CN106867621B - 一种褐煤水煮脱水装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种褐煤水煮脱水装置及方法，所述装置包括夹层锅、输水管道、搅拌装置、倾动装置及滑轮装置；夹层锅设蒸汽夹层，夹层锅两侧设空心耳轴与蒸汽夹层连通，两侧空心耳轴分别作为蒸汽入口和蒸汽出口与过热蒸汽管道连通；夹层锅内设搅拌装置，搅拌装置通过滑轮装置带动升降；输入水管道的出水口设于夹层锅上方，且输水管道上设水量控制阀门；夹层锅架设在倾动装置上并能够在其带动下绕空心耳轴倾转，以倾倒出夹层锅中的褐煤与水。本发明根据褐煤内部含有较高的内在水分和不同数量的腐殖质的特点，采用水煮方式对褐煤进行脱水，可充分去除毛细管内部水分，及破坏褐煤的部分毛细管组织，具有工艺、设备简单，防火、防爆，无粉尘排出等特点。

Description

一种褐煤水煮脱水装置及方法

技术领域

本发明涉及褐煤干燥提质技术领域，尤其涉及一种褐煤水煮脱水装置及方法。

背景技术

褐煤是一种煤化程度最低的矿产煤，其水分大(15％-60％)，在空气中易风化碎裂，难以储存与运输，且燃烧值低，仅有3000大卡或以下。同时，褐煤内部毛细管丰富，毛细管内含有丰富的水分。

目前，褐煤品质升级的主要方法是对其进行脱水干燥，干燥后的褐煤不仅易于运输而且其燃烧值还将大幅增加(达到4800-6000大卡)。现有的褐煤干燥技术具体可分为以下三类：机械脱水工艺、蒸发干燥工艺和非蒸发干燥工艺。但机械脱水工艺和非蒸发干燥工艺的脱水效果较差、易产生局部过热导致褐煤自燃和爆炸事故的发生；蒸发干燥工艺相对来说提质效果更好一些，但其大多采用流化床方式，普遍存在以下缺点：1)只能去除褐煤表面的水分，并不能有效地去除褐煤中众多的毛细管中的内水，因此干燥后的褐煤易吸水返潮或风化、自燃；2)蒸汽用量大，耗能大，生产成本高，且设备造价高；3)干燥设备结构复杂，占地面积大，投资成本高。

发明内容

本发明提供了一种褐煤水煮脱水装置及方法，根据褐煤内部含有较高的内在水分和不同数量的腐殖质的特点，采用水煮方式对褐煤进行脱水，可充分去除毛细管内部水分，及破坏褐煤的部分毛细管组织，具有工艺、设备简单，防火、防爆，无粉尘排出等特点。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种褐煤水煮脱水装置，包括夹层锅、输水管道、搅拌装置、倾动装置及滑轮装置；所述夹层锅设蒸汽夹层，夹层锅两侧设空心耳轴与蒸汽夹层连通，且两侧空心耳轴分别作为蒸汽入口和蒸汽出口与外部过热蒸汽管道连通；夹层锅内设搅拌装置，搅拌装置通过滑轮装置带动实现升降动作；输入水管道的出水口设于夹层锅上方，且输水管道上设水量控制阀门；夹层锅架设在倾动装置上并能够在其带动下绕空心耳轴倾转，以倾倒出夹层锅中的褐煤与水。

所述夹层锅的蒸汽夹层通过隔板分为两个对称的蒸汽通道，每个蒸汽通道的两端分别与蒸汽入口和蒸汽出口连通；每个蒸汽通道内交错地设有折流板，使蒸汽在其中沿折线形通道往返流动。

所述夹层锅为双夹层结构，分为内夹层和外夹层，其中内夹层为蒸汽夹层，外夹层为保温夹层。

所述搅拌装置由梁板、电机一和搅拌头组成；梁板对应夹层锅的径向设置，其顶部两侧设吊耳，底部两侧设定位块；电机一固定在梁板中部，搅拌头设于梁板下方，搅拌头的中心转轴与电机一输出轴固定连接，在电机一带动下搅拌头能够绕中心转轴转动。

所述搅拌头为板状结构，其上开设多个大面积通孔；搅拌头的外轮廓与夹层锅的内轮廓相适应。

所述滑轮装置由电机二、卷扬筒、钢丝绳、定滑轮组、配重块和吊具组成；电机二输出轴与卷扬筒主轴之间设联轴器及制动器一；钢丝绳的一端绕于卷扬筒上，另一端分别绕过定滑轮组、配重块后连接吊具；吊具用于通过吊耳吊起搅拌装置。

所述倾动装置由电机三、减速器、大齿轮和小齿轮组成；夹层锅通过空心耳轴架设在轴承座上实现悬空支撑，电机三通过减速器连接小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合传动，大齿轮与夹层锅一侧的空心耳轴连接传动；电机三与减速器之间设联轴器及制动器二。

一种基于所述装置的褐煤水煮脱水方法，包括如下步骤：

1)通过滑轮装置将搅拌装置吊起后放入夹层锅内,通过梁板两端定位块卡设在夹层锅锅沿的定位孔中实现定位固定；然后将褐煤装入夹层锅中；

2)打开水量控制阀门，通过输水管道的出水口向夹层锅内注水，水与褐煤的体积比为1:1.5～2；再打开过热蒸汽管道上的阀门，向夹层锅的蒸汽入口通入过热蒸汽；

3)过热蒸汽从蒸汽入口进入后，分两路分别沿夹层锅两侧蒸汽通道向蒸汽出口方向流动，在每个蒸汽通道中由于折流板的作用过热蒸汽均沿折线形往返流动，从而对夹层锅内的褐煤进行充分、均匀地加热；

4)为了减少加热过程中过热蒸汽的热量损失，在蒸汽夹层外设保温夹层；在过热蒸汽加热过程中，夹层锅中的褐煤通过搅拌装置不停搅拌，直到褐煤脱水完成；

5)褐煤达到预定脱水标准后，关闭过热蒸汽管道上的阀门，停止向蒸汽夹层中输入过热蒸汽；然后通过滑轮装置将搅拌装置提升到夹层锅外；再通过倾动装置使夹层锅向一侧倾转，倾倒出锅中的水和褐煤，完成褐煤整个脱水的过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)能够有效去除褐煤毛细管中内水，破坏褐煤的部分毛细管组织，提高了褐煤的热值，使褐煤易于存储、运输、燃烧、成型、干馏；

2)采用水煮方式对褐煤进行脱水，避免了褐煤在脱水时因局部过热而发生的自燃、爆炸事故，同时杜绝了褐煤脱水时粉尘的排出；

3)夹层锅的蒸汽夹层内设置折流板，可以使过热蒸汽充分游走于整个蒸汽夹层之中，提升其传热效率及加热均匀性，同时通过搅拌装置可以进一步提升褐煤受热的均匀性；

4)装置结构及工艺简单，操作方便，对褐煤物料粒径要求低，易于实现中、小规模的工业化生产，并有利于普及应用。

附图说明

图1是本发明所述褐煤水煮脱水装置的结构示意图。

图2是本发明所述夹层锅的立体结构示意图。

图3是本发明所述夹层锅的剖面图。

图4是本发明所述搅拌装置的结构示意图。

图中：1.输水管道 11.水量控制阀门 2.滑轮装置 21.吊具 22.定滑轮组 23.钢丝绳 24.配重块 25.卷扬筒 26.联轴器及制动器一 27.电机二 3.搅拌装置 31.梁板 32.吊耳 33.定位块 34.电机一 35.搅拌头 4.夹层锅 41.作为蒸汽入口的空心耳轴 42.分流口 43.缺口 44.汇流口 45.作为蒸汽出口的空心耳轴 46.折流板 47.定位孔 48.蒸汽夹层 49.保温夹层 5.倾动装置 51.电机三 52.联轴器及制动器二 53.减速器 54.大齿轮55.小齿轮 56.轴承座

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种褐煤水煮脱水装置，包括夹层锅4、输水管道1、搅拌装置3、倾动装置及5滑轮装置2；所述夹层锅4设蒸汽夹层48，夹层锅4两侧设空心耳轴41、45与蒸汽夹层48连通，且两侧空心耳轴41、45分别作为蒸汽入口和蒸汽出口与外部过热蒸汽管道连通；夹层锅4内设搅拌装置3，搅拌装置3通过滑轮装置2带动实现升降动作；输入水管道1的出水口设于夹层锅4上方，且输水管道1上设水量控制阀门11；夹层锅4架设在倾动装置5上并能够在其带动下绕空心耳轴41、45轴线倾转，以倾倒出夹层锅4中的褐煤与水。

如图2所示，所述夹层锅4的蒸汽夹层48通过隔板分为两个对称的蒸汽通道，每个蒸汽通道的两端分别与蒸汽入口和蒸汽出口连通；每个蒸汽通道内交错地设有折流板46，使过热蒸汽在其中沿折线形通道往返流动。

如图3所示，所述夹层锅4为双夹层结构，分为内夹层和外夹层，其中内夹层为蒸汽夹层48，外夹层为保温夹层49。

如图4所示，所述搅拌装置3由梁板31、电机一34和搅拌头35组成；梁板31对应夹层锅4的径向设置，其顶部两侧设吊耳32，底部两侧设定位块33；电机一34固定在梁板31中部，搅拌头35设于梁板31下方，搅拌头35的中心转轴与电机一34输出轴固定连接，在电机一34带动下搅拌头35能够绕中心转轴转动。

所述搅拌头35为板状结构，其上开设多个大面积通孔；搅拌头35的外轮廓与夹层锅4的内轮廓相适应。

所述滑轮装置2由电机二27、卷扬筒25、钢丝绳23、定滑轮组22、配重块24和吊具21组成；电机二27输出轴与卷扬筒25主轴之间设联轴器及制动器一26；钢丝绳23的一端绕于卷扬筒25上，另一端分别绕过定滑轮组22、配重块24后连接吊具21；吊具21用于通过吊耳32吊起搅拌装置3。

所述倾动装置5由电机三51、减速器53、大齿轮54和小齿轮55组成；夹层锅4通过空心耳轴41、45架设在轴承座56上实现悬空支撑，电机三51通过减速器53连接小齿轮55，小齿轮55与大齿轮54啮合传动，大齿轮54与夹层锅4一侧的空心耳轴41/45连接传动；电机三51与减速器53之间设联轴器及制动器二52。

一种基于所述装置的褐煤水煮脱水方法，包括如下步骤：

1)通过滑轮装置2将搅拌装置3吊起后放入夹层锅4内,通过梁板31两端定位块33卡设在夹层锅4锅沿的定位孔47中实现定位固定；然后将褐煤装入夹层锅4中；

2)打开水量控制阀门11，通过输水管道1的出水口向夹层锅4内注水，水与褐煤的体积比为1:1.5～2；再打开过热蒸汽管道上的阀门，向夹层锅4的蒸汽入口通入过热蒸汽；

3)过热蒸汽从蒸汽入口进入后，分两路分别沿夹层锅4两侧蒸汽通道向蒸汽出口方向流动，在每个蒸汽通道中由于折流板46的作用过热蒸汽均沿折线形往返流动，从而对夹层锅4内的褐煤进行充分、均匀地加热；

4)为了减少加热过程中过热蒸汽的热量损失，在蒸汽夹层48外设保温夹层49；在过热蒸汽加热过程中，夹层锅4中的褐煤通过搅拌装置3不停搅拌，直到褐煤脱水完成；

5)褐煤达到预定脱水标准后，关闭过热蒸汽管道上的阀门，停止向蒸汽夹层48中输入过热蒸汽；然后通过滑轮装置2将搅拌装置3提升到夹层锅4外；再通过倾动装置5使夹层锅4向一侧倾转，倾倒出锅中的水和褐煤，完成褐煤整个脱水的过程。

本发明中，采用滑轮装置2是为了便于实现搅拌装置3的升降，采用倾动装置5是为了褐煤完成脱水后，便于倾倒出夹层锅4中的水和褐煤。设置搅拌装置3使为了使褐煤加热更加均匀，搅拌头35的转速为1.5～3r/min，搅拌装置3的梁板31通过两侧的定位块33与夹层锅4上沿的定位孔47配合固定，防止搅拌装置3的梁板31因搅拌力矩而发生转动。

夹层锅4为双夹层结构，分为内夹层和外夹层，外夹层为保温夹层49，中间填充保温材料；蒸汽夹层48中设有多条带缺口43的折流板46，且缺口43分别在相邻折流板46的两端设置，形成“之”字形的往返通道，过热蒸汽沿该通道往返前行，能够延长其在夹层锅4中停留的时间，并且使夹层锅4各部加热均匀，有利于提高热效率。

夹层锅4的2个空心耳轴一个是作为蒸汽入口的空心耳轴41，另一个是作为蒸汽出口的空心耳轴45，方便向夹层锅4内通入过热蒸汽。隔板将夹层锅4的蒸汽夹层48分为两个对称的蒸汽通道，过热蒸汽进入蒸汽夹层48后，由分流口42分流，分别沿2个对称设置的蒸汽通道流动，在每个蒸汽通道中经折流板46折流作用依次从各缺口43通过后往返前行，最后经汇流口44汇流后从蒸汽出口流出。

本发明所述夹层锅4一次可脱水2吨以上的褐煤，适用于中、小规模的褐煤脱水生产。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种褐煤水煮脱水方法，其特征在于，采用褐煤水煮脱水装置实现，所述褐煤水煮脱水装置包括夹层锅、输水管道、搅拌装置、倾动装置及滑轮装置；所述夹层锅设蒸汽夹层，夹层锅两侧设空心耳轴与蒸汽夹层连通，且两侧空心耳轴分别作为蒸汽入口和蒸汽出口与外部过热蒸汽管道连通；夹层锅内设搅拌装置，搅拌装置通过滑轮装置带动实现升降动作；输入水管道的出水口设于夹层锅上方，且输水管道上设水量控制阀门；夹层锅架设在倾动装置上并能够在其带动下绕空心耳轴轴线倾转，以倾倒出夹层锅中的褐煤与水；

所述褐煤水煮脱水方法包括如下步骤：

1)通过滑轮装置将搅拌装置吊起后放入夹层锅内,通过梁板两端定位块卡设在夹层锅锅沿的定位孔中实现定位固定；然后将褐煤装入夹层锅中；

2)打开水量控制阀门，通过输水管道的出水口向夹层锅内注水,水与褐煤的体积比为1:1.5～2；再打开过热蒸汽管道上的阀门，向夹层锅的蒸汽入口通入过热蒸汽；

3)过热蒸汽从蒸汽入口进入后，分两路分别沿夹层锅两侧蒸汽通道向蒸汽出口方向流动，在每个蒸汽通道中由于折流板的作用过热蒸汽均沿折线形往返流动，从而对夹层锅内的褐煤进行充分、均匀地加热；

4)为了减少加热过程中过热蒸汽的热量损失，在蒸汽夹层外设保温夹层；在过热蒸汽加热过程中，夹层锅中的褐煤通过搅拌装置不停搅拌，直到褐煤脱水完成；

5)褐煤达到预定脱水标准后，关闭过热蒸汽管道上的阀门，停止向蒸汽夹层中输入过热蒸汽；然后通过滑轮装置将搅拌装置提升到夹层锅外；再通过倾动装置使夹层锅向一侧倾转，倾倒出锅中的水和褐煤，完成褐煤整个脱水的过程。

2.根据权利要求1所述的一种褐煤水煮脱水方法，其特征在于，所述夹层锅的蒸汽夹层通过隔板分为两个对称的蒸汽通道，每个蒸汽通道的两端分别与蒸汽入口和蒸汽出口连通；每个蒸汽通道内交错地设有折流板，使过热蒸汽在其中沿折线形通道往返流动。

3.根据权利要求1所述的一种褐煤水煮脱水方法，其特征在于，所述夹层锅为双夹层结构，分为内夹层和外夹层，其中内夹层为蒸汽夹层，外夹层为保温夹层。

4.根据权利要求1所述的一种褐煤水煮脱水方法，其特征在于，所述搅拌装置由梁板、电机一和搅拌头组成；梁板对应夹层锅的径向设置，其顶部两侧设吊耳，底部两侧设定位块；电机一固定在梁板中部，搅拌头设于梁板下方，搅拌头的中心转轴与电机一输出轴固定连接，在电机一带动下搅拌头能够绕中心转轴转动。

5.根据权利要求4所述的一种褐煤水煮脱水方法，其特征在于，所述搅拌头为板状结构，其上开设多个大面积通孔；搅拌头的外轮廓与夹层锅的内轮廓相适应。

6.根据权利要求1所述的一种褐煤水煮脱水方法，其特征在于，所述滑轮装置由电机二、卷扬筒、钢丝绳、定滑轮组、配重块和吊具组成；电机二输出轴与卷扬筒主轴之间设联轴器及制动器一；钢丝绳的一端绕于卷扬筒上，另一端分别绕过定滑轮组、配重块后连接吊具；吊具用于通过吊耳吊起搅拌装置。

7.根据权利要求1所述的一种褐煤水煮脱水方法，其特征在于，所述倾动装置由电机三、减速器、大齿轮和小齿轮组成；夹层锅通过空心耳轴架设在轴承座上实现悬空支撑，电机三通过减速器连接小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合传动，大齿轮与夹层锅一侧的空心耳轴连接传动；电机三与减速器之间设联轴器及制动器二。