没有给出）。

另外，在被抽吸的煤粉在旋流器7中旋转的过程中，质量小的煤颗粒会漂浮在形成涡流的气体中，而形成涡流的气体会向上移动，所以，引料管（图中没有给出）可自上而下地安装在旋流器7的中部，且使该引料管的上端延伸出管件76，下端延伸至圆台形壳体72产生涡流的部位，该部位一般在圆台形壳体72的上边沿或其中部区域或下部区域，细小的煤颗粒也会从引料管中排出，为了使细煤颗粒排出得更为顺利，在引料管延伸出管件76端部安装引风机或倾斜地安装在引料管上的输气管，以将细煤粉抽出。

实施例3

参见图5和图6，这二个附图给出本发明所提出的引料式分离煤粉的设备第二个实施例外观结构示意图。该设备包括引料中空件1，安装在该引料中空件1上部的壳体3，以及旋流器8。其中的引料中空件1和壳体3，以及引料风管2的结构及性能与实施例1基本相同。

引料中空件1的输出端安装有旋流器8。旋流器8包括圆柱形壳体81和固定在圆柱形壳体下边沿的圆台形壳体82，以及排料组件。排料组件包括与圆台形壳体82的下料口83相连通的中空件84和横向安装在中空件84内的输料管85，输料管85的一端即排风端86穿过中空件84内并横跨引料区，另一端与风机（图中没有给出）的输出端相连接。所述的横跨引料区是指在没有引风时，从下料口83落入中空件84内的物料会堆集在下底部87，中空件84下底部87堆集物料的面积即为引料区。输料管85还可从中空件84的外壁上倾斜地穿入其内，输料管85可以从中空件84外壁的弯曲前端88插入，且使其端口朝向排料口方向（图中没有给出）。采用该种结构的输料管85在风力的作用下，同样可以使中空件84内形成负压，实现引料的作用。该种安装输料管85的方式可以采用多个输料管85，例如，在中空件84的周边径向间隔等距离地安装2－8根引料管2，且每一根输料管2的另一端与风机相连接。

中空件84的输出端安装有排料件6，排料件6上设置有用于装炉煤下落的分料口61，其端部是煤尘的排料口62，而在分料口61与排料口62之间的排料件6上设置有喷水孔63，该喷水孔63自排料件6的外壁向内并朝排料口62方向倾斜，且喷水孔63也可以作为喷雾孔，即向排料件6内喷水或喷雾，以使煤尘在排料口62排出后能够粘结，不向四周扩散。

Claims (6)

1.引料式分离煤粉的设备，其特征在于：该设备包括带有入料口和下料口的竖向中空件和设置在下料口一侧的引料中空件，以及端部区域安装在引料中空件内或从引料中空件的侧壁插入其内的引料风管，且使引料风管的端口与下料口的方向相反，所述引料中空件上设置有开口式的分料口，所述引料中空件的输出端安装有1－5台相互串联连接的旋流器，所述旋流器包括圆柱形壳体和固定在圆柱形壳体下边沿的圆台形壳体，以及排料组件。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述竖向中空件入料口的下方安装有振动筛和/或齿形滚动轮。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述排料组件包括与圆台形壳体的下料口相连通的中空件和横向安装在中空件内或自外向内倾斜地安装在中空件上的输料管，以及与输料管另一端相连接的风机。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述排料组件包括上端部延伸至圆台形壳体内的引料管和安装在圆台形壳体下方的排料槽，以及安装在引料管另一端的引风机。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述排料组件包括安装在旋流器中部的引料管，该引料管的上端延伸出圆柱形壳体，下端延伸至圆台形壳体的上边沿或其中部区域或下部区域。

6.根据权利要求1或3所述的设备，其特征在于：所述引料中空件或中空件上设置有开口式的分料口，且在分料口前部的引料中空件或中空件上设置有自外向内朝端口方向倾斜的喷水孔或喷雾孔。