CN115406218A - 一种立式离心振动联合干燥系统和干燥方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种立式离心振动联合干燥系统和干燥方法，属于低阶煤干燥领域，解决了现有技术中低阶煤干燥过程中工艺流程复杂、热效率低的问题。该系统包括热源、密封振动干燥机、加热棒、立式离心干燥筒和换热器，五者依次连通构成气流循环回路，立式离心干燥筒中的热载气经换热器后供入热源，密封振动干燥机中的热载气经过加热棒加热后供入立式离心干燥筒，立式离心干燥筒的出料口与密封振动干燥机的进料口连接。该方法包括密封振动干燥机中的热载气与一次干燥后的煤料进行换热后经过加热单元加热后供入立式离心干燥筒；立式离心干燥筒中的热载气与煤料进行换热后经换热器后供入热源。该系统和方法可用于煤料的干燥。

Description

一种立式离心振动联合干燥系统和干燥方法
技术领域
本发明属于低阶煤干燥领域，具体涉及一种立式离心振动联合干燥系统和干燥方法。
背景技术
低阶煤的水分含量高达30％～60％，高含水量在低阶煤的使用过程中将带走大量的热量，从而降低了煤泥的能量密度，增加了使用成本，制约了其发展利用，因此对其进行高效且低能耗的脱水提质，对低阶煤的资源化利用具有重要意义。现有的低阶煤干燥技术，工艺流程复杂，容易造成热能浪费，能量利用率不高。
发明内容
鉴于以上分析，本发明旨在提供一种立式离心振动联合干燥系统和干燥方法，解决了现有技术中低阶煤干燥过程中工艺流程复杂、热效率低的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种立式离心振动联合干燥系统，包括热源、密封振动干燥机、加热棒、立式离心干燥筒和换热器，热源、密封振动干燥机、加热棒、立式离心干燥筒和换热器依次连通构成气流循环回路，立式离心干燥筒中的热载气与煤料进行换热后经换热器后供入热源，密封振动干燥机中的热载气与煤料进行换热后经过加热棒加热后供入立式离心干燥筒，立式离心干燥筒的出料口与密封振动干燥机的进料口连接。
进一步地，还包括设于气流循环回路中的连接管路上的风机。
进一步地，风机设于热源与密封振动干燥机的连接管路上、密封振动干燥机与加热单元的连接管路上、加热单元与立式离心干燥筒的连接管路上和/或立式离心干燥筒与换热器的连接管路上。
进一步地，立式离心干燥筒包括干燥筒以及设于干燥筒内的布风管和物料分配盘，物料分配盘位于干燥筒的干燥进料口的下方且在干燥过程中始终处于转动状态，布风管位于物料分配盘的上方。
进一步地，还包括设于立式离心干燥筒与密封振动干燥机之间的煤料暂存箱，立式离心干燥筒的出料口通过煤料暂存箱与密封振动干燥机的进料口连接。
进一步地，还包括传送皮带，煤料暂存箱的出料口通过传送皮带与密封振动干燥机的进料口连接。
进一步地，还包括倾斜溜槽，煤料暂存箱的出料口依次通过传送皮带和倾斜溜槽与密封振动干燥机的进料口连接。
进一步地，密封振动干燥机包括干燥箱、振动板和煤料收集箱，振动板位于干燥箱中，振动板的进料端与立式离心干燥筒的出料口连接，干燥箱的进气口与热源连接，干燥箱的出气口与加热单元连接，干燥箱的出料口与煤料收集箱的进料口连接。
进一步地，密封振动干燥机还包括振动电机，振动电机用于驱动振动板振动。
本发明还提供了一种立式离心振动联合干燥方法，采用上述立式离心振动联合干燥系统，干燥方法包括如下步骤：
步骤1：开启热源、密封振动干燥机、加热单元和立式离心干燥筒，热载气通过两个供气管依次经过密封振动干燥机和加热单元后供入立式离心干燥筒；
步骤2：煤料进入立式离心干燥筒，立式离心干燥筒中的热载气对煤料进行一次干燥，立式离心干燥筒中的热载气与煤料进行换热后经换热器后供入热源；
步骤3：一次干燥后的煤料进入密封振动干燥机，密封振动干燥机中的热载气对煤料进行二次干燥，密封振动干燥机中的热载气与一次干燥后的煤料进行换热后经过加热单元加热后供入立式离心干燥筒，作为立式离心干燥筒中的热载气对煤料进行一次干燥，从而完成对煤料的立式离心振动联合干燥。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
A)本发明提供的立式离心振动联合干燥系统结构简单，干燥效率高，能量利用率高，生产成本低，能够保证长时间的稳定运行，确保低阶煤充分的干燥。采用本发明的立式离心振动联合干燥系统，湿低阶煤进入箱式振动干燥装置的含水量为30～40％，经干燥后得到低阶煤的含水量下降至8～15％。
B)本发明提供的立式离心振动联合干燥系统采用密封振动干燥机、和立式离心干燥筒联合对煤料进行干燥，其中，立式离心干燥筒对煤料进行一次干燥和预热，在脱除煤料外在水分的同时对煤料进行预热，不仅能够强化煤料水分的脱出，还能够减少在振密封振动干燥机中干燥煤料所需要的能耗，降低运行成本。
C)本发明提供的立式离心振动联合干燥系统，热源、密封振动干燥机、加热单元、立式离心干燥筒和换热器，五者依次连通构成气流循环回路，振密封振动干燥机排出的热载气经过加热单元后用于立式离心干燥筒，立式离心干燥筒排出的热载气经过换热器后循环至热源，从而能够实现热载气的循环利用，基本上能够实现废气的零排放。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明实施例一提供的立式离心振动联合干燥系统的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的立式离心振动联合干燥系统中密封连接件的结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的立式离心振动联合干燥方法的流程图。
附图标记：
1-热源；2-密封振动干燥机；21-干燥箱；22-煤料收集箱；3-加热单元；4-立式离心干燥筒；41-干燥筒；42-布风管；43-物料分配盘；44-排水孔；5-换热器；6-煤料暂存箱；7-传送皮带；8-倾斜溜槽；9-转杆；10-连接凸起；11-刚性刃圈；12-弹性环圈。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
实施例一
本实施例提供了一种立式离心振动联合干燥系统，参见图1至图2，包括热源1、密封振动干燥机2、加热单元3(例如，加热棒)、立式离心干燥筒4和换热器5，五者依次连通构成气流循环回路，立式离心干燥筒4的出料口与密封振动干燥机2的进料口连接。
需要说明的是，为了能够形成气流循环回路，减少在密封振动干燥机2和立式离心干燥筒4的进料口和出料口位置发生漏风，上述位置设有挡帘，通过挡帘能够减少在上述位置的漏风。
实施时，采用上述立式离心振动联合干燥系统的联合干燥方法包括如下步骤：
步骤1：开启热源1、密封振动干燥机2、加热单元3和立式离心干燥筒4，热载气通过两个供气管依次经过密封振动干燥机2和加热单元3后供入立式离心干燥筒4；
步骤2：煤料(例如，低阶煤)进入立式离心干燥筒4，立式离心干燥筒4中的热载气对煤料进行一次干燥；
步骤3：一次干燥后的煤料进入密封振动干燥机2，密封振动干燥机2中的热载气对煤料进行二次干燥；
密封振动干燥机2中的热载气与一次干燥后的煤料进行换热后经过加热单元3加热后供入立式离心干燥筒4，作为立式离心干燥筒4中的热载气对煤料进行一次干燥；立式离心干燥筒4中的热载气与煤料进行换热后经换热器5后供入热源1，从而完成对煤料的立式离心振动联合干燥。
与现有技术相比，本实施例提供的立式离心振动联合干燥系统结构简单，干燥效率高，能量利用率高，生产成本低，能够保证长时间的稳定运行，确保低阶煤充分的干燥。采用本实施例提供的立式离心振动联合干燥系统，湿低阶煤进入箱式振动干燥装置的含水量为30～40％，经干燥后得到低阶煤的含水量下降至8～15％。
具体来说，一方面，上述立式离心振动联合干燥系统采用密封振动干燥机2、和立式离心干燥筒4联合对煤料进行干燥，其中，立式离心干燥筒4对煤料进行一次干燥和预热，在脱除煤料外在水分的同时对煤料进行预热，不仅能够强化煤料水分的脱出，还能够减少在振密封振动干燥机2中干燥煤料所需要的能耗，降低运行成本。
另一方面，热源1、密封振动干燥机2、加热单元3、立式离心干燥筒4和换热器5，五者依次连通构成气流循环回路，振密封振动干燥机2排出的热载气经过加热单元3后用于立式离心干燥筒4，立式离心干燥筒4排出的热载气经过换热器5后循环至热源1，从而能够实现热载气的循环利用，基本上能够实现废气的零排放。
可以理解的是，上述热源1、密封振动干燥机2、加热单元3、立式离心干燥筒4和换热器5之间构成气流循环回路，为了能够使得热载气在气流循环回路中流动，上述立式离心振动联合干燥系统还包括设于气流循环回路中的连接管路上的风机。示例性地，为了能够提供足够的热载气流动动力，风机可以设于热源1与密封振动干燥机2的连接管路上、密封振动干燥机2与加热单元3的连接管路上、加热单元3与立式离心干燥筒4的连接管路上和/或立式离心干燥筒4与换热器5的连接管路上。
对于立式离心干燥筒4的结构，具体来说，其包括干燥筒41以及设于干燥筒41内的布风管42和物料分配盘43，物料分配盘43位于干燥筒41的干燥进料口的下方且在干燥过程中始终处于转动状态，布风管42位于物料分配盘43的上方，从干燥效率和加工的角度考虑，干燥筒41、布风管42和物料分配盘43同轴设置，进料口位于干燥筒41顶部的边缘处，干燥筒41上开设用于排放在离心干燥过程中产生的水分的排水孔44。这样，煤料从干燥进料口进入干燥筒41并落在物料分配盘43中，随着物料分配盘43转动，煤料逐渐在物料分配盘43上堆积，当达到物料分配盘43可容纳的最大量时，煤料在离心力的作用下开始向四周分配并沉积在干燥筒41的内壁上，同时，由于在物料分配盘43的中间设有布风管42，热载气通过布风管42喷吹在干燥箱21内壁的煤料上，从而实现煤料的一次干燥。此外，采用转动的物料分配盘43对煤料进行分配，能够利用物料分配盘43在转动过程中产生的离心力对煤料进行离心脱水，实现离心脱水和热风干燥的协同作用，避免了干燥过程中各煤层出现受热不均现象的问题，能够实现低阶煤均匀受热与外在水分的充分脱除，进一步提高上述立式离心振动联合干燥系统的干燥效果。
为了能够延长煤料在干燥筒41内的干燥时间，上述干燥筒41为双层结构，包括旋转内层以及套设于旋转内层外壁的保温外层，这样，在干燥过程中旋转内层始终处于转动状态。这样，煤料不仅在物料分配盘43上会受到离心力的作用，当其从物料分配盘43分配至干燥筒41的旋转内层时仍然会受到旋转内层的离心力作用，不会直接落入后续的设备，而是会继续停留在旋转内层的内壁，从而能够延长煤料在干燥筒41内的干燥时间，进一步提高煤料在干燥筒41内的干燥效果。需要说明的是，随着干燥的进行，湿度较低的煤料会逐渐脱离旋转内层落入后续的设备中，或者，通过降低旋转内层的转速或者暂停旋转内层的转动，这样也可以使得煤料脱离旋转内层落入后续的设备中。
实际应用中，由于物料分配盘43和旋转内层在干燥过程中始终处于转动状态，为了能够实现干燥筒41中各个部件的安装，上述保温外层的底部开口，顶部设有盖板，盖板上分别开设干燥进料口、干燥进气口和干燥出气口，保温外层的底部开口处设有安装支架，旋转内层和物料分配盘43与安装支架固定连接。
对于安装支架的结构，具体来说，其包括内圈以及套设于内圈外部的外圈，内圈通过连接杆与外圈固定连接，物料分配盘43与内圈固定连接，旋转内层与外圈固定连接，通过干燥电机驱动安装支架转动，进而驱动物料分配盘43和旋转内层转动。
为了能够对不同深度的煤层进行干燥，布风管42的外周面开设多个布风孔，多个布风孔分为多圈，每圈中的布风孔沿布风管42的周向布置，多圈布风孔沿布风管42的轴向布置。这样，每圈中的多个布风孔能够对位于同一深度的煤层进行干燥，多圈布风孔能够对位于不同深度的煤层进行干燥。
为了避免密封振动干燥机2的处理量跟不上立式离心干燥筒4的排料量，上述立式离心振动联合干燥系统还包括设于立式离心干燥筒4与密封振动干燥机2之间的煤料暂存箱6，立式离心干燥筒4的出料口通过煤料暂存箱6与密封振动干燥机2的进料口连接，这样，通过煤料暂存箱6的设置，从立式离心干燥筒4的排料口排出的煤料能够暂时储存在煤料暂存箱6中。
为了便于煤料从煤料暂存箱6输送至密封振动干燥机2，上述立式离心振动联合干燥系统还包括传送皮带7和倾斜溜槽8(例如，软式倾斜溜槽8)，煤料暂存箱6的出料口依次通过传送皮带7和倾斜溜槽8与密封振动干燥机2的进料口连接，示例性地，传送皮带7位于煤料暂存箱6的出料口的下方。
可以理解的是，为了能够驱动传送皮带7的运行，上述立式离心振动联合干燥系统还包括用于驱动传送皮带7运行的皮带电机。
为了能够实现传送皮带7和皮带电机的安装，上述立式离心振动联合干燥系统还包括皮带支架，传送皮带7两端的连接轴和皮带电机均安装于皮带支架的横梁上，传送皮带7水平放置，其两端与皮带支架位于同一水平线上且高度相同。
对于密封振动干燥机2的结构，具体来说，其包括干燥箱21、振动板、振动电机和煤料收集箱，振动板位于干燥箱21中，振动板的进料端与立式离心干燥筒4的出料口连接，干燥箱21的进气口与热源1连接，干燥箱21的出气口与加热单元3连接，干燥箱21的出料口与煤料收集箱的进料口连接，振动电机用于驱动振动板振动。
示例性地，干燥箱21的进气口位于干燥箱21底部的一侧，干燥箱21的出气口位于干燥箱21顶部的另一侧。
可以理解的是，为了能够将热源1与振动干燥机2之间的连接，两者可以通过连接管路连接，示例性地，连接管路的两端可以设置密封连接件，连接管路的一端通过密封连接件与热源1密封连接，连接管路的另一端通过密封连接件与振动干燥机2密封连接。
示例性地，密封连接件分别包括密封圈、卡箍以及多个转杆9，密封圈设于连接管路的端部，多个转杆9通过卡箍相互连接构成整体，定义转杆9的一端为枢转端，另一端为连接端，转杆9的枢转端与连接管路的外壁转动连接，转杆9的连接端设有朝向热源1或振动干燥机2的连接凸起10，热源1和振动干燥机2上设有与连接凸起10位置相对应的连接凹槽，沿逐渐远离转杆9的方向，连接凸起10朝向连接管路的侧面向远离连接管路方向倾斜，示例性地，连接凸起10的形状可以为梯形，梯形的长边与转杆9连接，梯形的短边插入连接凹槽中。这样，在对连接管路与热源1和振动干燥机2的连接过程中，将密封圈置于连接管路与热源1或振动干燥机2之间，转动转杆9使得连接凸起10初步插入连接凹槽中，收紧卡箍，随着卡箍的不断收紧，连接凸起10不断地插入连接凹槽中，连接凸起10的倾斜侧壁会不断挤压连接凹槽的侧壁，使得热源1或振动干燥机2向连接管路方向移动，进而挤压密封圈形成有效的密封连接，提高连接管路与热源1和振动干燥机2之间的连接密封性。
为了进一步提高连接管路与热源1和振动干燥机2之间的连接密封性，对于密封圈的结构，示例性地，密封圈包括刚性刃圈11以及包裹刚性刃圈11的弹性环圈12，热源1或振动干燥机2朝向连接管路的端面设有与刚性刃圈11位置相对应的刃槽，在密封圈的挤压过程中，刚性刃圈11会驱动弹性环圈12发生弹性形变，逐渐进入刃槽中，从而形成多截面的密封连接，进一步提高连接管路与热源1和振动干燥机2之间的连接密封性。
实施例二
本实施例提供了一种立式离心振动联合干燥方法，参见图3，采用实施例一提供的立式离心振动联合干燥系统，该干燥方法包括如下步骤：
步骤1：开启热源、密封振动干燥机、加热单元和立式离心干燥筒，热载气通过两个供气管依次经过密封振动干燥机和加热单元后供入立式离心干燥筒；
步骤2：煤料(例如，低阶煤)进入立式离心干燥筒，立式离心干燥筒中的热载气对煤料进行一次干燥，立式离心干燥筒中的热载气与煤料进行换热后经换热器后供入热源；
步骤3：一次干燥后的煤料进入密封振动干燥机，密封振动干燥机中的热载气对煤料进行二次干燥，密封振动干燥机中的热载气与一次干燥后的煤料进行换热后经过加热单元加热后供入立式离心干燥筒，作为立式离心干燥筒中的热载气对煤料进行一次干燥，从而完成对煤料的立式离心振动联合干燥。
与现有技术相比，本实施例提供的立式离心振动联合干燥方法的有益效果与实施例一提供的立式离心振动联合干燥系统的有益效果基本相同，在此不一一赘述。
具体来说，上述立式离心干燥筒包括干燥筒和物料分配盘，上述步骤2包括如下步骤：
步骤21：煤料从干燥进料口进入干燥筒并落在物料分配盘中，随着物料分配盘转动，煤料在离心力的作用下开始向四周分配并沉积在干燥筒的内壁上；
步骤22：热载气通过布风管喷吹在干燥筒内壁的煤料上，从而实现煤料的一次干燥。
为了能够促进一次干燥后的煤料进入后续的设备中，上述干燥筒包括旋转内层和保温外层，上述步骤22之后还包括如下步骤：
降低旋转内层的转速或者暂停旋转内层的转动，使得煤料脱离旋转内层落入后续的设备中。
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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立式离心振动联合干燥系统，其特征在于，包括热源、密封振动干燥机、加热棒、立式离心干燥筒和换热器，所述热源、密封振动干燥机、加热棒、立式离心干燥筒和换热器依次连通构成气流循环回路，所述立式离心干燥筒中的热载气与煤料进行换热后经换热器后供入热源，所述密封振动干燥机中的热载气与煤料进行换热后经过加热棒加热后供入立式离心干燥筒；
所述立式离心干燥筒的出料口与密封振动干燥机的进料口连接。
2.根据权利要求1所述的立式离心振动联合干燥系统，其特征在于，还包括设于气流循环回路中的连接管路上的风机。
3.根据权利要求2所述的立式离心振动联合干燥系统，其特征在于，所述风机设于热源与密封振动干燥机的连接管路上、密封振动干燥机与加热单元的连接管路上、加热单元与立式离心干燥筒的连接管路上和/或立式离心干燥筒与换热器的连接管路上。
4.根据权利要求1所述的立式离心振动联合干燥系统，其特征在于，所述立式离心干燥筒包括干燥筒以及设于干燥筒内的布风管和物料分配盘，所述物料分配盘位于干燥筒的干燥进料口的下方且在干燥过程中始终处于转动状态，所述布风管位于物料分配盘的上方。
5.根据权利要求1所述的立式离心振动联合干燥系统，其特征在于，还包括设于立式离心干燥筒与密封振动干燥机之间的煤料暂存箱，所述立式离心干燥筒的出料口通过煤料暂存箱与密封振动干燥机的进料口连接。
6.根据权利要求5所述的立式离心振动联合干燥系统，其特征在于，还包括传送皮带，所述煤料暂存箱的出料口通过传送皮带与密封振动干燥机的进料口连接。
7.根据权利要求6所述的立式离心振动联合干燥系统，其特征在于，还包括倾斜溜槽，所述煤料暂存箱的出料口依次通过传送皮带和倾斜溜槽与密封振动干燥机的进料口连接。
8.根据权利要求1所述的立式离心振动联合干燥系统，其特征在于，所述密封振动干燥机包括干燥箱、振动板和煤料收集箱，所述振动板位于干燥箱中，所述振动板的进料端与立式离心干燥筒的出料口连接，所述干燥箱的进气口与热源连接，所述干燥箱的出气口与加热单元连接，所述干燥箱的出料口与煤料收集箱的进料口连接。
9.根据权利要求8所述的立式离心振动联合干燥系统，其特征在于，所述密封振动干燥机还包括振动电机，所述振动电机用于驱动振动板振动。
10.一种立式离心振动联合干燥方法，其特征在于，采用如权利要求1至9任一项所述的立式离心振动联合干燥系统，所述干燥方法包括如下步骤：
步骤1：开启热源、密封振动干燥机、加热单元和立式离心干燥筒，热载气通过两个供气管依次经过密封振动干燥机和加热单元后供入立式离心干燥筒；
步骤2：煤料进入立式离心干燥筒，所述立式离心干燥筒中的热载气对煤料进行一次干燥，所述立式离心干燥筒中的热载气与煤料进行换热后经换热器后供入热源；
步骤3：一次干燥后的煤料进入密封振动干燥机，所述密封振动干燥机中的热载气对煤料进行二次干燥，所述密封振动干燥机中的热载气与一次干燥后的煤料进行换热后经过加热单元加热后供入立式离心干燥筒，作为立式离心干燥筒中的热载气对煤料进行一次干燥，从而完成对煤料的立式离心振动联合干燥。
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