一種生產水煤漿或油煤漿的設備的製作方法

2023-05-07 18:30:21 3

專利名稱：一種生產水煤漿或油煤漿的設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種生產水煤漿的設備，特別是涉及一種通過氣流激波粉碎技術生產水煤漿或油煤漿的設備及其生產方法。
背景技術：
煤是世界上最豐富的固體礦物燃料，分布在世界各國，例如中國、北美、澳洲、南非、俄羅斯、歐洲等有大量貯藏和開採，然而人們一直以固體原煤形式用作燃料，很少進行加工處理或仍以它固體原煤形式一直被沿用至今，主要原因煤是固體，不象石油和天然氣易加工煉製及運輸；原煤開採與運輸困難，費用高。原煤本身化學結構極其複雜，多以稠環芳烴或雜環芳烴構成，並含有大量硫和氮之類雜質，以原煤形式用作燃料時，產生大量有害氣體及雜質，汙染環境，造成大面積酸雨，危害人類生存環境。固體原煤中雜質含量、水份、物理特性、熱值和燃燒特性等隨著不同國家和地區，不同煤品種差別很大，使用必須小心選擇，例如電廠用煤要與電廠鍋爐相匹配，還要除去硫、含氮化合物及除塵設備等，這就限制了使用煤的廣泛性和經濟性。
為了使固體原煤變成清潔無汙染便於管道輸送的類似液體燃料如水煤漿或油煤漿等，通過管道直接輸送給電廠用作清潔燃料，過去通常將原煤先進行氫裂解或急速氫裂解得到的各種油餾份及顆粒狀炭顆，然後將顆粒狀炭粒與水或油餾份調配成水煤漿或油煤漿。USP5240593公開了一種由原煤通過氫裂解方法製得可用管道輸送並改變了輸送流變學的固體/液體混合的流體燃料，這種方法用外部供給大量昂貴的氫，工藝流程長，設備投資大，成本高，經濟性差，無法與石油產品競爭。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服上述現有技術中存在缺陷，提供一種結構獨特、體積小、頻率高、產量大、高效、經濟生產水煤漿或油煤漿的設備。
本實用新型的另一個目的提供一種由本實用新型提供的設備生產水煤漿或油煤漿的方法。
本實用新型提供的一種生產水煤漿或油煤漿的設備，包括殼體1，頂蓋2和底3，頂蓋或殼體上端和底分別設有進料口4及進料裝置5和出料口6，可旋轉軸7設在殼體中心，軸的頂端與傳動裝置8相連，軸的頂端和底端與殼體相連接處分別設有軸承9和密封件10，軸上縱向設有多個轉子11，各轉子通過軸套12分別與可旋轉軸耦合相連，轉子與軸呈小於或等於90°角；孔板13設在轉子間與軸垂直，其外緣與殼體內側壁形狀相同並相連，內緣為中心環形孔18，有支撐柱19支撐；各孔板與各轉子之間的距離可以相同或不同；所述轉子11包括轉子板14與軸套12，轉子板固定在軸套上，轉子板徑向伸向殼體有一距離，其外緣呈規則或不規則星形多邊形15，轉子板的一側面上設有至少兩個葉片17，每個葉片呈楔狀規則或不規則弧形曲面，都從星形多邊形的每個頂點徑向向內延伸，葉片高度徑向向內漸低，曲面曲度與轉子轉動方向一致；在轉子板上還可包括一個固定到葉片上的園環16；噴嘴層20設在各層孔板下方殼體周邊橫截面上，每層有2-20個噴嘴，均布在殼體周邊橫截面上，與中心可旋轉軸7呈30°-60°角，優選呈45°角。
按照本實用新型提供的生產水煤漿或油煤漿的設備中，所述水煤漿或油煤漿指煤或炭的精細顆粒(小於或等於200目)均勻分散在水或油餾份中呈淤漿狀的可管道輸送的液/固流體燃料，固體精細顆粒為水煤漿或油煤漿總重量的30-60％。所述原料原煤可以為各種各樣煤，例如褐煤、泥煤、煙煤等或炭，進料原煤或炭粒度大約0.1-2.0釐米顆粒料，優選為0.5-1.0釐米。
所述進料裝置5，可以包括通過進料口的進料料鬥，輸送裝置或輸送皮帶運輸機(未標出)等，如果需要可設控制原煤或炭輸送的控制裝置及相關計算機，進行自動進料控制。進料口設置在使粒狀原煤通過進料口進入轉子上方空間，或設在殼的側壁上方經孔板隨物料氣流進入物料旋流，可更有利均勻分配於物料氣流中，根據生產實際情況及煤或炭粒度，隨時調整兩者之間進料速率。
所述轉子11(圖1)包括轉子板與中心旋轉軸相耦聯的軸套，整個轉子可隨可旋轉軸而旋轉。可旋轉軸的轉速通常為1000-10000轉/分，優選為2000-5000轉/分。轉子板的上側面設有至少兩個葉片，通常為2-24個葉片(見圖2，3)，葉片設置的數目與葉片的結構尺寸、設備的生產能力、可旋轉軸的轉速、轉子數目及轉子板外緣星形多邊形的形狀、以及進料粒狀原煤或炭的粒度等因素有密切關係。轉子板徑向伸向殼體、距一距離，使進入殼體而隨轉子高速旋轉的物料氣流有一足夠空間通道，依靠氣流壓力及離心力等作用甩向殼壁，產生壁壓，而且物料氣流受到高速旋轉的轉子板上葉片作用產生的氣流衝擊激波共同作用而被逐漸粉碎成更細顆粒；甩向殼壁的物料氣流而又進入下遊轉子及轉子板空間區，形成一似S形物料氣流旋轉規痕。轉子板的外緣呈規則或不規則星形多邊形，使物料氣流通過高速旋轉的轉子板空間形成旋流氣流受到高速旋轉的轉子板上的葉片作用，產生氣流激波，以及轉子板外緣呈規則或不規則的星形多邊形影響，使物料氣流產生規則和不規則相間多重衝擊氣流激波，即由於轉子板外緣空間規痕的多重性，使得形成的氣流激波相間的多重衝擊激波，非常有利於粒料原煤的粉碎。此外以及高速旋轉軸帶動物料氣流離心力作用，徑向向殼體壁產生一種強力氣流激波及反彈氣流激波與上述多重衝擊波共同作用匯合一起而被折流進入下遊轉子及轉子板上空間區，進行重複折流和作用使進料顆粒粉碎成更精細顆粒，最終達到≤200目的精細顆粒。
如果轉子板的外緣呈規則的星形多邊形，設在其上側的葉片呈兩組葉片間隔均布在轉子板上(圖2)，分別由星形多邊形各相應頂點徑向向內延伸；如果轉子板的外緣呈不規則星形多邊形，由不規則的星狀多邊形各自頂點徑向向內的葉片呈不規則分布在轉子板上(圖3)，由於轉子板外緣結構形狀，使物料氣流與葉片，殼壁作用產生不同波形的激波，物料氣流在運行流程中不斷受到多重激波和壁壓作用，使物料本身多次受到膨脹或壓縮過程而被粉碎成小於或等於200目的精細顆粒。轉子數目通常至少兩層，優選4-12層。所述孔板(圖6)設在相鄰轉子間，孔板層(個)數與轉子層(個)數相同，孔板與轉子間距離或每層轉子與孔板間距離可以相同或不同，視進料物料性狀而定。每層孔板設有一個圍繞旋轉軸的中心的環形孔，使粒狀物料氣流有一空間交替地徑向向外和徑向向內經環形孔多次流向下遊孔板(和轉子)，物料氣流隨著這種多重交替流動產生的激波或壁壓作用而被粉碎成更細顆粒。
所述噴嘴層(圖7)設在孔板下方處，每層噴嘴數為2-20個，與中心可旋轉軸成30°-60°角，優選為45°角，水或油餾份或與各種添加劑(通常指能提高燃燒熱值或改變流動輸送特性的添加劑如醇類等)經過噴嘴與經粉碎後為≤200目的精細煤粉充分混合而成水煤漿或油煤漿經出料口排出，或直接通過管道輸送送至用戶如電廠。通過各層噴嘴的水及油餾份的量，視進入物料種類、性質以及產品要求的情況而控制其噴入量，通常上層噴入量少於下層噴入量，如果進入物料為高嶺土、鐵礦石或其它固體物料等，是實現粉碎目的，則無需噴入水等，如果需要噴入少量水，也僅是防粉沉擴散汙染環境。
本實用新型提供的生產水煤漿或油煤漿的設備還可用來粉碎各種固體物料，如金屬和非金屬礦如高嶺土、鐵礦石、陶土、鋁土礦、金礦、白雲石等，固體化工原料，以及廢橡膠製品、農作物秸稈、茶葉、頻果、竹筍、海帶等。
本實用新型提供的生產水煤漿或油煤漿的方法包括，在生產水煤漿或油煤漿的設備中，將粒徑為0.1-2釐米的煤或炭由進料口送入設備中流經轉子及孔板而產生的多重激波和壁壓作用下粉碎成小於或等於200目的精細煤或炭粒；再由噴嘴層特別是末層噴入按水煤漿或油煤漿總重量的30-60％的水或油餾份或與添加劑一起與小於或等於200目的精細煤或炭粒混合均勻得水煤漿或油煤漿。
按照本實用新型提供的生產水煤漿或油煤漿的設備及其生產水煤漿或油煤漿的方法特點為設備結構獨特、體積小、產量大、產率高，設備投資小；工藝流程短、操作簡單方便、成本低、高效經濟，可被廣泛應用於產煤區坑口電廠或管道直接輸送至城市電廠作清潔燃料。


圖1為生產水煤或油煤漿的設備正視剖面結構示意圖
1.殼體 2.頂蓋 3.底 4.進料口 5.進料裝置 6.出料口 7.旋轉軸 8.傳動裝置 9.軸承 10.密封件 11.轉子 12.軸套 13.孔板 14.轉子板 15.外緣星形多邊形 16.園環 17.葉片 18.環形孔 19.支撐柱 20.噴嘴層圖2-3為轉子俯視示意圖圖4-5為葉片部分側視示意圖圖6為孔板俯視示意圖圖7為噴嘴層截面示意圖具體實施方式
本實用新型用下列具體實施方案結合附圖來進一步說明本實用新型，但本實用新型的保護範圍並不限於具體實施方案.
實施例1本實用新型提供的生產水煤漿設備由耐磨拋光不鏽鋼製作。高1.5米，直徑0.5米，設有8層轉子及8層孔板，可旋轉軸轉速控制在3000-5000轉/分，轉子為規則星形十邊形(如圖2)，葉片為規則楔狀弧形曲面(如圖4)，原料原煤進量尺寸大約10-20釐米，噴入水量40％(以產品水煤漿總重量計)，經過該設備由出料口最終成為含200-300目精細煤粒的水煤漿，可直接輸送至電廠，直接用作電廠燃料。
權利要求1.一種生產水煤漿或油煤漿的設備，包括殼體(1)，頂蓋(2)和底(3)，頂蓋或殼體上端和底分別設有進料口(4)及進料裝置(5)和出料口(6)，可旋轉軸(7)設在殼體中心，軸的頂端與傳動裝置(8)相連，軸的頂端和底端與殼體相連接處分別設有軸承(9)和密封件(10)，軸上縱向設有多個轉子(11)，各轉子通過軸套(12)分別與可旋轉軸耦合相連，轉子與軸呈小於或等於90°角；孔板(13)設在轉子間與軸垂直，其外緣與殼體內側壁形狀相同並相連，內緣為中心環形孔(18)，有支撐柱(19)支撐；所述轉子(11)包括轉子板(14)與軸套(12)，轉子板固定在軸套上，轉子板徑向伸向殼體有一距離，其外緣呈規則或不規則星形多邊形(15)，轉子板的一側面上設有至少兩個葉片(17)，每個葉片呈楔狀規則或不規則弧形曲面，都從星形多邊形的每個頂點徑向向內延伸，葉片高度徑向向內漸低，曲面曲度與轉子轉動方向一致；在轉子板上還可包括一個固定到葉片上的環(16)；噴嘴層(20)設在各層孔板下方殼體周邊橫截面上，每層有2-20個噴嘴，均布在殼體周邊橫截面上，與中心可旋轉軸呈30°-60°角。
2.根據權利要求1的一種生產水煤漿或油煤漿的設備，其特徵在於所述轉子為4-12個。
3.根據權利要求1的一種生產水煤漿或油煤漿的設備，其特徵在於所述葉片為2-24個葉片。
4.根據權利要求1的一種生產水煤漿或油煤漿的設備，其特徵在於所述可旋轉軸轉速為1000-10000轉/分。
5.根據權利要求1的一種生產水煤漿或油煤漿的設備，其特徵在於所述進料粒狀原煤或炭粒度為0.1-2.0釐米。
6.根據權利要求1的一種生產水煤漿或油煤漿的設備，其特徵在於所述噴嘴層有噴嘴4-12個。
7.根據權利要求6的一種生產水煤漿或油煤漿的設備，其特徵在於噴嘴與中心可旋轉軸呈45°角。
8.根據權利要求1-7的任一項生產水煤漿或油煤漿的設備用於粉碎金屬和非金屬礦石，固體化工原材料、廢橡膠製品、農作物秸稈、茶葉、頻果、竹筍、海帶的用途。
專利摘要本實用新型涉及一種生產水煤漿的設備，包括殼體、物料進出口、可旋轉軸，設在殼體中心，軸上縱向設有多個轉子，各轉子通過軸套分別與可旋轉軸耦合相連，孔板設在轉子間與軸垂直，其外緣與殼體內側壁形狀相同並相連，內緣為中心環形孔，轉子的轉子板徑向伸向殼體有一距離，其外緣呈規則或不規律星形多邊形，轉子板的一個側面上設有至少兩個葉片。噴嘴層設在各層孔板下方殼體周邊橫截面上呈均勻分布與中心軸呈30°－60°角。該設備結構獨特，體積小頻率高，產量大，高效經濟生產水煤漿或油煤漿，還可用於粉碎金屬、非金屬礦、化工固體原材料、農產品等。
文檔編號F23K1/02GK2644909SQ200320101269
公開日2004年9月29日 申請日期2003年10月15日 優先權日2003年10月15日
發明者王逢旦, 王祖納, 芮素生 申請人:王逢旦