節能型筒式褐煤乾燥提質裝置的製作方法

2023-10-11 18:25:54 2

專利名稱：節能型筒式褐煤乾燥提質裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種乾燥裝置，特別是一種能提高幹燥提質率，達到顯著節能、省電、 低耗、減排效果的節能型筒式褐煤乾燥提質裝置，它主要用於本發明人設計的「用廢熱汽體 製備過熱蒸汽的褐煤乾燥提質工藝」(已另行申請專利)中作為褐煤乾燥提質裝置，其適用 範圍廣泛，提質後褐煤應用領域寬闊。它可廣泛用於各行業的低粘物料的脫水乾燥，還可作 為城市垃圾、河道汙泥等高含水物料烘乾的乾燥提質裝備。
背景技術：
我國褐煤資源儲量豐富，煙煤和無煙煤等優質煤資源稀缺，對低熱值燃料資源高 水分溼基褐煤只有乾燥提質後，才能被廣為利用。為此，國內的煤礦業、煤化工業、型煤產 業、城市煤氣業和電廠等企業紛紛採用各類乾燥設備乾燥褐煤。其主要設備有單層滾 筒乾燥機、圓盤式乾燥機、立式橫流乾燥機、振動乾燥機、流化床乾燥機和網帶式乾燥機等 等，但能夠實現高降水能力的較少，都存在很多技術問題和工藝缺陷。經比較按熱介質 使用分類應用較多的或者被市場所關注的主要有(一)單層滾筒乾燥機；(二)蒸汽導 熱式轉鼓乾燥機；(三)過熱蒸汽熱解式流化床乾燥機等等。據專利文獻報導公開號為 CN101519617A的「一種煤泥、褐煤乾燥提質工藝及設備」，所用設備的前部是刮板給料機匹 配的給料及導料裝置，中部是乾燥機，後部是卸料排料裝置。物料從前向後依靠乾燥主機 傾斜角度及滾筒的轉動揚料位移或運動，物料乾燥系統通入高溫煙氣，煙氣與物料在乾燥 主機內順流進行加速等速質熱交換。現有單層滾筒乾燥機，臥式3-8°傾斜置放，用擋輪 限位大型筒體的軸向滑動，周向自轉l-6r/min。由於傾斜置放，齒輪易磨損，翻轉換向的 難度會更大。採用高溫550-720°C直接煙氣火力乾燥，揮發份中的一氧化碳、氫、炭氫化合 物、甲烷等易燃易爆氣體的大量流失，即損失了有用的物質成分，又對設備的安全性構成威 脅，不管是採用順向順流乾燥，還是逆向逆流乾燥，其不安全因素都同時存在，並且排除的 廢氣溫度過高，袋式除塵器被燒毀的現象時有發生，熱效率僅為30-50%，採用溼法除塵，又 人為的產生汙水，增加環保難度，是亟待改進和提高的技術。目前，在國際市場上比較有影 響的是外國導熱式轉鼓乾燥機，該機採用若干根鋼管與兩端的管板焊接的結構，其外罩厚 鋼板為鼓板，鼓板殼內為蒸汽通道，鋼管(Φ50-150πιπι)內是褐煤乾燥重要通道，褐煤在臥 式7-20°傾角的轉鼓內，通過驅動裝置及轉鼓4-15r/min的周向自轉和依靠鋼管內的螺旋 導板的作用，實現物料位移、進出物料；蒸汽壓力較低，一般為4巴，溫度< 180°C，對褐煤的 揮發分確實能起到保護作用。但其對於高水分溼基褐煤，管束內的彈簧導板會經常出現不 導料的堵死現象，造成設備停產，檢修需要抽出彈簧導板、疏通管道，較為麻煩。另外軸向 進汽閥要求精度較高，單臺設備處理能力較小，一個年產100萬噸提質煤的企業，要設置數 臺設備並列工作，其一次性投資較大，設備維護量也較大，維修費用高，運行成本高，尚不能 完全被市場所接受，亟待改進和提高。公開號為CN101519614A的「一種富含水褐煤乾燥成 型提質工藝」，就是在其基礎上的轉鼓乾燥技術，只是在造粒環節上增加新的配套設備，但 仍然存在上述問題和缺陷。公開號為CN101260307A的「一種褐煤乾燥提質裝置及工藝方法」其以過熱蒸汽為介質，採用流化床乾燥裝置，熱解式乾燥。所用裝置包括褐煤分室乾燥 裝置、流化床熱解裝置、熱解氣體燃燒裝置及其輔助裝置。經過乾燥後的褐煤進入熱解裝 置析出揮發分與液體產物，揮發分送入燃燒裝置燃燒，並產生煙氣與蒸汽、煙氣與部分蒸汽 被送入乾燥裝置內作為乾燥介質。其餘蒸汽被送入熱能裝置內提供熱能熱源，乾燥裝置採 用鏈條移動式物料輸送方式，煙氣與蒸汽分室乾燥與排除。該工藝需要高溫度300-50(TC 和較高壓力的蒸汽，褐煤中揮發分是煤化工考查的重要指標，而該技術經過熱解乾燥，褐煤 中大量揮發分釋出並送入燃燒室燃燒，揮發分在提質過程中就被燒掉有些可惜。烘乾後褐 煤只能用於做為電煤和動力煤，銷售渠道變窄，用途受到了限制，售價也會受影響。公開號 為CN101581532A的「多效過熱蒸汽褐煤乾燥系統及其工藝」，它包括串聯的多級乾燥裝置， 其中每級乾燥裝置均設有加料裝置，出料裝置及至少一級除塵裝置，除塵裝置末端通過加 壓裝置將一部分尾氣送回本級乾燥裝置，另一部分尾氣作為熱源送入下一級乾燥裝置；其 中，一級乾燥裝置與蒸汽熱源連接，末級乾燥裝置的除塵裝置通過加壓裝置將一部分尾氣 送回本級乾燥裝置，另一部分尾氣排空。該工藝採用多級流化床乾燥機與由多級串聯的旋 風除塵器和電除塵器組成的多級除塵裝置，多級內加熱流化床乾燥機串聯操作，第一級所 產生的乏氣經除塵後用作第二級的加熱介質，第二級的乏氣經除塵後作為第三級的加熱介 質，冷凝水全部回流鍋爐再利用，蒸汽鍋爐為該工藝的主要熱源，並且系統設備重複設置， 工藝較繁鎖。設備結構也存在著一定的技術缺陷和不足，公開號為CN101519617A的「一種 煤泥褐煤乾燥提質工藝及設備」，採用齒傳動技術，該傳動技術在生產運行中僅僅是單齒根 嚙合，為保證重型筒體運行安全，其齒圈、齒輪等部件體積大，鑄件加工費用高，用擋輪限位 大型筒體軸向滑動，又增加多餘的工序和設備；為了防止齒輪的錐度磨損，齒輪需要經常翻 轉換向也較為麻煩；採用直角折邊「抄板」作為拋撒器，為通體直線型布局，其物料運動狀態 仍為通體條線形落料，料幕不完整，漏空係數大，影響傳熱和乾燥效果，影響降水率，因此， 其也是亟待改進的技術。公告號為CN201255563Y的「過熱蒸汽滾筒式乾燥機」，該機試圖 以產出過熱蒸汽的發生器對排出的過熱蒸汽加熱與滾筒乾燥相結合的方式，形成過熱蒸汽 滾筒式乾燥裝置，來實現二次蒸汽循環利用，達到降低能耗的目的。但因該機採用過熱蒸 汽發生器作為啟動熱源，並將滾筒乾燥機排出的蒸汽也送入過熱蒸汽發生器進行加熱，以 循環利用，故仍屬於現有採用高熱值燃料加熱設備產出的過熱蒸汽來作為不經濟熱源的結 構。如再採用預熱器和過熱蒸汽發生器將滾筒乾燥機排出的蒸汽進行加熱，則不僅存在工 藝繁鎖、設備重複設置的問題，而且這種二次蒸汽的循環利用還多耗能，根本達不到節能的 效果。 本發明人曾針對現有乾燥設備存在的問題，設計出公告號為CN100573003C的「雙 回程筒式乾燥機」和公告號為CN100570253C的「三回程筒式乾燥機」。其充分利用「熱」和 「溼」兩種物質運動的潛在勢能為動力，採用「多單元」、「多腔體」、「多回程」的結構特點，以 「多回程傳熱」、「順流傳熱」、「逆流傳熱」、「低溫度乾燥」、「溫和脫水」等新技術，使褐煤揮 發分受到有效地保護，解決了褐煤乾燥著火和爆炸、揮發分流失、降水能力低下、熱效率低 下及一次性投資費用高、運行成本高等問題。儘管經實踐證明，該技術具有熱效率高(大 於81% )，單位熱耗指標低(小於1182kcal/kg · H2O)，一次降水幅度大(50%以上)，脫水 率高(為69-83%)，乾燥提質率高(溼基褐煤低位發熱量為3100kcal/kg，烘後煤可達到 5500kcal/kg，其乾燥提質率為77. 42%，完全可實現低熱值燃料質量的提升)等優點，但在結構設計上仍有需要改進或提高之處，如筒體端部卸料口的物料有時易產生蹦料現象；造 成物料的無序運動，影響乾燥效果，其驅動裝置採用常規技術驅動齒輪和與之嚙合的齒圈 的開式齒輪傳動，為單齒嚙合，動力消耗較大，安全係數較低，齒輪和齒圈用料較多、加工費 用高、加大了生產成本。為此有必要對現有筒式乾燥機的結構進行改造，以進一步完善其功 能，提高其使用性能。

發明內容
本發明的目的是提供一種改進的節能型筒式褐煤乾燥提質裝置，它從根本上改進 了現有筒式乾燥機存在的某些結構不盡合理等問題，使其除保留乾燥提質率高、一次降水 幅度大、揮發分不流失等優點外，結構分布更趨合理，乾燥工藝流暢，使物料流動更加有序 和合理化，有效地減少蹦料現象，與其同類設備相比，運行穩定，筒體整個容積空間形成完 整的料幕，進一步提高產量，降水幅度，乾燥提質率，達到顯著節能、省電、低耗、減排的效 果，其適用範圍廣泛，不但適合單回程筒式褐煤提質乾燥、雙回程筒式褐煤提質乾燥機和三 回程筒式褐煤提質乾燥機，提質後褐煤應用領域更加寬闊。本發明所採用的技術方案是該節能型筒式褐煤乾燥提質裝置包括帶有支架、支 承裝置的機體及其驅動裝置和控制器，其技術要點是軸線與水平面平行的所述機體內部 至少有一個兩端分別設置環形擋料圈和物料流程尾端的環型擋料圈內的筒壁上設置環帶 式漏空卸料口的乾燥筒體，在所述乾燥筒體的內壁設置呈螺旋推進式排列的均料拋撒器， 所述均料拋撒器採用圓弧狀瓦片式結構，其弧面所對的弦面沿徑向固定，其凹面為接料拋 撒面，驅動裝置的通過鏈輪和多排鏈條帶動的環形銷軸排鏈固定組裝在所述機體外周，並 使所述環形銷軸排鏈的中心與所述機體的重心在同一鉛垂線上。所述機體內部至少設置兩個同心布置、相互錯位套裝在一起的乾燥筒體時，應使 設置在所述相鄰乾燥筒體內壁的呈螺旋推進式排列的均料拋撒器的螺旋線推進方向相反， 乾燥筒體之間利用按徑向排列的調節支撐及其補強緩衝墊板連接定位。所述均料拋撒器的圓弧狀瓦片允許採用折邊體替代或採用直角折邊體替代或採 用多稜折邊體替代。所述驅動裝置的通過鏈輪和多排鏈條帶動的環形銷軸排鏈採用通過齒輪帶動的 齒圈固定組裝在所述機體外周，並使所述齒圈的中心與所述機體的重心在同一鉛垂線上。本發明具有的優點及積極效果是由於是在本發明人的公告號為CN100573003C 的「雙回程筒式乾燥機」和公告號為CN100570253C的「三回程筒式乾燥機」的結構基礎上改 進的，所以保留了其具有熱效率高，單位水熱耗指標低，一次降水幅度大，乾燥提質率高等 優點外，因其乾燥筒體採用帶有環型擋料圈的環帶式漏空卸料口，結構分布更趨合理，使物 料流動更加有序和合理化，有效地減少蹦料現象；乾燥筒體的內周面設置呈螺旋推進式布 局的均料拋撒器，採用圓弧狀瓦片式結構，其弧面所對的弦面沿徑向固定，其凹面為接料拋 撒面，進一步將物料不斷的託起、提升、拋撒開，彌散在乾燥筒體的整個容積空間內，形成完 整的料幕，該料幕的完整程度及其均勻度決定了熱介質的傳遞與交換、關係著熱效率、降水 能力和產出量。另外，螺旋推進式排列的均料拋撒器實現新物料的不斷補充、受烘物料不停 向前移動換位，烘後的提質煤，按設計要求高質量地完成烘乾的全過程，再經環帶式漏空卸 料口，即可直接排出或進入下一級流程環節。因水平置放的乾燥筒體和內螺旋推進式布局的採用圓弧狀瓦片式結構的均料拋撒器，有效的控制或規定物料的流動速度，無限延長了 物料的運動軌跡，使工藝更加流暢，熱介質在穿透料幕的過程中與物料進行較強烈的熱和 質的傳遞與交換，表面游離水分不斷的被蒸發汽化、，物料落在筒體內的短暫的停留過程為 「熱」和「溼」兩種物質運動的深度傳遞和交換過程，即大顆粒物料體內所含的結構水和化合 水不斷的被外溢，拋撒時又被蒸發和汽化，故加大了一次降水幅度，增加了褐煤單位容重水 分的去除和乾物質量，實現褐煤質量的迅速提升。其水分去除量越大，單位容重的乾物質量 則增加的越多，其熱值提升越顯著，排出的廢氣溫度就越接近露點、溼度近飽和狀態，從而 大幅度提高熱效率，達到節能低耗的目的。驅動裝置通過多排鏈條驅動機體外周的環形銷 軸排鏈，並使環形銷軸排鏈的中心與機體的重心在同一鉛垂線上，從而形成大包角多排鏈 傳動，其載荷能力強、包角係數大，部件用料省、加工費用低、且更換容易，降低了生產成本， 使用安全可靠。由於本發明是一種重心在中心的迴轉運動，所以啟動扭距小，省時省功省 力，其磨損拉伸變型率低，並且保險係數大。另外本裝置屬於中低溫乾燥，物料升溫並不高， 外周面設置隔熱保溫罩，其機體或環形銷軸排鏈的導熱係數極低，因此，不會對潤滑油構成 威脅或危害，使用更安全。綜上所述，該裝置不但有利於高水分大顆粒物料的結構水和遊 離水等全水分的去除，顯著節省了用戶的土建工程量，減少一次性投資，而且經實際檢驗表 明，與其同類設備相比較，其容積裝滿率提高近2-3倍，產量提高3倍多，一次降水能力提高 4倍以上，相當於現有單層滾筒乾燥機3-4臺串聯能力的總和，該節能型筒式褐煤乾燥提質 裝置在乾燥過程中產生的廢熱汽體可循環使用，廢熱汽體中假如其含有一氧化碳、氫和甲 烷等物質成分時，可以有目的進行分離並回收，一般不會發生熱解反應和汽化反應，及其它 化學反應；單位水熱耗指標可以降低到800kcal/kg ·Η20以下，真正地達到顯著節能、省電、 低耗、減排的效果，其適用範圍廣泛，使提質後的褐煤應用領域更加寬闊。
以下結合附圖對本發明作進一步描述。

圖1是本發明的一種機體內具有三回程乾燥筒體的具體結構示意圖；圖2是圖1沿B-B線的剖視圖；圖3是圖1中的一種機體內具有三回程乾燥筒體的沿A-A線的剖視圖；圖4是圖1中的一種機體內具有雙回程乾燥筒體的沿A-A線的剖視圖；圖5是圖1中的一種機體內具有單回程乾燥筒體的沿A-A線的剖視圖。圖中序號說明1密封箱、2進料裝置、3均料拋撒器、4滾圈、5機體、6環形銷軸排 鏈、7內乾燥筒體、8中間乾燥筒體、9外乾燥筒體、10環帶式漏空卸料口、11熱介質進口或廢 熱出口、12環型擋料圈、13出料口、14託輪、15多排鏈條、16鏈輪、17驅動裝置、18支架、19 廢熱出口或熱介質進口、20調節支撐。
具體實施例方式根據圖1 5詳細說明本發明的具體結構。該節能型筒式褐煤乾燥提質裝置是在 本發明人的公告號為CN100573003C的「雙回程筒式乾燥機」和公告號為CN100570253C的 「三回程筒式乾燥機」的結構基礎上改進的，故其基本構件的規格、型號和製造工藝應按現 有乾燥設備的標準和相關規定確定，特別是結構設計和製造使用更應符合安全生產措施的
6要求和相關標準的規定。該裝置包括帶有支架18、由滾圈4和託輪14構成的支承裝置的機 體5及其驅動裝置和控制器(圖中未示出)等部件。其中機體5的進料端密封箱1和出料 端密封箱1、設置在乾燥筒體的進料端的進料裝置2、出料端的出料口 13等通用部件的結構 同現有筒式乾燥機。驅動裝置17包括組裝在基礎上的常用的電機、減速機、鏈輪16及通過 鏈輪16和多排鏈條15帶動的環形銷軸排鏈6等部件。環形銷軸排鏈6為採用多排節距相 等並用鉚釘鉚合在一起的鏈板與銷軸組成的銷軸式鏈圈(相當於大型鏈輪)，固定組裝在 外周設置隔熱保溫罩的機體5的外周。該裝置屬於中低溫乾燥，物料升溫並不高，環形銷軸排鏈6的導熱係數極低。因 此，不會對環形銷軸排鏈6、多排鏈條15的潤滑油構成危害，使用更安全。驅動裝置17的電 機、減速機帶動的鏈輪16通過多排鏈條15驅動環形銷軸排鏈6構成的大包角多排鏈傳動， 其載荷能力強、包角係數大，鏈輪16、環形銷軸排鏈6的用料省、加工費用低，安全係數大， 且更換容易，可以降低製造成本。為了使驅動裝置17的動力分配得到進一步改善，讓其驅 動性能更加穩定，減少動力消耗，應使環形銷軸排鏈6的中心與機體5的重心在同一鉛垂線 上。支撐裝置的數量可根據機體5的長度和需要設置兩組或多組，每組支撐裝置包括常用 的滾圈4及其通過支座支承的一對支撐託輪14。安裝後的機體5的軸線與水平面平行，而 不採用傳統筒式乾燥機的機體呈傾斜布置的形式。根據設計要求，按照機體5內的熱介質傳遞與交換、降水能力和產出量的需求，機 體5內部至少要設置一個與其軸線平行的乾燥筒體，可以根據「順流傳熱」或「逆流傳熱」的 要求，在其一端設置熱介質進口或廢熱出口 11，另一端則設置熱介質進口或廢熱出口 19。 該乾燥筒體兩端分別設置環形擋料圈12，在乾燥筒體的物料流程尾端的環型擋料圈內的筒 壁上設置環帶式漏空卸料口 10。在乾燥筒體的內壁設置呈螺旋推進式排列的均料拋撒器 3，該均料拋撒器3最好採用圓弧狀瓦片式結構，並使其弧面所對的弦面沿徑向固定，其凹 面為接料拋撒面，凸面為背料面，背料面與內壁除正常接口焊接外，還要做加固支撐焊接， 以防止掉件。經實踐證明半圓弧型均料拋撒器3形成完整料幕的效果最佳。也可根據使 用需要將均料拋撒器3的圓弧狀瓦片採用折邊體替代或採用直角折邊體替代或採用多稜 折邊體替代。當機體5內部至少設置兩個同心布置、相互錯位套裝在一起的乾燥筒體時，應 使設置在相鄰乾燥筒體內壁的呈螺旋推進式排列的均料拋撒器3的螺旋線推進方向相反， 乾燥筒體之間利用按徑向排列的調節支撐20及其補強緩衝墊板連接定位。環型擋料圈12 是一種限制物料無序流出的擋環，即圓環型鋼板製成的擋環的外周與乾燥筒體內壁垂直連 接而成，內環面為略高或平行於均料拋撒器3的圓弧狀瓦片的外周面所在的環形面，數量 為一對，進料端和出料端各設一處。本發明的具體結構可設計成「單回程筒式褐煤乾燥提質裝置」(如圖5所示)、「雙 回程筒式褐煤乾燥提質裝置」(如圖4所示)和「三回程筒式褐煤乾燥提質裝置」(如圖1-3 所示)。其中「單回程筒式褐煤乾燥提質裝置」主要用於褐煤含水率較低，一次降水幅度小 於16%時；機體5內只設置外乾燥筒體9。「雙回程筒式褐煤乾燥提質裝置」主要用於褐煤含水率較高，一次降水幅度小於 30%時；機體5內設置兩個同心布置、相互錯位套裝在一起的內乾燥筒體7、中間乾燥筒體 8。
「三回程筒式褐煤乾燥提質裝置」主要用於褐煤含水率高，一次降水幅度等於或大 於30%以上時；機體5內設置三個同心布置、相互錯位套裝在一起的內乾燥筒體7、中間幹 燥筒體8和外乾燥筒體9。三種結構方式的選用，主要根據用戶的具體要求，如果希望佔用場地面積少，則用 回程數量多的筒式褐煤乾燥提質裝置，採用單回程筒式褐煤乾燥提質裝置的有效長度不應 超過30米。上述的「三回程筒式褐煤乾燥提質裝置」和「單回程筒式褐煤乾燥提質裝置」的幹 燥筒體的進料端的進料裝置2、出料端的出料口 13分別設在乾燥裝置的兩端；而只有「雙回 程筒式褐煤乾燥提質裝置」的乾燥筒體的進料端的進料裝置2、出料端的出料口 13是設在 裝置的同一端。
權利要求
一種節能型筒式褐煤乾燥提質裝置，包括帶有支架、支承裝置的機體及其驅動裝置和控制器，其特徵在於軸線與水平面平行的所述機體內部至少有一個兩端分別設置環形擋料圈和物料流程尾端的環型擋料圈內的筒壁上設置環帶式漏空卸料口的乾燥筒體，在所述乾燥筒體的內壁設置呈螺旋推進式排列的均料拋撒器，所述均料拋撒器採用圓弧狀瓦片式結構，其弧面所對的弦面沿徑向固定，其凹面為接料拋撒面，驅動裝置的通過鏈輪和多排鏈條帶動的環形銷軸排鏈固定組裝在所述機體外周，並使所述環形銷軸排鏈的中心與所述機體的重心在同一鉛垂線上。
2.根據權利要求1所述的節能型筒式褐煤乾燥提質裝置，其特徵在於外周面設置隔 熱保溫罩的所述機體內部至少設置兩個同心布置、相互錯位套裝在一起的所述乾燥筒體 時，應使設置在所述相鄰乾燥筒體內壁的呈螺旋推進式排列的均料拋撒器的螺旋線推進方 向相反，乾燥筒體之間利用按徑向排列的調節支撐及其補強緩衝墊板連接定位。
3.根據權利要求1所述的節能型筒式褐煤乾燥提質裝置，其特徵在於所述均料拋撒 器的圓弧狀瓦片採用折邊體替代或採用直角折邊體替代或採用多稜折邊體替代。
4.根據權利要求1所述的節能型筒式褐煤乾燥提質裝置，其特徵在於所述驅動裝置 的通過鏈輪和多排鏈條帶動的環形銷軸排鏈採用通過齒輪帶動的齒圈固定組裝在所述機 體外周，並使所述齒圈的中心與所述機體的重心在同一鉛垂線上。
全文摘要
一種節能型筒式褐煤乾燥提質裝置，它從根本上改進了現有筒式乾燥機存在的料幕不完整等問題，包括機體及其驅動裝置和控制器，其技術要點是軸線與水平面平行的機體內部至少有一個兩端分別設置環形擋料圈和物料流程尾端設置環帶式漏空卸料口的乾燥筒體，在筒體的內壁設置呈螺旋推進式排列的採用圓弧狀瓦片式結構的均料拋撒器，驅動裝置通過鏈輪和多排鏈條帶動的環形銷軸排鏈的中心與機體的重心在同一鉛垂線上。其除保留乾燥提質率高、一次降水幅度大等優點外，結構分布更趨合理，使物料流動更加有序和合理化，有效地減少蹦料現象，進一步提高幹燥提質率，達到顯著節能、省電、低耗、減排的效果，其適用範圍廣泛，提質後褐煤應用領域更加寬闊。
文檔編號F26B11/06GK101907386SQ201010252170
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月13日 優先權日2010年8月13日
發明者李相榮, 洪武貴 申請人:遼寧中田乾燥設備製造有限公司