CN1162715A - 降低含水褐煤中水分含量用的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低含水、粒状褐煤中含水量的设备，将热能和压力施加在床式平铺的褐煤上。为此要有一台压机，在压机内给褐煤用机械法施加一个初始的表面压力，压机具有输送水蒸汽的孔，水蒸汽将热能传给褐煤，将褐煤在压实状态下加热，在热褐煤中含有的热水分被挤压出来，用作废热源。为收集热水安置一个水箱，热水从水箱导向压机的输送孔，水箱上有一蒸汽入口，水蒸汽用于排出热水。

Description

降低含水褐煤中水份含量用的设备

本发明涉及一种向床式平铺的褐煤施加热能和压力的作用以降低含水的、颗粒状褐煤中水份含量的设备。在专利申请PCT/EP95/03814中已阐述了该设备及用其实施的方法，该方法的要点是：

a).给褐煤机械地施加一个初始表面压力，该压力值低于在该方法中出现的最大表面压力。此时是用水蒸汽将热能传给处在初始压力状态下的褐煤，水蒸汽加热了褐煤而自身冷凝。

b).随后，不再供给水蒸汽，而将表面压力增大到至少为2.0MPa的值，以致可将被加热的褐煤中的水份挤压出来。

c).在输入水蒸汽前，用废热预加热褐煤。在该方法中的前一个过程中由褐煤中挤压出的热水可用作废热源。

该方法中产生的许多工程上和能量上的优点已在所称的专利申请中说明，此外，还谈到两种实施上述方法的设备的基本形式，即一种双皮带运输机式压机(下称：双带式压机)，它收置床式平铺的褐煤；另一种是带冲头和压力座的板式压机，它收置床式平铺的褐煤。

在杂志“褐煤39(1987)”第四版本第78至87页(“BranKohle 39(1987)Heft4.Seiten 78 bis 87”)中介绍了另一种除褐煤中水份的方法，即所谓的“Fleiβner-Verfahren”。在该方法中，在压力约为3.0MPa的条件下，将过热蒸汽通入压热釜内的褐煤中，以热力脱出褐煤中水份。压热釜卸载后，被加热的褐煤送入干燥煤仓，再通风将已用热力去水后的褐煤冷却并再干燥。与此方法相关联，在压热釜卸空期间，其中的热水作为废水单独排到下一个压热釜内，以加热其中的冷褐煤。

本发明的目的是：要设计一种设备，它要使得从褐煤中挤压出、并用作废热源的热水可以最可取的方式连同一种容纳床式平铺的褐煤的压机而加以利用。按照本发明，用一台压机可实现这点，在该压机内给褐煤机械地施加初始表面压力，压机上有进水蒸汽的孔，水蒸汽向褐煤输热能以对褐煤加热而同时冷凝。含在被加热的褐煤中的热水被挤压出来以用作废热源。另配有接收热水的水箱，热水从该水箱输入到压机的开孔，水箱上有一个水蒸汽入口以排出热水。

通过将压机同收集从褐煤中挤压出的水的水箱结合使用，使得热水以有利的方式用作废热源，因为在这种情况下，热水由水箱输送到压机的开孔，然后在水蒸汽压力下穿过床式平铺的褐煤。为此目的，水蒸汽是经一入口输入水箱。

一种有利的压机结构是双带式压机，在进料区设置有输送水蒸汽和从褐煤中挤压出的热水用的多个送料喷枪(Zuführlanzen)，输热水的喷枪端点在输蒸汽的喷枪的前面。利用这些输送喷枪将水蒸汽和作为废热源利用的热水均匀地分配到褐煤中。更精确地，可这样方式进行，即，首先是热水喷枪将热水输给褐煤，随即用较长的喷枪输入水蒸汽。这就意味着充分利用了热水作为废热源而预热褐煤的作用。

在下输送带上适当地开些通道(Durchlaβ)以排出挤压出的水。应适当地布置这些排水通道，即附属于喷枪设置的，先是排冷水用的通道，随后是热水排放通道。由于热水预热了煤而释放出能量故降温冷到煤的温度。在第一排水通道附近有一个冷水汇集器(Ansammlung)。在被冷凝了的水蒸汽进一步将煤加热后，在加压状态期间有冷凝物和煤水从设备析出(ausheiβ)，并从后随的一排放通道排出并输送到热水喷枪。

另一种有利的压机结构是带有冲头(Preβstempel)和压力座(Preβunterlage)的板式压机，压力座的压力槽壁能封住蒸汽。床式平铺的褐煤放在压力座内，冲头至少要有通热水和水蒸汽的孔，压力座内至少要有排放从褐煤中挤压出的水的排放口(Auslaβe)。板式压机的结构使得热水和水蒸汽以可选定的压力均匀地放出，这是因为带冲头和压力座的板式压机基本上是密封的(与外界隔绝)，很容易控制压机中的状态。

为了尽可能均匀地将热水或水蒸汽分散到压机内的褐煤床上，冲头上的进水蒸汽用的诸孔要彼此紧邻分布，使得从冲头出来的热水及随后的水蒸汽均匀分散到褐煤床上。照这样，最初预热褐煤床用的热水和随后的水蒸汽以大体上均匀的流动工作面(stromungsfront)被强制地流过褐煤床，使褐煤床沿其整个表面被均匀加热。

为将引入的热水均匀地分散在褐煤床表面上，冲头的挤压面和压力座内设置有一个细网眼筛，筛孔将从冲头来的热水和随后的水蒸汽分散得使它们经过筛孔后像淋浴水被细密地发散开。这样可避免在压力下热水形成较大束的射流，此时可将褐煤床不加控制地分割为许多沟槽，从而破坏了加热的均匀性。

为了合理地利用从褐煤中流出的水的内能量，将水导入二个排放口，一个排出冷水，另一个将热水送入水箱，水箱同冲头上的开孔相连。在工艺过程的起始范围，从褐煤中流出的水起先是冷水，随着水蒸汽将褐煤逐步加热而慢慢成为热水。该热水可作为废热源利用。按本发明的设备接取由煤中流出的水，用两只排放口分开。也就是说，不能用作废热源的冷水由一个口排出，另一排放口将热水导入水箱，水蒸汽作用在水箱上。在蒸汽压力下，一定量的热水被压出水箱流入压机。

在排放口的上游处有利地安装了一个温度传感器，以控制两个排放口，使冷水被引入一个排放口，而热水流向另一个排放口。只要传感器发出现有是冷水的信号，就让冷水经一个口排出；然而，当水温提高到某一确定值时(热水)，温度传感器就转接排放口，使热水流向另一排放口，再继续输入水箱。

为热水排放口合理地安装了一个控制装置，具体如一台泵，使在热水流入水箱的管道内产生一个压力，这样，可防止热水输送至水箱的管道中沸腾，其结果是这个区域的温度将立即下降。热水保持在约2-3bar压力下。相应此压力的平均水沸腾温度约130℃，这样的热水可有利地用来加热褐煤。

排放口的控制用一个三通阀，从褐煤中被挤压出的水流向阀的入口，其它两个出口分别是冷水排放口和热水排放口。在该三通阀的入口处串联一个压力控制阀，目的是为了让挤压出的水能克服一定的阻力，在挤压出水期间形成一压力例如约为2-3bar。由于这压力可有利控制流动的均匀性，特别是热水作用在褐煤上的时间。此外，还可使保持上面提到的平均水沸腾温度约130℃。

附图表示了本发明的一些实施例。它们为：

图1用原理图方式表示的以一板式压机为基础的设备；

图2表示板式压机在施加初始表面压力；

图3表示了处于生产状态中在挤压出热褐煤中所含水份时的板式压机；

图4以一台双带式压机为基础的设备。

图1用原理图方式表示了以一台具有一冲头10和一压力座9的板式压机为基础的设备。热水及过热蒸汽经管道40输给板式压机而由压机从褐煤14中压出的水经排水管排出。在介绍属该设备的其它部件前先依照图2和3进一步介绍板式压机和它的作用方式。

图2表示带压力座9和冲头10的板式压机，压力座9支承于在图中仅作示意表示的支座11和12上。冲头10吊在杆13上，杆13由一个在此未图示出的加压机构带动而上、下移动，这种板式压机结构原则上是一种已有技术。

压力座9设计成槽形，这样可在其中呈床式平铺褐煤。压力座9有排水口15。冲头10有输入孔21，在图2所示的是已封闭的压机状态，热水HW和水蒸汽HD经输入孔21到褐煤14，排出的水经排放孔15排出。排放孔15经用细直线表示的底座9内的通道17与一个未图示出的总出口相连，水从总出口排出。

热水HW和水蒸汽HD经输入孔21输入，孔互相之间用冲头内细线表示的通道18联接。经通向水箱24的联接管道23将热水HW和水蒸汽HD供给通道18和输入孔21的系统(通道网)分别经管道25将热水HW供给水箱24和经管道26将水蒸汽HD供给水箱。其中分别设置阀27和28用来确保按正确的周期、所要求的量和正确顺序供应热水HW和过热水蒸汽HD。在管道23上安装了阀29，用来切断热水HW和过热水蒸汽HD的供应。

按照图2，板式压机处在用冲头10给褐煤14施加一个初始表面压力，可看出压机中的封闭冲头10和底座9正处于关闭位置。在该工作状态时，阀29打开，让原先已导入水箱24的热水HW流出并经通道18系统输送到诸输入孔21。在这期间，由水蒸汽HD产生的一个压力作用在水箱24内用波纹线表示的热水HW上。当阀28打开时，该压力经管道26传到水箱24内。在水蒸汽HD压力下，热水HW从水箱24经管道23和诸输入口21均匀地送至褐煤床14，并迫使热水经褐煤从排放孔15排出。这种压出水的过程一直持续到水箱24内的水放完，随后水蒸汽HD穿过褐煤并以所希望的方式加热褐煤而自身冷凝。在这工作阶段的末尾，也就是当褐煤达足够的温度值时，用阀29切断水蒸汽的供给，板式压机内的表面压力提高到至少2.0MPa。

图3表示了这一工作阶段，冲头10比起在图1中所示的位置又有所下沉，以压缩褐煤床14而挤压出褐煤中所含的水份。被挤压出的水具有与热褐煤的相当的温度，它将以前面所述方式作为废热源被利用，作为热水经管道25输入水箱24。

当从褐煤14中排水的工艺过程结束后，能从随后开启的压力机中取出褐煤。

现在根据图1介绍设备及其部件。

在结合图2所介绍的工作状态中向褐煤施加了一个初始表面压力。经管道40从水箱30将热水HW供给褐煤床14。热水均匀平铺式流过煤床14并将褐煤床预热。只要传感器TICI显示温度不低于例如130℃时，在此期间由排水管41排出的热水经由传感器接通的泵42压到管道25，管道25经阀27通向水箱30。但是，如果传感器TICI确定(水)温度低于限定值例如130℃时，它发信号使泵42断开并将冷水经压力控制阀43送到三通阀44，该三通阀44将冷水经其排放口45排出。下面将进一步介绍另一排放口46。

当板式压机处于图3所示工作状态时，由于压机的压头10继续向下移动，挤压出在热褐煤14中所含的水份，用作热水HW经管道41流出，并按前面所述的方式继续输送。

水箱30一方面经管道25收得前面谈到的热水HW，另一方面经管道26和三通阀47将过热蒸汽HD导入了水箱30。三通阀47此时的作用如同图2中表示的阀28。过热蒸汽HD将水箱30中的热水经管道23压出。温度传感器TIC2测得从管道23流出的热水温度。只要该传感器在测量流入管道23的热水流，传感器就让过热蒸汽HD以前面所述的方式经三通阀47流入水箱30，并使流经管道23的热水经过三通阀48流入管道40，这样就如上述热水进入冲头10中。

如果水蒸汽HD将水箱30内的热水全部从水箱30中挤出，温度传感器TIC2确定管道23达某一适当的温度值，就将三通阀47和48转换，使水蒸汽流经三通阀47朝向三通阀48方向流动并直接输入管道40。水蒸汽HD在压机内起到上面所述的加热褐煤床14的作用。

作为供选择的方案在图1中还表示了从排水管道41经管道49排出热水的一条途径。当温度传感器TIC1确定管道41内有热水时，三通阀44接通于管道49，这样热水直接流到管道25。为了在管道41中无压力降及因此而产生的温度下降，在三通阀44的上游串联一个已介绍过的压力控制阀43，它可保持管道41中的最低压力为例如2-3bar。

除了采用图1表示的带冲头10和压力座9的板式压机还可采用图4表示的下面将介绍的双带式压机。

图4中，“1”为褐煤仓，其内装着预先破碎成一定块度尺寸的褐煤。在该煤仓内可安装蒸汽或热水输送管或热交换面(Wrmeaustauscherflch)以预热煤。预先破碎的褐煤从煤仓1像床式铺在用虚线表示的下方传送带2上，运输机将煤沿箭头方向输送。在所示的双带式压机的传送带2的上面有一台同样用虚线表示的上方传送带3(加压带(Druckband))沿箭头方向运动。其运行速度同下方传送带2的速度几乎吻合。传送带2和3之间的距离在输入区8沿运行方向变小，因而可提高作用在煤床4上的压力。根据通过的褐煤量和褐煤中的水含量在全过程中利用负载传递加压单元5(Kraftubertragende Preβelemente)可调节传送带3的高度。在传送带2和3之间设有多头插入到运动着的、以点状表示的煤床4中的蒸汽喷枪6和6a，这些喷枪的出口位于输入区的某一位置，在该位置，作用在煤上的压力低于运输机2和3路程上的最大表面压力。由蒸汽喷枪6和6a出来的水蒸汽将热量传给煤而冷凝。多个长度不一和安装高度不一的喷枪6确保对煤床4作相对均匀的加热。经喷枪6输送热水HW。经喷枪6a输送水蒸汽，热水HW喷枪6的端点应在蒸汽喷枪6a之前(上游)。根据图1经管道40分配输送热水HW和水蒸汽HD，在根据图4的双带式压机的情况下是经分开的输送线51和52进行的，51将热水HW供给喷枪6，52将水蒸汽HD供给喷枪6a。按照图1的思路，图1的三通阀48的出口将热水HW或送至输送线51或将水蒸汽HD直接接于输送线52。图4的双带式压机代替在图1中表示的板式压机。

根据褐煤的通过量、粒度和含水量可沿高度可调的传送带3调定压力和温度参数以及水蒸汽压力及热蒸汽温度。在第一工艺段的行程(入口区8)中，从上面通过传送带3给煤床4施加不断增大的机械挤压力并用热水HW预热煤床。在达到确定的最大表面载荷后，硬化的煤床4进入下一工艺段，在该段过程中由上面传送带3施加的压力保持恒定或即使有变化也很微小。自由的(游离的)水份和释放出的水份，在压力和提高的温度共同作用下，从煤床4被挤压出并经传送带2和选择性地附加在传送带3上的泄水管7成一级或多级排放。由7和7a流出的热水或水的一部分用于预热褐煤，在工艺过程中先流出的冷水经泄水管7a排出。

Claims (13)

1.一种向床式平铺材料(14)施加热能和压力以减少含水的、粒状褐煤中的水份的设备，它带有一台压机，在压机内用机械法向褐煤施加一个初始表面压力，该压机有：一输送水蒸汽(HD)的孔，水蒸汽将热能传给褐煤以在压实状态下将其加热，从热褐煤中排出的热水(HW)用作废热源；该压机还有一水箱30收集热水(HW)，热水(HW)从水箱导入压机(9、10)中的开孔(21)，该水箱设有一水蒸汽输入口，以使热水(HW)流出。

2.按照权利要求1的设备，其特征在于，压机设计成连续工作的双带式压机(2，3)，在其入口区有一多头的供应水蒸汽(HD)和供应从褐煤中挤压出的热水(HW)用的喷枪(6，6a)，供热水(HW)的喷枪6端点在水蒸汽(HD)喷枪之前面(上游)。

3.按照权利要求2的设备，其特征在于，至少在下传送带(2)上设有排出挤压水的排水口(7，7a)。

4.按照权利要求3的设备，其特征在于，在喷枪(6，6a)后，先布置一个冷水泄水口(7a)，随后是一个热水(HW)的排放口(7)，它同热水喷枪相连接。

5.按照权利要求1的设备，其特征在于，压机设计成带冲头(10)和压力座(9)的板式压机，压力座带有能封住蒸汽的压力槽壁，压机承放床式平铺的褐煤，冲头(10)至少要有传送热水(HW)和水蒸汽(HD)用的孔，压力座(9)至少要有排放从褐煤中挤压出的水用的排放口(15)。

6.按照权利要求5的设备，其特征在于，冲头(10)上输送水蒸汽(HD)的孔(21)沿冲头(10)紧邻分布，使得从冲头(10)流出的热水(HW)和随后的水蒸汽(HD)均匀地沿褐煤床分散。

7.按照权利要求5或6的设备，其特征在于，冲头(10)的挤压面和压力座(9)有一细网眼筛(19，20)，筛孔将由冲头(10)流出的热水(HW)和随后的水蒸汽进行分散，穿过筛孔的热水和水蒸汽像淋浴水一样被细密发散。

8.按照权利要求5至7的设备，其特征在于，从褐煤(14)流出的水引向二个排放口，其中一个排放口(45)导出冷水，另一个排放口(46)将热水(HW)排到水箱(30)，水箱同冲头(10)上的孔(21)相连通。

9.按照权利要求8的设备，其特征在于，在排放口(45，46)之前(上游)有一温度传感器(TIC1)，它控制两个排放口(45，46)，以使冷水流向排放口(45)，而热水流向另一个排放口(46)。

10.按照权利要求8或9的设备，其特征在于，为排放热水安装一个控制机构即一台泵(42)。

11.按照权利要求8至9中任一项的设备，其特征在于：排放口(45，46)属一个三通阀(44)，其入口是引入从褐煤(14)中压出的水。

12.按照权利要求11的设备，其特征在于，在三位阀(44)的入口串联安装一个压力控制阀(43)。

13.按照权利要求1的设备，其特征在于，在水箱(30)的排放口安装一个温度传感器(TIC2)，它控制流向水箱(30)的入口和从水箱(30)到冲头(10)的联接，使得从上一压制循环存储在水箱(30)的热水(HW)在随后的下一压制循环中由水蒸汽再输送给褐煤床(14)。

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