CN106336883A - 炼焦煤干燥分级的流化床隔板与隔板高度的确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炼焦煤干燥分级的流化床隔板与隔板高度的确定方法，属于宽幅粒度炼焦煤干燥设备技术领域。本发明的隔板包括竖直设置在流化床内靠近流化床底部位置的前端隔板、若干块高度逐渐增大的后端隔板，前端隔板和后端隔板竖直向上方向的扩大段，及设置在流化床顶部上的上隔板；前端隔板的宽面竖直朝向湿煤进料端，前端隔板的宽面上开有若干个均匀布置，且开口朝向湿煤进料端的倾斜孔，倾斜孔的倾斜面倾斜向上，与前端隔板的垂直面呈α的角度，倾斜孔的开孔高度为d。本发明还公开了前端隔板、后端隔板的长度，上隔板和扩大段的安装高度的确定方法，可以根据物料粒度范围实现目标物料粒子的有效分离，解决流化床物料分级效果不均匀的问题。

Description

炼焦煤干燥分级的流化床隔板与隔板高度的确定方法
技术领域
本发明属于宽幅粒度炼焦煤干燥设备技术领域，具体地属于一种炼焦煤干燥分级的流化床隔板与隔板高度的确定方法。
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，又称为岩相粉碎流程。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。
煤调湿工艺(CMC)是指“炼焦装炉煤水分控制”工艺，它是在干燥煤炼焦技术的基础上发展起来的，基本原理是将炼焦用煤在装炉前利用外热进行加热干燥、脱水，达到煤的水分调节和控制，按照目前炼焦工艺要求把煤中水分控制在6％左右，从而实现降低炼焦过程的能耗量、保证焦炉运行操作稳定性、提高焦炭质量或增加弱粘结性煤的配入量、减少炼焦污水量的目的。同时，入炉焦煤的含湿量降低，煤的堆密度加大，相应提高了焦炭产量。随着我国煤调湿技术的发展，已有多种煤调湿技术方案，主要包括以低压蒸汽为热载体的多管回转式干燥及以炼焦烟道气为热载体的流化床干燥方案等。
中国发明专利申请(申请公开号：CN101063059A，申请公开日：2007-10-31)，公开了一种移动隔板式流化床。该流化床采用独立分布的气室，长度方向采用多个气室排布，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保证原料煤的移动和流化效果，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。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。本发明的缺点是在使用流化床处理炼焦煤时，由于炼焦煤的微粒具有非常宽广的粒度分布，存在不能流化的粗大粒子，分级效果差，使得粗颗粒物料较容易混入处理物中，且由于较多粗颗粒物料的存在，不能维持流化床的稳定。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供了一种炼焦煤干燥分级的流化床隔板与隔板高度的确定方法。本发明的隔板包括前端隔板和后端隔板，前端隔板上开有若干个均匀布置，倾斜面倾斜向上的倾斜孔，保证湿煤物料经过前端隔板时完成较好的分离；本发明还在流化床顶部设置一定长度的上隔板，在前端隔板与后端隔板竖直向上的方向设置一定长度的扩大段，通过减少上下隔板之间的空间的截面积来提高分级效率。
为实现上述目的，本发明公开了一种炼焦煤干燥分级的流化床隔板，流化床内部设置三个或三个以上的独立进风室，每个独立进风室对应着一个分级仓，分级仓内设有隔板，所述隔板包括竖直设置在流化床内靠近流化床底部位置的前端隔板、若干块高度逐渐增大的后端隔板，前端隔板和后端隔板竖直向上方向的扩大段，及设置在流化床顶部上的上隔板；
所述前端隔板的宽面竖直朝向湿煤进料端，所述前端隔板的宽面上开有若干个均匀布置，且开口朝向湿煤进料端的倾斜孔，所述倾斜孔的倾斜面倾斜向上，与所述前端隔板的垂直面呈α的角度，所述倾斜孔的开孔高度为d。
进一步地，所述倾斜孔的角度α大于湿物料的滑动角，小于直角。
再进一步地，所述倾斜孔的开孔高度d由湿物料的粒度分布决定，若湿物料的最大粒度为Dmax，则满足如下数学关系式：
d＝(Dmax+2)mm。
本发明还公开了一种炼焦煤干燥分级的流化床隔板的高度确定方法，在流化床内靠近流化床底板的位置竖直设置靠近湿煤进料端一侧的前端隔板和若干块高度逐渐增大的后端隔板；所述前端隔板的上端安装高度为D1，前端隔板的长度为h1，所述前端隔板与湿煤进料端一侧的流化床侧壁之间的距离为L。
进一步地，在流化床顶部设置有与所述前端隔板、后端隔板(4)分别对应的具有相等长度的上隔板，上隔板分别与所述前端隔板、后端隔板之间设有间隙；所述上隔板的下端安装高度为D2，所述上隔板的长度为h3。
再进一步地，在前端隔板、后端隔板沿竖直向上的方向分别对应设置有相等长度的扩大段，所述扩大段与所述前端隔板、后端隔板之间分别设有间隙；所述扩大段的下端安装高度为D3，所述扩大段的长度为h4。
更进一步地，所述前端隔板的上端安装高度D1与前端隔板与湿煤进料端一侧的流化床侧壁之间的距离L满足数学公式：D1/L≤0.7，
所述前端隔板的长度h1小于后端隔板的长度h2，所述后端隔板的长度h2≤Hmin，所述Hmin为最小粒径沉降风速条件下隔板的高度。
更进一步地，所述上隔板(5)的下端安装高度D2与所述前端隔板的上端安装高度D1满足如下数学公式：
D2/D1≥Θ，所述Θ为流化床中物料之间的膨胀比；
所述上隔板的长度h3满足如下数学公式：
h3≥Hmin－D2，所述Hmin为最小粒径沉降风速条件下的隔板高度。
更进一步地，所述扩大段的下端安装高度D3满足如下数学公式：
D3/D1≥Θ，所述Θ为流化床中物料之间的膨胀比；
所述悬扩大段的长度h4满足如下数学公式：
H4≥Hmin’－D2，所述Hmin’为重新计算的最小粒径沉降风速条件下的隔板高度。
本发明的有益效果：
1、本发明的前端隔板上开有若干个均匀布置，倾斜面倾斜向上的倾斜孔，保证湿煤物料经过前端隔板时完成较好的分离。
2、本发明的隔板高度可以确定，可以根据物料粒度范围实现目标物料粒子的有效分离，解决流化床物料分级效果不均匀的问题。
附图说明
图1为前端隔板的主视图；
图2为前端隔板的左视图；
图3—图5为本发明中隔板在流化床内的位置关系图；
图中各标号如下：
1—倾斜孔、2—湿煤进料端、3—前端隔板、4—后端隔板、5—上隔板、6—扩大段、7—流化床：7.1—流化床底部、7.2—流化床顶部。
具体实施方式
本发明公开了一种炼焦煤干燥分级的流化床隔板，结合图3、图4和图5可知，流化床7内部设置三个或三个以上的独立进风室，每个独立进风室对应着一个分级仓，分级仓内设有隔板，所述隔板包括竖直设置在流化床7内靠近流化床底部7.1位置的前端隔板3、若干块高度逐渐增大的后端隔板4，前端隔板3和后端隔板4竖直向上方向的扩大段6，及设置在流化床顶部7.1上的上隔板5；
如图1和图2所示，所述前端隔板3的宽面竖直朝向湿煤进料端2，所述前端隔板3的宽面上开有若干个均匀布置，且开口朝向湿煤进料端2的倾斜孔1，所述倾斜孔1的倾斜面倾斜向上，与所述前端隔板3的垂直面呈α的角度，所述α的角度大于湿物料的滑动角，但小于直角，所述倾斜孔1具有一定的开孔高度d，开孔高度d的大小由湿物料的粒度分布决定，若湿物料的最大粒度为Dmax，则满足如下数学关系式：
d＝(Dmax+2)mm。
本发明在前端隔板上开有若干个均匀布置的倾斜孔，不同于现有技术中的一块整板，湿物料在热风的作用下被干燥，受流化床内流体浮力和自身重力的影响下，满足一定条件的物料才会穿过倾斜孔，将倾斜孔的倾斜面设置为倾斜向上的方向，使得未能较好通过倾斜孔的物料沿着倾斜面重新落入原流化床内，避免堵塞倾斜孔的前提下，保证湿煤物料经过前端隔板时完成较好的分离。
如图3所示，在流化床7内靠近流化床底板7.1的位置竖直设置靠近湿煤进料端2一侧的前端隔板3和若干块高度逐渐增大的后端隔板4；所述前端隔板3的上端安装高度为D1，即前端隔板3的上端与流化床底部7.2之间的距离为D1，前端隔板3的长度为h1，所述前端隔板3与湿煤进料端2一侧的流化床侧壁之间的距离为L。
本发明优选的前端隔板3的上端安装高度D1与前端隔板3与湿煤进料端2一侧的流化床侧壁之间的距离L满足数学公式：D1/L≤0.7，
所述前端隔板的长度h1小于后端隔板长度h2，所述后端隔板的长度h2≤Hmin，所述Hmin为最小粒径沉降风速条件下隔板的高度，而最小粒径沉降风速受流化床内风速、颗粒特性和系统结构等因素的影响。
如图4所示，在流化床顶部7.2的位置上设置有与所述前端隔板3、后端隔板4分别对应的具有相等长度的上隔板5，上隔板5分别与所述前端隔板3、后端隔板4之间设有间隙；所述上隔板5的下端安装高度为D2，即上隔板5的下端与流化床底部7.1之间的距离为D2，所述上隔板5的长度为h3；
本发明优选的上隔板(5)的下端安装高度D2与所述前端隔板3的上端安装高度D1满足如下数学公式：
D2/D1≥Θ，所述Θ为流化床中物料之间的膨胀比；
所述上隔板5的长度h3满足如下数学公式：
h3≥Hmin－D2，所述Hmin为最小粒径沉降风速条件下的隔板高度，同理最小粒径沉降风速受流化床内风速、颗粒特性和系统结构等因素的影响。
如图5所示，在前端隔板3、后端隔板4沿竖直向上的方向分别对应设置有相等长度的扩大段6，所述扩大段6与所述前端隔板3、后端隔板4之间分别设有间隙；所述扩大段6的下端安装高度为D3，即扩大段6的下端与流化床底部7.1之间的距离为D3，所述扩大段6的长度为h4；
本发明优选的扩大段6的下端安装高度D3满足如下数学公式：
D3/D1≥Θ，所述Θ为流化床中物料之间的膨胀比；
所述扩大段6的长度h4满足如下数学公式：
H4≥Hmin’－D2，所述Hmin’为根据扩大段的比例重新计算的最小粒径沉降风速条件下的隔板高度。
本发明图3所示的流化床隔板为只在靠近流化床底部的位置设置隔板，而图4和图5所示的流化床隔板为具有上下关系的隔板，不管采用哪种模式，都能达到有效分级的目的。
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
根据炼焦工艺需求，需要将炼焦煤的粒度控制在1～3mm之间，湿煤的滑动角为54°，流化床为独立3个风室对应3个干燥分级仓，只用两块隔板进行分隔，前端隔板选用本发明图1和图2所示的隔板，后端隔板选用一块全封闭耐温钢板分隔。
根据给定的条件，计算出D1为500mm，前端隔板倾斜孔的角度α设置为60°，倾斜孔的开孔高度d设置为5mm，前端隔板的长度h1为330mm；后端隔板的长度h2为450mm。
投入0～5mm全粒度的湿煤物料到流化床中，其中粒度≤1mm的比例为20％，粒度≥3mm的比例为10％，经过本发明的流化床隔板流化后，得到的成品料中，粒度≤1mm的比例为3％，粒度≥3mm的比例为1％。
实施例2
根据炼焦工艺需求，需要将将炼焦煤的粒度控制在1～3mm之间，湿煤的滑动角为54°，流化床为独立3个风室对应3个干燥分级仓，采用上下隔板的方式进行隔离，前端隔板选用本发明图1和图2所示的隔板，后端隔板选用一块全封闭耐温钢板分隔。
根据给定的条件，计算出D1为500mm，D2为1000mm，前端隔板倾斜孔的角度α设置为60°，倾斜孔的开孔高度d设置为5mm，前端隔板的长度h1为330mm；后端隔板的长度h2为450mm。
投入0～5mm全粒度的原煤煤料到流化床中，其中粒度≤1mm的比例为20％，粒度≥3mm的比例为10％，本发明的流化床隔板流化后，得到的成品料中，粒度≤1mm的比例为1％，粒度≥3mm的比例为1％。
以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种炼焦煤干燥分级的流化床隔板，流化床(7)内部设置三个或三个以上的独立进风室，每个独立进风室对应着一个分级仓，其特征在于：分级仓内设有隔板，所述隔板包括竖直设置在流化床(7)内靠近流化床底部(7.1)位置的前端隔板(3)、若干块高度逐渐增大的后端隔板(4)、前端隔板(3)和后端隔板(4)竖直向上方向的扩大段(6)，及设置在流化床顶部(7.1)上的上隔板(5)；
所述前端隔板(3)的宽面竖直朝向湿煤进料端(2)，所述前端隔板(3)的宽面上开有若干个均匀布置，且开口朝向湿煤进料端(2)的倾斜孔(1)，所述倾斜孔(1)的倾斜面倾斜向上，与所述前端隔板(3)的垂直面呈α的角度，所述倾斜孔(1)的开孔高度为d。
2.根据权利要求1所述的炼焦煤干燥分级的流化床隔板，其特征在于：所述倾斜孔(1)的角度α大于湿物料的滑动角，小于直角。
3.根据权利要求1所述的炼焦煤干燥分级的流化床隔板，其特征在于：所述倾斜孔(1)的开孔高度d由湿物料的粒度分布决定，若湿物料的最大粒度为Dmax，则满足如下数学关系式：
d＝(Dmax+2)mm。
4.一种炼焦煤干燥分级的流化床隔板的高度确定方法，其特征在于：在流化床(7)内靠近流化床底板(7.1)的位置竖直设置靠近湿煤进料端(2)一侧的前端隔板(3)和若干块高度逐渐增大的后端隔板(4)；所述前端隔板(3)的上端安装高度为D1，前端隔板(3)的长度为h1，所述前端隔板(3)与湿煤进料端(2)一侧的流化床侧壁之间的距离为L。
5.根据权利要求4所述的炼焦煤干燥分级的流化床隔板的高度确定方法，其特征在于：在流化床顶部(7.2)上设置有与所述前端隔板(3)、后端隔板(4)分别对应的具有相等长度的上隔板(5)，上隔板(5)分别与所述前端隔板(3)、后端隔板(4)之间设有间隙；所述上隔板(5)的下端安装高度为D2，所述上隔板(5)的长度为h3。
6.根据权利要求4所述的炼焦煤干燥分级的流化床隔板的高度确定方法，其特征在于：在前端隔板(3)、后端隔板(4)沿竖直向上的方向分别对应设置有相等长度的扩大段(6)，所述扩大段(6)与所述前端隔板(3)、后端隔板(4)之间分别设有间隙；所述扩大段(6)的下端安装高度为D3，所述扩大段(6)的长度为h4。
7.根据权利要求4所述的炼焦煤干燥分级的流化床隔板的高度确定方法，其特征在于：所述前端隔板(3)的上端安装高度D1与前端隔板(3)与湿煤进料端(2)一侧的流化床侧壁之间的距离L满足数学公式：D1/L≤0.7，
所述前端隔板的长度h1小于后端隔板的长度h2，所述后端隔板的长度h2≤Hmin，所述Hmin为最小粒径沉降风速条件下隔板的高度。
8.根据权利要求5所述的炼焦煤干燥分级的流化床隔板的高度确定方法，其特征在于：所述上隔板(5)的下端安装高度D2与所述前端隔板(3)的上端安装高度D1满足如下数学公式：
D2/D1≥Θ，所述Θ为流化床中物料之间的膨胀比；
所述上隔板(5)的长度h3满足如下数学公式：
h3≥Hmin－D2，所述Hmin为最小粒径沉降风速条件下的隔板高度。
9.根据权利要求6所述的炼焦煤干燥分级的流化床隔板的高度确定方法，其特征在于：所述扩大段(6)的下端安装高度D3满足如下数学公式：
D3/D1≥Θ，所述Θ为流化床中物料之间的膨胀比；
所述扩大段(6)的长度h4满足如下数学公式：
h4≥Hmin’－D2，所述Hmin’为重新计算的最小粒径沉降风速条件下的隔板高度。
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