一種褐煤乾燥提質的方法及裝置製造方法

2023-10-19 04:39:37 3

一種褐煤乾燥提質的方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開一種褐煤乾燥提質的裝置，包括產生低壓過熱氣體或蒸汽的裝置、進氣組合管和圓筒式加熱器。圓筒式加熱器設有第一物料推進器、進料管、出料管及一個以上的排氣閥，進料管和落料管上設有關風裝置，落料管可連接有一煤棒成型機。利用該裝置實施的褐煤乾燥提質的方法步驟是通過氣體增壓機將儲氣罐內的氣體加壓至0.1MPa以上後經過換熱器加溫到105℃-400℃；加溫後的熱氣分段噴入圓筒式加熱器內加熱褐煤，並使圓筒式加熱器內的壓力保持在0.1MPa以上，排氣閥在圓筒式加熱器內的壓力大於儲氣罐內的氣體壓力時開啟，加熱後的褐煤從落料管排出。經該方法和裝置乾燥後的褐煤的機械硬度和熱穩定性升高。乾燥過程環保、水耗能低且設備造價低，易於大批量生產。
【專利說明】一種褐煤乾燥提質的方法及裝置

【技術領域】
[0001] 本發明涉及褐煤的加工利用領域，尤其是涉及指一種褐煤乾燥加工的裝置及方 法。

【背景技術】
[0002] 眾所周知，褐煤在地球上賦存量非常巨大，但水份高，單位熱值低，易自燃，易粉 化，機械強度和熱穩定性低，不利於直接運輸和利用。多年來，世界各國對於降低褐煤水份， 從而提高單位熱值，提高煤質進行了大量的研究，但還沒有成熟的技術流程，存在諸多弊 端。主要有：1、耗能高，靠大量的燃煤去蒸發原煤中大量的水份；2、環保碳排放大，汙染大； 3、成品粉化嚴重，機械強度、熱穩定性比原煤更低，不利於運輸；4、設備複雜、造價高、生產 成本高，難於大型工業化運用。


【發明內容】

[0003] 針對現有技術存在的問題，本發明提供一種褐煤乾燥提質的方法及裝置。經該方 法和裝置乾燥後的褐煤水份降低顯著，單位熱值升高，且顆粒體積縮小，水份回吸少，機械 硬度和熱穩定性升高，粉化、風化大大降低。乾燥過程水的汽化熱大部分回收利用，耗能低 且設備造價低，生產成本低，環保易於控制，易於大批量生產。
[0004] 為實現上述目的，本發明技術方案為：
[0005] -種褐煤乾燥提質的裝置，包括產生低壓過熱蒸汽或產生低壓過熱氣體的裝置， 和一連接該裝置的圓筒式加熱器；所述產生低壓過熱蒸汽的裝置包括一鍋爐，所述產生低 壓過熱氣體的裝置包括依序相接氣體增壓機、儲氣罐和換熱器，圓筒式加熱器通過一組進 氣組合管連接鍋爐或換熱器；所述的圓筒式加熱器內設有第一物料推進器，且該圓筒式加 熱器上設有進料管、出料管及一個以上的排氣閥，於所述的進料管和落料管上設有關風裝 置；所述的進氣組合管包括有多個間隔設置的支管，所述支管連接在圓筒式加熱器的本體 上。
[0006] 如前所述的一種褐煤乾燥提質的裝置，還包括一煤棒成型機，該煤棒成型機具有 一連接圓筒式加熱器上的落料管的進料端，和一呈錐狀的出料端，該錐狀的出料端的窄口 部為出料口；所述煤棒成型機內設有第二物料推進器。
[0007] 如前所述的一種褐煤乾燥提質的裝置，所述進氣組合管還包括一連接多個支管的 總管，該總管通過一中間管連接換熱器，且相鄰支管的間隔距離為l〇cm-30cm。
[0008] 如前所述的一種褐煤乾燥提質的裝置，所述排氣閥設置在圓筒式加熱器的本體 上，還設置在圓筒式加熱器的落料管上。
[0009] -種褐煤乾燥提質的方法，其實施步驟是：向圓筒式加熱器內分段噴入進入的低 壓過熱氣體或低壓過熱蒸汽，以加熱投入圓筒式加熱器內的褐煤，所述進入的低壓過熱氣 體或低壓過熱蒸汽的壓力在〇. IMPa以上、且溫度在105°C -400°C之間；所述圓筒式加熱器 內的壓力保持在〇. IMPa以上，圓筒式加熱器上設有的排氣閥在圓筒式加熱器內的壓力大 於進入的低壓過熱氣體或低壓過熱蒸汽的壓力時開啟；加熱後的褐煤從圓筒式加熱器排 出。從圓筒式加熱器排出的褐煤用風機以加速其水份蒸發，製得成品；或從圓筒式加熱器排 出的褐煤進入一煤棒成型機，並經煤棒成型機的錐狀出料端擠壓形成煤棒，製得成品。
[0010] 上述技術方案的有益之處在於：
[0011] 第一，節能。本發明採用具有推進器的圓筒式加熱器，通過鍋爐，或儲氣罐和換熱 器對圓筒式加熱器進行加壓加熱，使褐煤在加工後自然蒸發掉大部分水份，加工耗能低，提 高了褐煤的單位熱值。
[0012] 第二，提高運用範圍。褐煤原煤強度差，易風化粉化。其它常壓或負壓乾燥的褐煤 粉化率極高，基本無機械強度和熱穩定性，產品只能用作低級燃料。但本發明通過排氣閥和 關風裝置對圓筒式加熱器內的壓力和溫度進行控制，褐煤的機械強度和熱穩定性都可達到 70%以上，除了燃料外，可用作造汽、煤化工等其它領域的原料煤。
[0013] 第三，本發明工藝簡單、生產安全、設備造價低、生產成本低，易於大型工業化生產 和推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發 明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
[0015] 圖1是本發明褐煤乾燥提質的裝置的結構示意圖一（提供低壓過熱氣體）；
[0016] 圖2是本發明褐煤乾燥提質的裝置的結構示意圖二（提供低壓過熱蒸汽）。

【具體實施方式】
[0017] 為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚、明白，以下結 合附圖和實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用 以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0018] 如圖1所示的一種褐煤乾燥提質的裝置，包括產生低壓過熱蒸汽或產生低壓過熱 氣體的裝置，一組進氣組合管4和一圓筒式加熱器5,還可包括有一煤棒成型機12。
[0019] 所述產生低壓過熱氣體的裝置包括依序相接的氣體增壓機1、儲氣罐2和換熱器 3,圓筒式加熱器5通過進氣組合管4連接換熱器3。所述氣體增壓機1可為一般指空壓機 或氣體增壓泵，所述換熱器3可以是燃煤、燃汽、電加熱等可以使氣體升溫且有一定耐壓性 能的設備。
[0020] 如圖2所示，所述產生低壓過熱蒸汽的裝置包括一鍋爐17,圓筒式加熱器5通過進 氣組合管連接鍋爐17。
[0021] 如圖1、2所示，所述的圓筒式加熱器5是有一定耐壓的筒狀容器，其內設有一由第 一電機8驅動的第一物料推進器7,該第一物料推進器7可以是絞龍式螺旋推進器，也可以 是葉片式螺旋推進器。所述圓筒式加熱器5上設有進料管10、出料管11及一個以上的排氣 閥，所述排氣閥可以僅設置在圓筒式加熱器5的本體上，還可以同時設置在圓筒式加熱器5 的落料管11上。在本實施例中，圓筒式加熱器5的本體上設置有兩個排氣閥6A、6B，圓筒 式加熱器5的落料管11上同時設有一個排氣閥6C，以根據需要設定圓筒式加熱器5內的壓 力值，在超壓狀況下自動開啟排氣。所述圓筒式加熱器5的進料管10和落料管11上還分 別設有第一、二關風裝置9A、9B，所述的第一、二關風裝置9A、9B可為關門器，以在物料通過 的時候能阻止氣流逸出，從而保證圓筒加熱器5內部的正壓環境。
[0022] 所述的進氣組合管4包括有多個間隔設置的支管4A，該多個支管4A用於連接圓 筒式加熱器5的本體和一總管4B，該總管4B通過一中間管4C連接換熱器3。所述的支管 4A、總管4B和中間管4C均為具有一定耐壓能力的管道。本發明相鄰支管4A之間的距離設 為10cm-30cm，以均衡和節省氣體或蒸汽的噴入量。
[0023] 如果進行加工的原煤主要為粒徑低於6_的粉煤時，可加設一煤棒成型機12,該 煤棒成型機12具有一連接圓筒式加熱器5上的落料管11的進料端，和一呈錐狀的出料端 13,該由內向外口徑縮小的錐狀的出料端13的窄口部為出料口 14。所述煤棒成型機12內 設有一由第二電機15驅動的第二物料推進器16,該第二物料推進器16為絞龍式螺旋推進 器。
[0024] 利用前述的褐煤乾燥提質的裝置，本發明褐煤乾燥提質的方法，其實施步驟如 下：
[0025] 步驟一，通過氣體增壓機1將儲氣罐2內的氣體（空氣、二氧化碳等可用作導熱的 非燃料氣體）加壓至〇· IMPa以上，最好是在0· 3MPa至0· 5MPa之間。當氣體壓力越高，後 續工藝加工出的褐煤熱穩定性越好，但是設備的工藝要求和造價越高。
[0026] 步驟二，加壓後的氣體經過換熱器3加溫到105°C _400°C，最好是150°C _250°C， 以產生低壓過熱氣體。因為褐煤受到105°C以上的熱風加熱時，開始產生一系列化學反應， 150°C _250°C間反應相對快速和完全，超過250°C時有少量揮發份會逸出汙染尾汽，而超過 400°C時，有的褐煤在加熱室內時間過長，由於水份大部喪失後的可能著火，安全性降低。
[0027] 上述步驟一、二產生的低壓過熱氣體還可以替代為低壓過熱蒸汽，所述低壓過熱 蒸汽可通過鍋爐17加壓加熱產生，產生的低壓過熱蒸汽應加壓至0. IMPa以上，最好是在 0· 3MPa 至 0· 5MPa 之間，加溫到 105°C _400°C，最好是 150°C _250°C之間。
[0028] 步驟三，經換熱器3加溫後的熱氣或經鍋爐17產生的低壓過熱蒸汽經多個支管4A 分段噴入圓筒式加熱器5的本體內，以加熱投入圓筒式加熱器5內的褐煤。原煤從進料管 10進入圓筒式加熱器5內，圓筒式加熱器5的壓力保持在0. IMPa以上，最好是0. 3-0. 5MPa， 經第一物料推進器7往前推進，同時受到進氣組合管4進入的熱空氣和熱蒸汽的加熱。受 到加熱的褐煤由表及裡直接蒸發出部分水份，同時在正壓環境中產生了一系列性質改變的 反應，致使分子結構緊密，體積縮小，機械強度和熱穩定性增加，親水力、親氧性降低且釋放 出一部分熱量和二氧化碳，該部分熱量間接蒸發出褐煤中的部分水份。褐煤在l〇5°C，壓強 大於0. IMPa環境中內表及裡開始產生這樣的反應。在105°C _250°C範圍內溫度越高，反 應越快速，超過250°C會引起揮發份逸出轉變為乾餾。產生反應時受到的壓強越大，反應越 完全，效果越好，但是對圓筒式加熱器5、第一物料推進器和第一、二關門器9A、9B的要求越 高，造價就越高。由於圓筒式加熱器5內保持一定的正壓，褐煤中直接蒸發和間接蒸發的水 份大部冷凝，在煤顆粒表面釋放出汽化熱來提高褐煤自身的溫度和圓筒式加熱器5筒體內 的溫度。
[0029] 圓筒式加熱器5內設定的壓力應保持在0. IMPa以上，最好是在0. 3MPa至0. 5MPa 之間。但由於進氣組合管4的進氣和褐煤產生的部分蒸汽和二氧化碳，會致使圓筒式加熱 器5內的壓力升高，當超過圓筒式加熱器5內設定的壓力時，三個設置在圓筒式加熱器5上 的排氣閥6A、6B、6C會自動開啟進行排氣，排出的氣體為低溫氣體，溫度低於100°C，夾帶著 大量冷凝後因正壓被霧化的水份，再對排出的氣體進行下一步排放環保處理。
[0030] 步驟四，如果進行加工的原煤主要為粒徑大的塊煤，則加熱後的褐煤從圓筒式加 熱器5的落料管11排出後，冷凝在褐煤顆粒表面的水份會大部分自然蒸發，並用風機進行 吹風，加強褐煤表面的空氣流動，可以加速其水份蒸發，至煤溫降低後即為成品。
[0031] 如果進行加工的原煤主要為粒徑低於6_的粉煤，則加熱後的褐煤從圓筒式加熱 器5的落料管11排出後，進入煤棒成型機12,由第二推進器16推進到呈錐狀的出料端13， 由於出料端13的出料口 14管徑縮小，粉煤受到擠壓形成煤棒經出料口 14排出。粉煤表面 的冷凝水作為擠壓成型的潤滑劑，通過改變出料端13的長度和壓縮比可以調整產量和強 度的變化，製成的煤棒經冷卻後會自然蒸發大部份水份，同時強度增加，基本消除粉末。
[0032] 上述說明示出並描述了本發明的優選實施例，如前所述，應當理解本發明並非局 限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和 環境，並能夠在本文所述發明構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改 動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附 權利要求的保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種褐煤乾燥提質的裝置，其特徵在於：包括產生低壓過熱蒸汽或產生低壓過熱氣 體的裝置，和一連接該裝置的圓筒式加熱器；所述產生低壓過熱蒸汽的裝置包括一鍋爐，所 述產生低壓過熱氣體的裝置包括依序相接氣體增壓機、儲氣罐和換熱器，圓筒式加熱器通 過一組進氣組合管連接鍋爐或換熱器；所述的圓筒式加熱器內設有第一物料推進器，且該 圓筒式加熱器上設有進料管、出料管及一個以上的排氣閥，於所述的進料管和落料管上設 有關風裝置；所述的進氣組合管包括有多個間隔設置的支管，所述支管連接在圓筒式加熱 器的本體上。
2. 權利要求1所述的一種褐煤乾燥提質的裝置，其特徵在於：還包括一煤棒成型機，該 煤棒成型機具有一連接圓筒式加熱器上的落料管的進料端，和一呈錐狀的出料端，該錐狀 的出料端的窄口部為出料口；所述煤棒成型機內設有第二物料推進器。
3. 如權利要求1或2所述的一種褐煤乾燥提質的裝置，其特徵在於：所述進氣組合管 還包括一連接多個支管的總管，該總管通過一中間管連接換熱器，且相鄰支管的間隔距離 為 10cm_30cm。
4. 如權利要求1或2所述的一種褐煤乾燥提質的裝置，其特徵在於：所述排氣閥設置 在圓筒式加熱器的本體上，還設置在圓筒式加熱器的落料管上。
5. -種褐煤乾燥提質的方法，特徵在於，其實施步驟是：向圓筒式加熱器內分段噴入 進入的低壓過熱氣體或低壓過熱蒸汽，以加熱投入圓筒式加熱器內的褐煤，所述進入的低 壓過熱氣體或低壓過熱蒸汽的壓力在〇. IMPa以上、且溫度在105°C-400°C之間；所述圓筒 式加熱器內的壓力保持在〇. IMPa以上，圓筒式加熱器上設有的排氣閥在圓筒式加熱器內 的壓力大於進入的低壓過熱氣體或低壓過熱蒸汽的壓力時開啟；加熱後的褐煤從圓筒式加 熱器排出。
6. 如權利要求5所述的一種褐煤乾燥提質的方法，特徵在於：從圓筒式加熱器排出的 褐煤用風機以加速其水份蒸發，製得成品。
7. 如權利要求5所述的一種褐煤乾燥提質的方法，特徵在於：從圓筒式加熱器排出的 褐煤進入一煤棒成型機，並經煤棒成型機的錐狀出料端擠壓形成煤棒，製得成品。
8. 如權利要求5、6或7所述的一種褐煤乾燥提質的方法，特徵在於：所述進入的低壓 過熱氣體或低壓過熱蒸汽加壓至〇. 3MPa-0. 5MPa，且加溫到150°C _250°C。
9. 如權利要求5、6或7所述的一種褐煤乾燥提質的方法，特徵在於：所述圓筒式加熱 器內的壓力保持在〇· 3-0. 5MPa。
10. 如權利要求8所述的一種褐煤乾燥提質的方法，特徵在於：所述圓筒式加熱器內的 壓力保持在〇· 3-0. 5MPa。
【文檔編號】C10L5/08GK104194856SQ201410464341
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】孫棟, 蔡劍毅, 郭元強 申請人:呼倫貝爾弘毅煤炭科技發展有限公司