CN107477980A - 一种褐煤干燥流化床设备及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种褐煤干燥流化床设备以及褐煤干燥系统，其中的褐煤干燥流化床设备具有标准模块，标准模块拼接成整个床体，床体由进料端向出料端倾斜，每个标准模块包括篦板、活动推料系统、线性轴承支撑装置、液压推动装置及耐磨密封护件，篦板固定不动并且相互拼接形成承载物料的篦床，活动推料系统包括活动台车及推料棒，液压推动装置驱动活动台车，活动台车驱动推料棒，推料棒位于篦床上方，并且始终距离篦床一定距离，从而在推料棒与篦床之间保持一个相对不动的料层。该种设备的篦板固定不动，不容易变形脱落和漏料串风，推料棒与篦板之间具有料层作为缓冲，使得设备的使用寿命更有保障。

Description

一种褐煤干燥流化床设备及系统
技术领域
本发明属于褐煤干燥大气污染物排放控制技术领域，具体来说涉及一种用于对褐煤进行干燥的新型流化床设备及系统。
背景技术
当前在能源多元化的时代里，煤在相当长的时期内，仍占有重要地位。目前，虽然煤的利用主要是高热值烟煤和无烟煤，可是近年来，作为能源长期供应的一环，为谋求扩大能源供给领域，正在扩大褐煤的利用。
由于褐煤富含挥发份，所以易于燃烧并冒烟。其含碳量为60%～77%，密度约为1.0-1.2g/cm3。低位发热量一般只有11.71～16.73MJ／kg，恒湿无灰基高位发热量约为23.0-27.2 MJ/kg（5500-6500 kcal/kg）。多呈褐色或褐黑色，相对密度1.2～1.45g/cm3。
褐煤是一种高水分、低灰分、低热值、低灰熔点、污染重、利用率相对较低的能源。目前，我国烟煤、无烟煤等优质煤资源已被充分利用，拓展空间有限，而对褐煤的大规模开发利用才刚刚开始。我国褐煤资源相对丰富，己探明的储量就达1303亿吨，占全国煤炭储量的13%，其中内蒙古的褐煤储量最大，占全国褐煤储量的77%，云南其次。我国褐煤普遍存在湿度大(约为30%至50%)、燃点低和二氧化碳排放量大等缺点，直接燃烧未提质的褐煤原煤，会产生严重的环境污染。用于发电，则会增加电厂装置建设和运行成本，较高的含水量导致运输费用增加，限制了褐煤资源外运至沿海城市电厂利用的空间。同时，褐煤的发电效率偏低，二氧化碳排放较大，因此严重限制了褐煤的应用。
解决褐煤燃烧问题的关键因素在于降低煤中的水分，也就是把褐煤燃用之前进行干燥。经研究：如果把褐煤的水分从37%降为31%，仅仅降低6个百分点，锅炉净效率提高了2.6%，燃料量减少10.8%，烟气量降低4%。由于耗煤量减少和可磨性提高，磨煤机功耗降低17%，风机功耗降低3.8%，电耗降低了3.8%，节能效果十分显著。
在我国以煤炭为主要能源的战略背景下，针对褐煤发电比例的快速增长趋势，推广褐煤预干燥这一洁净煤新技术，符合我国可持续发展战略和节能减排的要求，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为解决褐煤干燥问题，本发明设计了一种用于褐煤干燥的流化床设备和系统，实现了褐煤的高效干燥，为褐煤的清洁高效应用打下了基础。
本发明采用了以下技术方案：
一种褐煤干燥流化床设备，其特征在于，所述设备包括支架、送风系统以及标准模块，其中标准模块拼接成整个床体，床体支撑在支架上，整个床体由进料端向出料端倾斜，送风系统位于床体下面为位于床体上的物料送风，每个标准模块包括篦板、活动推料系统、线性轴承支撑装置、液压推动装置及耐磨密封护件，篦板固定不动并且相互拼接形成承载物料的篦床，活动推料系统包括活动台车及推料棒，液压推动装置驱动活动台车，活动台车驱动推料棒，推料棒位于篦床上方，并且始终距离篦床一定距离，从而在推料棒与篦床之间保持一个相对不动的料层。
在一个实施方案中，推料棒推动物料的运动是直线往复式，其中推料棒埋在物料中呈直线往复运动，在推动物料的同时实现对物料的大范围搅动。优选地，推料棒的截面为前宽后窄的三角形，采用所述形式，在往复式推料中，能够更好的实现推料，并且降低推料棒回到初始位置的阻力。更优选，所述推料棒的底面平行于篦板所在的平面，而推料棒的上端面形成斜面，底部的平面不会对推料棒下方的料层形成向下压力，可以更好的保护下方篦板，而上方的斜面可以更好地搅动料层。
而在另一个实施方案中，推料棒推动物料的运动是往复循环式，即推料棒在物料中由进料端向出料端运动推料，运行到前方止点上抬到物料上方然后返回到后方起点，然后再进入物料进行推料。
优选地，篦板的篦缝为迷宫式，在篦板的下方安装了LY空气流量控制阀。另外优选地，在篦床的前端部分送入的是热风，而在后端鼓入冷风。
本发明还公开了一种褐煤干燥系统，所述系统包括褐煤原料输送设备、破碎机、褐煤干燥流化床设备及收尘设备，其特征在于，褐煤原料输送设备将褐煤原料送入破碎机，破碎机将大块褐煤破碎后送入褐煤干燥流化床设备，褐煤干燥流化床设备上安装收尘设备，收尘设备将收集到含尘气体中的尘粒分离后，排放净化后的烟气，其中褐煤干燥流化床设备包括支架、送风系统以及标准模块，其中标准模块拼接成整个床体，床体支撑在支架上，整个床体由进料端向出料端倾斜，送风系统位于床体下面为位于床体上的物料送风，每个标准模块包括篦板、活动推料系统、线性轴承支撑装置、液压推动装置及耐磨密封护件，篦板固定不动并且相互拼接形成承载物料的篦床，活动推料系统包括活动台车及推料棒，液压推动装置驱动活动台车，活动台车驱动推料棒，推料棒位于篦床上方，并且始终距离篦床一定距离，从而在推料棒与篦床之间保持一个相对不动的料层。
在以上系统中，所用褐煤干燥流化床设备的推料棒推动物料的运动是直线往复式，其中推料棒埋在物料中呈直线往复运动，在推动物料的同时实现对物料的大范围搅动，或者推料棒推动物料的运动是往复循环式，即推料棒在物料中由进料端向出料端运动推料，运行到前方止点上抬到物料上方然后返回到后方起点，然后再进入物料进行推料。
所述系统的褐煤干燥流化床设备篦板的篦缝优选为迷宫式，在篦板的下方安装了LY空气流量控制阀。另外优选所述系统的褐煤干燥流化床设备在篦床的前端部分送入的是热风，而在后端鼓入冷风。
在一个优选实施方案中，收尘设备为袋式过滤收尘器。
本发明所述的设备具有高效耐用的优点，本发明设备的篦板固定不动，不容易变形脱落和漏料串风，推料棒与篦板之间具有料层作为缓冲，使得设备的使用寿命更有保障。另外本发明设备的篦板方便控制风量，送风系统在篦床的前端和后端分别鼓入热风和冷风，实现更好的更均匀的干燥效果，具有更高效的干燥效率。
附图说明
图1是本发明的褐煤干燥流化床设备的总体结构示意图；
图2是本发明褐煤干燥流化床设备的标准模块的结构示意图；
图3是本发明褐煤干燥流化床设备的标准模块从底部视角看的结构示意图；
图4是标准模块连接部位的结构示意图；
图5是本发明的褐煤干燥系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的目的在于克服褐煤水分高、热值低、易风化碎裂、易自燃，不适于长距离运输等缺点，提高褐煤品质，提供一种干燥褐煤的途径方法。
为实现上述目的，本发明采用采用一种新型篦式流化床设备用于褐煤干燥，该设备采用新型篦式流化床。本发明以热空气为干燥介质对褐煤进行干燥，采用褐煤在风机的作用下在流化床内与热源形成充分接触的加热方式。由于高湿负压的作用，褐煤在流化床内进行传质、传热交换。湿褐煤以搅动分散粉碎褐煤的运行方式缓缓地被推动并向前移动最终排出流化床，完成干燥褐煤的过程。干燥后的褐煤主要用于发电厂、水泥厂的燃料，也可作化工原料、催化剂载体、吸附剂和净化污水等。
参见图1，本发明的篦式流化床由标准模块组装而成，其中一端为进料端，另一端为出料端，整个流化床由进料端向出料端倾斜。在床体下方设置送风系统，优选在进料端和出料端的下方都设置有送风系统，两个送风系统各自鼓入不同温度的空气，具体来说进料端鼓入热风，而出料端鼓入凉风。
进一步参见图2和图3，示出了标准模块的结构。每个标准模块包括篦板、活动推料系统、线性轴承支撑装置、液压推动装置及耐磨密封护件，篦板固定不动并且相互拼接形成承载物料的篦床，活动推料系统包括活动台车及推料棒，液压推动装置驱动活动台车，活动台车驱动推料棒，推料棒位于篦床上方，并且始终距离篦床一定距离，从而在推料棒与篦床之间保持一个相对不动的料层。
在一个实施方案中，推料棒推动物料的运动是直线往复式，其中推料棒埋在物料中呈直线往复运动，在推动物料的同时实现对物料的大范围搅动。优选地，推料棒的截面为前宽后窄的三角形，如图中所示，采用所述形式，在往复式推料中，能够更好的实现推料，并且降低推料棒回到初始位置的阻力。更优选，所述推料棒的底面平行于篦板所在的平面，而推料棒的上端面形成斜面，底部的平面不会对推料棒下方的料层形成向下压力，可以更好的保护下方篦板，而上方的斜面可以更好地搅动料层。
而在另一个实施方案中，推料棒推动物料的运动是往复循环式，即推料棒在物料中由进料端向出料端运动推料，运行到前方止点上抬到物料上方然后返回到后方起点，然后再进入物料进行推料。
优选地，篦板的篦缝为迷宫式，在篦板的下方安装了LY空气流量控制阀。另外优选地，在篦床的前端部分送入的是热风，而在后端鼓入冷风。
图4示出标准模块之间连接部位的结构。应了解，本发明示出的模块是采用梯度连接，但是在实际使用中，也有可能采用平层连接的方式。模块之间的连接处进一步设置了密封结构，对于驱动钢板采用U型盖板覆盖，然后辅以密封板和前端封板结构，从而进一步提高驱动钢板的耐磨性能，提高使用寿命。
该篦式流化床的特点在于：篦式流化床的部件除推料棒相关器件外均为固定式，依靠上部的推料棒来输送物料，推料棒与篦床间有一定厚度的料层不动，保护篦板，使得篦板寿命相对较长。本发明所用的篦式流化床是以标准活动模块为流化床的核心工作部分，负责物料的加热和输送，独特的设计结构确保不漏料、不卡料、不压死篦床。标准模块包括固定不动的篦床和篦板、活动台车及推动板、线性轴承支撑装置、液压推动装置及耐磨密封护件等。驱动钢板选用强度高的耐磨材料，保证材料的直线性，防止驱动板与两侧密封板磨擦增加运行阻力与多漏风。篦板结构简单可靠，磨损量极小，使整个篦床配风均匀，避免短路风和局部吹穿的形成。整个流化床在安装时保持一定的倾斜角度，使物料运动更加顺畅。
本发明采用的新型流化床干燥设备，具有以下有益效果：流化床上的篦板全部固定不动，褐煤前行采用推杆推动。热风采用风机送风至装有自动调节阀的篦板，再穿透褐煤物料层，将褐煤物料快速加热。篦下自动调节阀调节风量，克服流化床上褐煤料层厚度不均匀性的缺陷，料层薄的地方通风少，料层厚的地方通风多。全部篦板固定不动，篦板固定不容易变形或脱落,不易造成漏料窜风，使该系统对提高更高的产量有保障。
本发明进一步公开了采用上述流化床设备的褐煤干燥系统，参见图5，该系统包括褐煤原料输送设备、破碎机、褐煤干燥流化床设备及收尘设备等。该系统将褐煤原料破碎后送入流化床进行烘干并冷却，成品输送入库，部分粉煤进入袋收尘，处理后煤粉成品输送入库，净空气经过排风系统排放。所述系统的流程包括：褐煤自配煤带式输送机上取出，输送至破碎机进行破碎，破碎后的褐煤颗粒约为30mm左右，经皮带输送机送至流化床进料口。在前端高温区鼓入热风通过流化床上往复运动的推料棒将物料均匀往后推送从而进行烘干，而后通过后端鼓入冷风，将物料均匀冷却并降温至60℃左右，再通过输送机的推送最终进入库存。在冷却的同时，在流化床尾端通过袋收尘器进行收尘，进而通过排风装置进入烟囱排放。
所述的破碎机用于将大块褐煤破碎至30mm左右，保持破碎产品的粒度均匀。
所述的新型流化床前端通过鼓入热风对褐煤进行快速烘干，推料棒运动是由篦床下部的液压缸往复运动带动的。通过推料棒缓缓均匀地推动褐煤物料，流化床篦板采用迷宫式的篦缝和安装LY空气流量控制阀，达到了调节阻力的特征，使经过整个篦床全宽上的物料层通过的风速相等，达到烘干空气均匀分布的最佳状态。后端鼓入冷风冷却，迅速冷却至60度以下。
系统中的风机为篦冷机前端鼓入热风，烘干褐煤，后端鼓入冷风冷却物料。
所述的收尘设备采用袋收尘，旨在含尘气体被风吹至收尘器后进行有效分离，尘粒由于惯性碰撞自然沉降落入灰斗，大部分随气流进入袋室，经滤袋过滤后，尘粒被阻留在滤袋外侧，净化的烟气由滤袋内部进入箱体，由风机排入大气，达到收尘的目的。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种褐煤干燥流化床设备，其特征在于，所述设备包括进料端、支架、送风系统以及标准模块，其中标准模块拼接成整个床体，床体支撑在支架上，整个床体由进料端向出料端倾斜，送风系统位于床体下面为位于床体上的物料送风，每个标准模块包括篦板、活动推料系统、线性轴承支撑装置、液压推动装置及耐磨密封护件，篦板固定不动并且相互拼接形成承载物料的篦床，活动推料系统包括活动台车及推料棒，液压推动装置驱动活动台车，活动台车驱动推料棒，推料棒位于篦床上方，并且始终距离篦床一定距离，从而在推料棒与篦床之间保持一个相对不动的料层。
2.如权利要求1所述的褐煤干燥流化床设备，其特征在于，推料棒推动物料的运动是直线往复式，其中推料棒埋在物料中呈直线往复运动，在推动物料的同时实现对物料的大范围搅动。
3.如权利要求2所述的褐煤干燥流化床设备，其特征在于，推料棒的截面为前宽后窄的三角形。
4.如权利要求3所述的褐煤干燥流化床设备，其特征在于，所述推料棒的底面平行于篦板所在的平面。
5.如权利要求1所述的褐煤干燥流化床设备，其特征在于，推料棒推动物料的运动是往复循环式，即推料棒在物料中由进料端向出料端运动推料，运行到前方止点上抬到物料上方然后返回到后方起点，然后再进入物料进行推料。
6.如权利要求1所述的褐煤干燥流化床设备，其特征在于，篦板的篦缝为迷宫式，在篦板的下方安装了LY空气流量控制阀。
7.如权利要求1所述的褐煤干燥流化床设备，其特征在于，在篦床的前端部分送入的是热风，而在后端鼓入冷风。
8.一种褐煤干燥系统，所述系统包括褐煤原料输送设备、破碎机、褐煤干燥流化床设备及收尘设备，其特征在于，褐煤原料输送设备将褐煤原料送入破碎机，破碎机将大块褐煤破碎后送入褐煤干燥流化床设备，褐煤干燥流化床设备上安装收尘设备，收尘设备将收集到含尘气体中的尘粒分离后，排放净化后的烟气，其中褐煤干燥流化床设备包括支架、送风系统以及标准模块，其中标准模块拼接成整个床体，床体支撑在支架上，整个床体由进料端向出料端倾斜，送风系统位于床体下面为位于床体上的物料送风，每个标准模块包括篦板、活动推料系统、线性轴承支撑装置、液压推动装置及耐磨密封护件，篦板固定不动并且相互拼接形成承载物料的篦床，活动推料系统包括活动台车及推料棒，液压推动装置驱动活动台车，活动台车驱动推料棒，推料棒位于篦床上方，并且始终距离篦床一定距离，从而在推料棒与篦床之间保持一个相对不动的料层。
9.如权利要求8所述的褐煤干燥系统，其特征在于，推料棒推动物料的运动是直线往复式，其中推料棒埋在物料中呈直线往复运动，在推动物料的同时实现对物料的大范围搅动，或者推料棒推动物料的运动是往复循环式，即推料棒在物料中由进料端向出料端运动推料，运行到前方止点上抬到物料上方然后返回到后方起点，然后再进入物料进行推料。
10.如权利要求8所述的褐煤干燥系统，其特征在于，收尘设备为袋式过滤收尘器。
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