CN106393777B - 用于使含水物料脱水的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

用于借助压力和热量使含水物料脱水的设备包括：用于计量地输出物料到运输装置上的装置；转移区段；双带压力机，其包括：压力机下部和压力机上部；在压力机下部和上部中循环地沿环行方向环行的钢压制带；在压力机下部和上部中分别至少一个可被加热的加热板以及在压力机下部和压力机上部中至少一个致动器，该致动器可将压力经由至少一个加热板和钢压制带施加到物料上。为了提供能实现含水物料明显更高的通过量的排水装置和排水方法，规定，所述双带压力机在运行状态中具有沿输送方向的第一加热区段和第二脱水区段，第一加热区段向物料施加低于4MPa的压力并且具有高于160℃的加热板表面温度，第二脱水区段向物料施加高于4MPa的压力。

Description

用于使含水物料脱水的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于借助压力和热量使含水物料脱水的设备，包括：
a)用于计量地输出物料的装置；
b)转移区段，在其中物料能从运输装置或直接被转移到双带压力机中；和
c)双带压力机，包括：
－压力机下部和压力机上部；
－在压力机下部和压力机上部中循环地沿环行方向环行的钢压制带；
－在压力机下部和压力机上部中分别至少一个可被加热的压板以及
－在压力机下部和/或压力机上部中至少一个致动器，利用该致动器能将压力经由至少一个加热板和钢压制带施加到物料上。
本发明还涉及一种用于借助所述设备使含水物料脱水的方法。
背景技术
含水物料在本发明中主要理解为煤、尤其是褐煤、或污泥。但本发明不排除用于其它可脱水的物料。
褐煤能源获取是一种常见方法。在此煤的水分含量越高，则其过程效率就越低。有多种方法用于借助挤压或加热减少褐煤或污泥中的水分。
作为用于计量地输出物料到运输装置上的装置例如已知根据DE 10016944 A1的装置。
DE-PS 472419已描述了一种用于使水分含量高的蔬菜和矿物质脱水的压力机。该压力机包括两个楔形相互接近的循环带，所述带设有可渗透的壁，这些壁形成前后相连的挤压室。这种装置非常昂贵并且仅适合用于低速和低压。
DE 19535315 A1和DE 19537286 B4公开了循环压力机(Taktpressen)，其可准连续地工作。基于封闭的挤压室，褐煤或污泥可借助所供应的蒸汽加热。借助这种设备估计每小时可使25吨褐煤脱水到希望的水分含量上。在此考虑到目前煤电厂的1GW单位每小时需要超过800吨煤，因此很容易理解该通过量只能以大数量的、如DE 19535315 A1中所描述的压力机来实现。此外，在公开内容中作为现有技术也附带提到了双带压力机，尤其是提到了上述DE-PS472419。
发明内容
因此，本发明的任务在于提供一种用于脱水的设备和一种用于借助该设备脱水的方法，它们能实现明显更高的含水物料、尤其是煤或污泥的通过量。
该任务在方法方面通过一种用于通过一种设备借助压力和热量使含水物料脱水的方法解决，该设备包括：
a)用于计量地输出物料的装置；
b)转移区段，在转移区段中物料能从运输装置或直接地被转移到双带压力机中；和
c)双带压力机，该双带压力机包括：
－压力机下部和压力机上部，
－在压力机下部和压力机上部中循环地沿环行方向环行的钢压制带；
－在压力机下部和压力机上部中的分别至少一个可被加热的加热板和
－在压力机下部和/或压力机上部中的至少一个致动器，利用该致动器能将压力经由至少一个加热板和钢压制带施加到物料上。根据本发明规定，将所述物料在双带压力机的沿输送方向的第一加热区段中加热到至少130℃并且至少在双带压力机的第二脱水区段中脱水，第一加热区段向物料施加低于4MPa的压力并且具有高于160℃的加热板表面温度，第二脱水区段向物料施加高于4MPa的压力。
该任务在设备方面通过根据本发明的用于实施根据本发明所述的方法的设备解决，该设备包括：
a)用于计量地输出物料的装置；
b)转移区段，在转移区段中物料能从运输装置或直接地被转移到双带压力机中；和
c)双带压力机，其包括：
－压力机下部和压力机上部，
－在压力机下部和压力机上部中循环地沿环行方向环行的钢压制带；
－在压力机下部和压力机上部中的分别至少一个可被加热的加热板和
－在压力机下部和/或压力机上部中的至少一个致动器，利用该致动器能将压力经由至少一个加热板和钢压制带施加到物料上。根据本发明规定，所述双带压力机在运行状态中具有至少一个沿输送方向的第一加热区段和至少一个第二脱水区段，在第一加热区段中能向物料施加低于4MPa的压力并且能将所述至少一个加热板加热到高于160℃的加热板表面温度，在第二脱水区段中能向物料施加高于4MPa的压力，至少在脱水区段中设置在钢压制带之间作用的抽吸装置，以用于吸走从物料排出的蒸汽和/或液体，并且至少在脱水区段中至少一个钢压制带与面向物料的膜带一起环行，并且在钢压制带和膜带之间设置筛带。
尤其是该设备的特征在于，所述双带压力机在运行状态中具有至少一个沿输送方向的第一加热区段和至少一个第二脱水区段，第一加热区段向物料施加低于4MPa的压力并且具有高于160℃的加热板表面温度，第二脱水区段向物料施加高于4MPa的压力。在此在大多数情况下无需再在脱水区段中进一步加热物料。
根据本发明，因此将两个过程——其到目前为止在挤压站中在时间上先后进行——划分到一个双带压力机的两个区段上。由此实现连续的脱水过程，从而明显提高了物料的通过量。虽然双带压力机因此需要70米或更长的长度，但这种双带压力机的结构仍明显比必须使用多个循环压力机更加经济。在此加热区段通常具有比脱水区段略长的长度。在加热区段中物料通过可高度加热的板——物料在所述板之间被运输——加热。在该区段中蒸发过程保持在一定限度内。封闭在孔隙中的水被加热并且改变其材料特性、如粘度和表面张力降低。固体基于高温出现熔化。一旦物料进入存在极高压力的脱水区段，物料中的水可通过高压排出并且液态地、部分也以蒸汽形式排出。物料被压缩并且板状地离开双带压力机。
有利的是，至少在脱水区段中至少在部分区域上设置在钢压制带之间作用的抽吸装置，用于吸走从物料排出的蒸汽和/或液体。
被挤出的液体和产生的蒸汽可在不可渗透的钢压制带之间的封闭空间内特别简单被吸走。通常抽吸装置为此设置在双带压力机侧面，使得抽吸口朝向钢压制带之间的间隙定向。抽吸装置应设计为相对于大气环境约0.2至0.6巴的负压和直至200000m3/h的抽吸量。由此防止水分凝聚在用于脱水的车间中并且可能情况下腐蚀机器部件。此外，抽吸装置可改善空气。被吸走的冷凝液还可在热交换器中继续用作能源。
优选抽吸装置具有侧面抽吸口，这些抽吸口相对于钢压制带密封。
由于基于泄漏的轻微损失没有重要影响，因而在抽吸口上只需相对简单的密封件，该密封件相对于环行的钢压制带基于较低的压紧力仅呈现最小的磨损。密封件甚至可与钢压制带略微间隔开并且因此不受到磨损。
优选至少一个钢压制带与面向物料的膜带一起环行。
膜带尤其是可在脱水区段中允许来自物料的水和蒸汽朝向钢压制带方向通过并且阻挡固体。通过将液态或气态水与固体分离，物料更易于脱水并且更适合于晚些时候的燃烧。
优选规定，膜带由织物或穿孔带制成，其具有0.1至20μm的网孔尺寸。这种织物可由金属或人造纤维制成。作为穿孔带优选金属材料。网孔尺寸适应具体条件、尤其是物料，以致产生相反的渗透。在适合的网孔尺寸中甚至可实现水在加热区段A中几乎不能穿过膜，而在脱水区段B可毫无问题地穿过膜。为了始终确保膜的功能，在膜带的回程中设置净化装置。
特别优选规定，在钢压制带和膜带之间设置筛带。
筛带的大于膜带网孔的开口在膜带和钢压制带之间提供了自由空间，该自由空间为排出的蒸汽或水提供了空间。由此从该区域的抽吸更为容易，并且压力传输不受影响。有利的是，也可在筛带内设置通道，所述通道可将蒸汽或水导向钢压制带边缘。
在一种有利方案中，膜带和筛带彼此连接。
由此避免这两个带不同的横向偏移和摩擦。
解决所述任务的方法具有下述特征部分特征：将所述物料在双带压力机的沿输送方向的第一加热区段中加热到至少130℃并且至少在压力机的第二脱水区段中脱水，第一加热区段向物料施加低于4MPa的压力并且具有高于160℃的加热板表面温度，第二脱水区段向物料施加高于4MPa的压力。
在加热区段内物料中的水被加热并且如上所述改变其材料特性。通过进入脱水区段中，被加热的物料明显更易于挤压，以致水可以大多液态的形式逸出并被吸走。物料通过这种方式失去一半以上的水分(以重量百分比测量)。
有利的是，水和/或蒸汽可在至少一个钢压制带的至少一个边缘上被吸走。由此不干扰双带压力机中的压缩过程。实验表明，在加热区段中低于4MPa的压力足以，而在脱水区段中大约6MPa数量级的压力证明是特别有效的。
优选至少在脱水区段中水和/或蒸汽被挤压通过对于固体不可透过的膜带。通过将液态或气态水与固体分离，物料更易于脱水，如在设备的公开内容中所描述的。
附图说明
下面借助实施例参考附图详细说明本发明。附图如下：
图1示出本发明设备的侧视图；
图2示出本发明设备的示意性横截面图；
图3以剖面图示出本发明设备脱水区段设计方案的细节图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的用于脱水的设备1。在处理开始，物料5通过用于计量地输出的装置2被散布于运输装置3上。这两个装置仅示意性示出，因为它们仅设置在实际的脱水过程上游。通常涉及具有可控开启阀的存储料斗和作为用于计量地输出的装置2的散布器以及作为运输装置3的输送带。通过这种方式将待脱水物料5的“毯”或“垫”送入双带压力机4中并且在设有附图标记C的区段中转移。
双带压力机包括压力机上部6和压力机下部7，它们通过数量众多的框架10支撑。不仅在压力机上部6中而且在压力机下部7中设有围绕转向辊19环行的不透水及不透蒸汽的钢压制带9a、9b。在钢压制带9a、9b之间可为物料5加载压力负荷。从物料5看在钢压制带9a、9b侧在其环行轨道内不仅在压力机上部6中而且在压力机下部7中分别设置至少一个可加热板8a、8b。为了减小钢压制带9a、9b和加热板8a、8b之间的摩擦，设置也环行的滚动体20a、20b。
借助至少一个——支撑在框架或底座上的——致动器11可向至少一个可加热板8a、8b和因此物料5施加力。可加热板也将其热量发散到钢压制带9a、9b上并且可通过这种方式加热物料。可加热板在此例如可以未示出的方式通过穿流通道的载热介质加热、电加热或通过感应加热。
双带压力机分为两个区段，由附图标记A和B表示。在区段A、即加热区段中，物料在低压下被加热到高的温度上。物料内的水至少接近其蒸发状态。为此规定，至少一个可加热板8a、8b的加热板表面被加热至160℃以上并且压力保持在4MPa以下。可加热板的热量通过辐射、对流和经由设置在可加热板8a、8b和钢压制带9a、9b之间的滚动体20a、20b的热传导传递到钢压制带9a、9b上。为了能够传递加热物料5所需的热量，已确定可加热板8a、8b上的最低表面温度为160℃。
被加热的物料最后进入区段B、即脱水区段。在此压力显著提高到4MPa以上、优选提高至大约6MPa。大部分水在此在高压下被排出物料并且在双带压力机侧面与产生的蒸汽一起被导向外部。为了导走水或蒸汽，在双带压力机4脱水区段B的侧面设有抽吸装置12，在此抽吸装置通常是在钢压制带9a、9b和导出通道14之间的区域中的具有抽吸口13的箱子。
这在图2中更清楚地示出。图2示出双带压力机4脱水区段B的示意性局部横截面图。可以看到具有凹口的矩形框架10。在上横梁上支撑有两个致动器11ab、通常为液压缸。致动器的数量当然可根据双带压力机4宽度和待脱水物料5变化。致动器11将其力导入上部的可加热板8a中并且可将该可加热板向下压。下部的可加热板8b是支座，其支撑在下部框架部件上。不仅在压力机上部6而且在压力机下部7中还设有环行的钢压制带9a和9b，物料5在钢压制带之间被挤压。钢压制带9a、9b的回程(例如在框架10上方和下方)在图2中未示出。为简明起见也未示出加热介质向可加热板8a、8b的供应。
在两侧设置各抽吸装置12，其分别具有用于蒸汽和水的抽吸口13和导出通道14。在导出通道中存在通过未示出的抽风机产生的0.2至0.6巴的负压。抽吸口通过滑动的或无接触的密封件15朝向两个钢压制带9a、9b密封。
膜带16与下部钢压制带9b一起环行，如需要，筛带17也可一起环行。膜带16和筛带17在此可构成一个结构单元。
在图3中再次以剖面侧视图放大示出所述带。该图在上方和下方通过被切断的可加热板8a和8b为界。在可加热板上滚动体20a和20b以钢压制带9a和9b的大约一半速度一同运转。上部钢压制带9a直接压在物料5上。在物料5和下部钢压制带9b之间还设有所述膜带16和筛带17。膜带16由织物或穿孔带制成。膜带16和筛带17中的通口未示出。根据物料5的类型，为膜带设置0.1至20μm的网孔尺寸。膜孔的开口尺寸允许水和蒸汽通过，但基本不允许固体通过。在本实施例中附加设置的筛带17的通口具有较大的开口尺寸。这样确定所述开口尺寸，使得它们在脱水区段B中加压时能够充分吸收水和蒸汽。此外，可设置排出通道18，其将排出物侧向导向抽吸装置12。

Claims (7)

1.一种用于通过一种设备借助压力和热量使含水物料(5)脱水的方法，该设备包括：
a)用于计量地输出物料(5)的装置(2)；
b)转移区段(C)，在转移区段中物料(5)能从运输装置(3)或直接地被转移到双带压力机(4)中；和
c)双带压力机(4)，该双带压力机包括：
－压力机下部(7)和压力机上部(6)，
－在压力机下部(7)和压力机上部(6)中循环地沿环行方向环行的钢压制带(9a、9b)；
－在压力机下部(7)中的至少一个可被加热的加热板(8a、8b)和在压力机上部(6)中的至少一个可被加热的加热板(8a、8b)和
－在压力机下部(7)和/或压力机上部(6)中设置的至少一个致动器(11)，利用该致动器能将压力经由至少一个加热板(8a、8b)和钢压制带(9a、9b)施加到物料(5)上，其特征在于，
将所述物料在双带压力机的沿输送方向的第一加热区段(A)中加热到至少130℃并且至少在双带压力机(4)的第二脱水区段(B)中脱水，第一加热区段向物料(5)施加低于4MPa的压力并且具有高于160℃的加热板表面温度，第二脱水区段向物料(5)施加高于4MPa的压力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将水和/或蒸汽在至少一个钢压制带(9a、9b)的至少一个边缘上吸走。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将水和/或蒸汽至少在脱水区段(B)中挤压通过对于固体基本上不可透过的膜带(16)。
4.一种用于实施根据权利要求1至3之一所述的方法的设备，包括：
a)用于计量地输出物料(5)的装置(2)；
b)转移区段(C)，在转移区段中物料(5)能从运输装置(3)或直接地被转移到双带压力机(4)中；和
c)双带压力机(4)，其包括：
－压力机下部(7)和压力机上部(6)，
－在压力机下部(7)和压力机上部(6)中循环地沿环行方向环行的钢压制带(9a、9b)；
－在压力机下部(7)中的至少一个可被加热的加热板(8a、8b)和在压力机上部(6)中的至少一个可被加热的加热板(8a、8b)和
－在压力机下部(7)和/或压力机上部(6)中设置的至少一个致动器(11)，利用该致动器能将压力经由至少一个加热板(8a、8b)和钢压制带(9a、9b)施加到物料(5)上，其特征在于，
所述双带压力机(4)在运行状态中具有至少一个沿输送方向的第一加热区段(A)和至少一个第二脱水区段(B)，在第一加热区段中能向物料施加低于4MPa的压力并且能将所述至少一个加热板(8a、8b)加热到高于160℃的加热板表面温度，在第二脱水区段中能向物料(5)施加高于4MPa的压力，至少在脱水区段(B)中设置在钢压制带(9a、9b)之间作用的抽吸装置(12)，以用于吸走从物料(5)排出的蒸汽和/或液体，并且至少在脱水区段(B)中至少一个钢压制带与面向物料(5)的膜带(16)一起环行，并且在钢压制带(9a、9b)和膜带(16)之间设置筛带(17)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述抽吸装置(12)具有侧面的抽吸口(13)，所述抽吸口相对于钢压制带(9a、9b)具有密封件(15)。
6.根据权利要求4或5所述的设备，其特征在于，所述膜带(16)由织物或穿孔带制成，其具有0.1至20μm的网孔尺寸或开口尺寸。
7.根据权利要求4或5所述的设备，其特征在于，所述膜带(16)和筛带(17)彼此连接。
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