型煤快速固結方法及其裝置的製作方法
2023-04-24 09:06:31
專利名稱：型煤快速固結方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種型煤的固結方法及其裝置，尤其是一種採用高溫快速乾燥固結或焦結的方法及其裝置。
(2)背景技術工業型煤及上點火蜂窩煤，需要經固結處理，以獲得要求的性能。已有的固結方法很多，如乾燥法、碳化法、冷凝法、焦結法等。乾燥法為常用方法，連續化焦結法未見報導。
型煤乾燥固結工藝裝置按型煤床層的動態及作業特性可分成兩種，一是移動床層連續作業裝置，如鏈式輸送機的隧道式乾燥窯、機械立式烘乾窯等。二是固定床層批次作業裝置，如烘乾罐、地坪式乾燥棚等。由於業內技術界認定，當型煤乾燥溫度超過150～200℃時，將導致型煤熱爆。因而，現有的型煤乾燥工藝裝置全部採用低溫工藝，熱源置於裝置外，高溫煙氣經加配冷風后進入乾燥室，煙氣入口溫度均低於300℃，一般為200℃，乾燥室內高溫區溫度低於150℃，一般為110～150℃。其缺點是固結周期長、能耗高、設施龐大、環保處理難。例如，鏈條輸送隧道乾燥窯的長度達30～100m，固結周期10h；機械立式乾燥窯的高度達18m，容積產率55kg/m3·h；烘乾罐的有效容積一般小於10m3，乾燥作業周期20～24h；地坪乾燥棚的面積常為幾百m2，烘乾面積產率僅為25kg/m2·h，作業周期達20～30h，薄床層時，至少5h。
型煤烘乾工藝和粘結劑是影響型煤發展的兩大因素。賈光林(煤炭加工與綜合利用，1996，458-61)報導了一種型煤烘乾工藝的研究，介紹了型煤烘乾工藝及設備的現狀，主要有自然風乾、流化床烘乾、鋼絲網帶烘乾、翻板烘乾。許德平等(煤炭科學技術，1998，26(10)40-43)報導了一種型煤乾燥固結系統的組成與設計，指出型煤的乾燥固結是型煤生產中的重要環節，型煤乾燥固結系統包括乾燥固結床層、熱風供應系統、循環風系統、排溼系統、溫控系統及進出料系統。提出型煤乾燥過程的適宜溫度一般在110～150℃為宜，對於易燃型煤來說，對熱風溫度的控制尤為重要，一般控制在120℃左右。型煤的乾燥固結床層主要有固定床層和移動床層2種，固定床層又分為敞開式和水平式2種。
(3)
發明內容
本發明旨在提供一種突破業內傳統工藝限制，採用高溫工藝可連續作業的型煤快速固結方法。
本發明的另一目的是所提供的快速固結方法包括快速乾燥固結或快速焦結。
本發明的另一目的是提供同時可回收利用餘熱餘氣以減少能耗，提高工效的工藝。
本發明的另一目的是提供適用於上述方法的型煤快速固結裝置，稱型煤速固爐。
本發明所說的型煤快速固結方法為1、進料，布料為薄床層；2、對薄床層型煤加熱，加熱的煙氣溫度≥200℃；3、當型煤殘水率≤3％時出料。
所說的型煤薄床層可水平、縱向至少2層布置，且上下相鄰床層作逆向運動。溼型煤自頂床層進料，從底床層卸料，型煤床層的厚度一般為60-100mm。
所說的型煤加熱的熱源可從底床層下加入。其加熱工藝過程可分為預熱段和高溫段，高溫段的加熱溫度最好≥300℃。所說的熱源可為型煤速固爐內底層設的燃燒爐或由型煤速固爐外引入的熱氣源，或者型煤速固爐內底層設的燃燒爐和由型煤速固爐外引入的熱氣源。
本發明所說的型煤快速固結裝置即型煤速固爐設有爐體、輸送型煤的輸送機、熱源、抽風裝置、引風機、風煙線管及其調控閥，爐體內設預熱室和固結室，預熱室與固結室相鄰。輸送機設於爐體內，呈縱向布置，設至少2層輸送爐排，並依次穿過預熱室與固結室，頂層爐排始端設有入爐溜篩，底層爐排終端設有出爐溜篩。上下相鄰爐排等速逆向移動。在型煤層通過的預熱室與固結室相鄰處設有過料口。
預熱室上設有抽風裝置和冷卻風管及其調控閥，還設有冷風入口。所說的抽風裝置可為抽風機或高位煙筒或煙囪，以達到自然抽風的目的。
固結室上設有引風機和排煙管及其調控閥，還設有清灰門、觀察門。
熱源設於固結室的底層爐排下，所說的熱源可為燃燒爐或從型煤速固爐外引入的熱氣源，或者燃燒爐和從型煤速固爐外引入的熱氣源。
實驗表明，型煤乾燥過程中，水面是在表面蒸發的，其內部水份均是以液態經型煤豐富的毛細管快速外滲至表面，在乾燥過程中，型煤自身溫度始終保持在100℃以下。即使是易爆性煤種，如高揮發分煤，緊密而富含細微裂紋煤種，經粉碎後製成型煤，形成豐富毛細管網，也能及時散發熱膨脹溢出的氣體。蜂窩煤及民用煤球均未經乾燥，而可加至灼熱的煤層上，極少有熱爆現象。因而，採用高溫快速固結工藝方法是完全可行的。以一臺2t/h型煤快速乾燥爐為例，型煤原料為福建龍巖無煙煤(80％)和山東肥城煙煤(Vd＝27％)，全水份13％，乾燥高溫區溫度450～550℃，乾燥時間14～16min，減水率達11％，連續作業，型煤完整無損，引風機電耗僅1.5kw·h/t，乾燥區爐排產率達250kg/h，排煙溫度低於80℃，設備佔地約15m2，爐頂高度約2.5m。從而使型煤乾燥時間縮短15倍以上，能耗降低約一半，設施投資節省70％以上。
實驗研究證明，含有焦結性煤種的溼型煤，將之加熱到焦結溫度(一般為300℃)以上可以得到永久抗水性型煤。其焦結周期在30min以下。
本發明突破了業內技術界長期以來認定的型煤低溫乾燥固結傳統工藝，採用了高溫固結方法及其相應的裝置，不僅可得到永久抗水性的型煤；而且顯著提高了型煤乾燥固結的速度，實現連續化作業，大幅度降低固結設施的投資費用和運營成本，有利於工業型煤商品化和集中處理粉塵汙染。
(4)
圖1是型煤快速乾燥爐的結構示意圖。
圖2是活頁式爐排片鏈條輸送機的翻排卸料示意圖。
圖3是型煤快速焦結爐的結構示意圖。
(5)具體實施方式
在圖1～3中，S表示型煤運動方向，M表示冷卻風流向，N表示煙氣流向。型煤輸送機是一種活頁式爐排片的鏈條輸送機1，活頁爐排片2的頁銷絞接於鏈條的鏈節銷，可自由轉動，在縱導軌3的扶持下，形成呈水平態作逆向運動的承載爐排，包括頂爐排4和底爐排5，沿S方向的縱導軌未端，爐排片2失去扶持，翻排卸料。輸送機1同步無級調速驅動，爐內構件以耐熱材料製作。輸送機1在爐體A內縱向布置，依次穿越預熱室6和固結室7，在頂爐排4的始端設有入爐溜篩8，在底爐排5的終端設有出爐溜篩9。預熱室6和固結室7共壁相鄰，均被輸送機1分隔為上、下兩部分，共壁在頂爐排4和底爐排5穿越處，設有過料口10。燃燒爐11布置在固結室7的下部，火床裸對上方。燃燒爐11一般為煤爐，也可以是其他熱源，最好應有2座以上，沿縱向均勻布置。固結室7的底部沿縱向設有清灰門12，上部頂壁沿縱向均勻布置有若干排煙管及其調控閥13，排煙管匯入總煙管14，接到引風機15入口，引風機出口管16通大氣或除塵器。固結室後壁設有觀察門17。預熱室6的下部迎出料方向敞開，構成冷風入口18，上部頂壁設有排風管及其調控閥19，接到抽風機20入口，抽風機出口管21的走向因固結方式而異。
在圖1中，輸送機1的爐排一般僅需2層，預熱室6的長度可取1.0m以下，排風管19不設調控閥，抽風機(軸流風機即可)20的出口管21通大氣或除塵器。也可不設抽風機，而將排風管19建成煙筒，自然抽風。
在圖2中，抽風機20的出口管21接到燃燒爐11的進風口。預熱室6的長度可按底爐排在預熱室內行程時間4～10min設計，其中約4/5的行程在底爐排5的型煤層上、下方設有隔風保溫板22，形成自熱焦結段，其出口上方設有霧化水噴嘴23。型煤輸送機1一般設有4層爐排，中間兩層型煤床層只在固結室7區段內運動。實際上圖2所示的型煤速固爐是對圖1所示型煤速固爐的改進。
型煤高溫快速固結方法及連續化作業裝置的應用，將大幅度降低固結設施的投資費用和運營成本，有利於集中處理粉塵汙染，為工業型煤商品化創造了條件。
權利要求
1.型煤快速固結方法，其特徵在於其步驟為1)、進料，布料為薄床層；2)、對薄床層型煤加熱，加熱的煙氣溫度≥200℃；3)、當型煤殘水率≤3％時出料。
2.如權利要求1所述的型煤快速固結方法，其特徵在於所說的型煤薄床層水平、縱向至少2層布置，且上下相鄰床層作逆向運動。
3.如權利要求1所述的型煤快速固結方法，其特徵在於溼型煤自頂床層進料，從底床層卸料。
4.如權利要求1所述的型煤快速固結方法，其特徵在於所說的型煤加熱的熱源從底床層下加入，其加熱過程分為預熱段和高溫段，高溫段的加熱溫度≥300℃。
5.型煤快速固結裝置，即型煤速固爐，其特徵在於設有爐體、輸送型煤的輸送機、熱源、抽風裝置、引風機、風煙線管及其調控閥，爐體內設預熱室和固結室，預熱室與固結室相鄰；輸送機設於爐體內，呈縱向布置，設至少2層輸送爐排，並依次穿過預熱室與固結室，頂層爐排始端設有入爐溜篩，底層爐排終端設有出爐溜篩，上下相鄰爐排等速逆向移動；在型煤層通過的預熱室與固結室相鄰處設有過料口；預熱室上設有抽風裝置和冷卻風管及其調控閥，還設有冷風入口；固結室上設有引風機和排煙管及其調控閥；還設有清灰門、觀察門。
6.如權利要求5所述的型煤快速固結裝置，其特徵在於熱源設於固結室的底層爐排下，所說的熱源為燃燒爐或從型煤速固爐外引入的熱氣源，或者燃燒爐和從型煤速固爐外引入的熱氣源。
7.如權利要求5所述的型煤快速固結裝置，其特徵在於所說的抽風裝置為抽風機或高位煙筒或煙囪。
8.如權利要求5所述的型煤快速固結裝置，其特徵在於所說的型煤輸送機是一種活頁式爐排片的鏈條輸送機(1)，活頁爐排片(2)的頁銷絞接於鏈條的鏈節銷，可自由轉動，在縱導軌(3)的扶持下，形成呈水平態作逆向運動的承載爐排，包括頂爐排(4)和底爐排(5)，沿S方向的縱導軌未端，爐排片(2)失去扶持，翻排卸料；輸送機(1)同步無級調速驅動，爐內構件以耐熱材料製作，輸送機(1)在爐體(A)內縱向布置，依次穿越預熱室(6)和固結室(7)，在頂爐排(4)的始端設有入爐溜篩(8)，在底爐排(5)的終端設有出爐溜篩(9)；預熱室(6)和固結室(7)共壁相鄰，均被輸送機(1)分隔為上、下兩部分，共壁在頂爐排(4)和底爐排(5)穿越處，設有過料口(10)；燃燒爐(11)布置在固結室(7)的下部，火床裸對上方；燃燒爐(11)為至少2座煤爐或其他熱源，沿縱向均勻布置；預熱室(6)的下部迎出料方向敞開，構成冷風入口(18)，上部頂壁設有排風管及其調控閥(19)，接到抽風機(20)入口。
9.如權利要求8所述的型煤快速固結裝置，其特徵在於抽風機(20)的出口管(21)接燃燒爐(11)的進風口。
10.如權利要求8所述的型煤快速固結裝置，其特徵在於在底爐排(5)的型煤層上、下方設有隔風保溫板(22)，形成自熱焦結段，其出口上方設有霧化水噴嘴(23)。
全文摘要
涉及一種採用高溫快速乾燥固結或焦結的方法及其裝置。步驟為進料布料為薄床層；對薄床層型煤加熱至≥200℃；當型煤殘水率≤3％時出料。固結裝置設有輸送機、熱源、抽引風機、風管及其調控閥，爐體內設相鄰的預熱室和固結室，輸送機呈縱向布置，設至少2層輸送爐排，上下相鄰爐排逆向移動；還設有冷風入口；固結室上設有引風機和排煙管及其調控閥；還設有清灰門、觀察門。突破了業內技術界長期以來認定的型煤低溫乾燥固結傳統工藝，採用了高溫固結方法及其相應的裝置，不僅可得到永久抗水性的型煤；而且顯著提高了型煤乾燥固結的速度，實現連續化作業，大幅度降低固結設施的投資費用和運營成本，有利於工業型煤商品化和集中處理粉塵汙染。
文檔編號C10L5/00GK1438304SQ0310854
公開日2003年8月27日 申請日期2003年3月25日 優先權日2003年3月25日
發明者王茂春, 王颶 申請人:王茂春, 王颶, 廈門思華達科技開發有限公司