專利名稱：一種生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的設備及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)水煤漿的設備，特別是涉及一種通過氣流激波粉碎技術(shù)生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的設備及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
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采，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制及運輸；原煤開采與運輸困難，費用高。原煤本身化學結(jié)構(gòu)極其復雜，多以稠環(huán)芳烴或雜環(huán)芳烴構(gòu)成，并含有大量硫和氮之類雜質(zhì)，以原煤形式用作燃料時，產(chǎn)生大量有害氣體及雜質(zhì)，污染環(huán)境，造成大面積酸雨，危害人類生存環(huán)境。固體原煤中雜質(zhì)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(qū)，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(jīng)濟性。
為了使固體原煤變成清潔無污染便于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，然后將顆粒狀炭粒與水或油餾份調(diào)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制得可用管道輸送并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(jīng)濟性差，無法與石油產(chǎn)品競爭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)獨特、體積小、頻率高、產(chǎn)量大、高效、經(jīng)濟生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的設備。
本發(fā)明的另一個目的提供一種由本發(fā)明提供的設備生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的方法。
本發(fā)明提供的一種生產(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子11，各轉(zhuǎn)子通過軸套12分別與可旋轉(zhuǎn)軸耦合相連，轉(zhuǎn)子與軸呈小于或等于90°角；孔板13設在轉(zhuǎn)子間與軸垂直，其外緣與殼體內(nèi)側(cè)壁形狀相同并相連，內(nèi)緣為中心環(huán)形孔18，有支撐柱19支撐；各孔板與各轉(zhuǎn)子之間的距離可以相同或不同；所述轉(zhuǎn)子11包括轉(zhuǎn)子板14與軸套12，轉(zhuǎn)子板固定在軸套上，轉(zhuǎn)子板徑向伸向殼體有一距離，其外緣呈規(guī)則或不規(guī)則星形多邊形15，轉(zhuǎn)子板的一側(cè)面上設有至少兩個葉片17，每個葉片呈楔狀規(guī)則或不規(guī)則弧形曲面，都從星形多邊形的每個頂點徑向向內(nèi)延伸，葉片高度徑向向內(nèi)漸低，曲面曲度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向一致；在轉(zhuǎn)子板上還可包括一個固定到葉片上的園環(huán)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(zhuǎn)軸7呈30°-60°角，優(yōu)選呈45°角。
按照本發(fā)明提供的生產(chǎn)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(小于或等于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厘米顆粒料，優(yōu)選為0.5-1.0厘米。
所述進料裝置5，可以包括通過進料口的進料料斗，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(guān)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(zhuǎn)子上方空間，或設在殼的側(cè)壁上方經(jīng)孔板隨物料氣流進入物料旋流，可更有利均勻分配于物料氣流中，根據(jù)生產(chǎn)實際情況及煤或炭粒度，隨時調(diào)整兩者之間進料速率。
所述轉(zhuǎn)子11(圖1)包括轉(zhuǎn)子板與中心旋轉(zhuǎn)軸相耦聯(lián)的軸套，整個轉(zhuǎn)子可隨可旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)?？尚D(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速通常為1000-10000轉(zhuǎn)/分，優(yōu)選為2000-5000轉(zhuǎn)/分。轉(zhuǎn)子板的上側(cè)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(shù)目與葉片的結(jié)構(gòu)尺寸、設備的生產(chǎn)能力、可旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子數(shù)目及轉(zhuǎn)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(guān)系。轉(zhuǎn)子板徑向伸向殼體、距一距離，使進入殼體而隨轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)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(chǎn)生壁壓，而且物料氣流受到高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子板上葉片作用產(chǎn)生的氣流沖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游轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子板空間區(qū)，形成一似S形物料氣流旋轉(zhuǎn)規(guī)痕。轉(zhuǎn)子板的外緣呈規(guī)則或不規(guī)則星形多邊形，使物料氣流通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子板空間形成旋流氣流受到高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子板上的葉片作用，產(chǎn)生氣流激波，以及轉(zhuǎn)子板外緣呈規(guī)則或不規(guī)則的星形多邊形影響，使物料氣流產(chǎn)生規(guī)則和不規(guī)則相間多重沖擊氣流激波，即由于轉(zhuǎn)子板外緣空間規(guī)痕的多重性，使得形成的氣流激波相間的多重沖擊激波，非常有利于粒料原煤的粉碎。此外以及高速旋轉(zhuǎn)軸帶動物料氣流離心力作用，徑向向殼體壁產(chǎn)生一種強力氣流激波及反彈氣流激波與上述多重沖擊波共同作用匯合一起而被折流進入下游轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子板上空間區(qū)，進行重復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(zhuǎn)子板的外緣呈規(guī)則的星形多邊形，設在其上側(cè)的葉片呈兩組葉片間隔均布在轉(zhuǎn)子板上(圖2)，分別由星形多邊形各相應頂點徑向向內(nèi)延伸；如果轉(zhuǎn)子板的外緣呈不規(guī)則星形多邊形，由不規(guī)則的星狀多邊形各自頂點徑向向內(nèi)的葉片呈不規(guī)則分布在轉(zhuǎn)子板上(圖3)，由于轉(zhuǎn)子板外緣結(jié)構(gòu)形狀，使物料氣流與葉片，殼壁作用產(chǎn)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于或等于200目的精細顆粒。轉(zhuǎn)子數(shù)目通常至少兩層，優(yōu)選4-12層。所述孔板(圖6)設在相鄰轉(zhuǎn)子間，孔板層(個)數(shù)與轉(zhuǎn)子層(個)數(shù)相同，孔板與轉(zhuǎn)子間距離或每層轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸的中心的環(huán)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(nèi)經(jīng)環(huán)形孔多次流向下游孔板(和轉(zhuǎn)子)，物料氣流隨著這種多重交替流動產(chǎn)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(shù)為2-20個，與中心可旋轉(zhuǎn)軸成30°-60°角，優(yōu)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(jīng)過噴嘴與經(jīng)粉碎后為≤200目的精細煤粉充分混合而成水煤漿或油煤漿經(jīng)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(zhì)以及產(chǎn)品要求的情況而控制其噴入量，通常上層噴入量少于下層噴入量，如果進入物料為高嶺土、鐵礦石或其它固體物料等，是實現(xiàn)粉碎目的，則無需噴入水等，如果需要噴入少量水，也僅是防粉沉擴散污染環(huán)境。
本發(fā)明提供的生產(chǎn)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、白云石等，固體化工原料，以及廢橡膠制品、農(nóng)作物秸稈、茶葉、頻果、竹筍、海帶等。
本發(fā)明提供的生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的方法包括，在生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的設備中，將粒徑為0.1-2厘米的煤或炭由進料口送入設備中流經(jīng)轉(zhuǎn)子及孔板而產(chǎn)生的多重激波和壁壓作用下粉碎成小于或等于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于或等于200目的精細煤或炭?；旌暇鶆虻盟簼{或油煤漿。
按照本發(fā)明提供的生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的設備及其生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的方法特點為設備結(jié)構(gòu)獨特、體積小、產(chǎn)量大、產(chǎn)率高，設備投資?。还に嚵鞒潭?、操作簡單方便、成本低、高效經(jīng)濟，可被廣泛應用于產(chǎn)煤區(qū)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(chǎn)水煤或油煤漿的設備正視剖面結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)軸 8.傳動裝置 9.軸承 10.密封件 11.轉(zhuǎn)子 12.軸套 13.孔板 14.轉(zhuǎn)子板 15.外緣星形多邊形 16.園環(huán) 17.葉片 18.環(huán)形孔 19.支撐柱 20.噴嘴層圖2-3為轉(zhuǎn)子俯視示意4-5為葉片部分側(cè)視示意6為孔板俯視示意7為噴嘴層截面示意圖具體實施方式
本發(fā)明用下列具體實施方案結(jié)合附圖來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于具體實施方案。
實施例1本發(fā)明提供的生產(chǎn)水煤漿設備由耐磨拋光不銹鋼制作。高1.5米，直徑0.5米，設有8層轉(zhuǎn)子及8層孔板，可旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速控制在3000-5000轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)子為規(guī)則星形十邊形(如圖2)，葉片為規(guī)則楔狀弧形曲面(如圖4)，原料原煤進量尺寸大約10-20厘米，噴入水量40％(以產(chǎn)品水煤漿總重量計)，經(jīng)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(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子(11)，各轉(zhuǎn)子通過軸套(12)分別與可旋轉(zhuǎn)軸耦合相連，轉(zhuǎn)子與軸呈小于或等于90°角；孔板(13)設在轉(zhuǎn)子間與軸垂直，其外緣與殼體內(nèi)側(cè)壁形狀相同并相連，內(nèi)緣為中心環(huán)形孔(18)，有支撐柱(19)支撐；所述轉(zhuǎn)子(11)包括轉(zhuǎn)子板(14)與軸套(12)，轉(zhuǎn)子板固定在軸套上，轉(zhuǎn)子板徑向伸向殼體有一距離，其外緣呈規(guī)則或不規(guī)則星形多邊形(15)，轉(zhuǎn)子板的一側(cè)面上設有至少兩個葉片(17)，每個葉片呈楔狀規(guī)則或不規(guī)則弧形曲面，都從星形多邊形的每個頂點徑向向內(nèi)延伸，葉片高度徑向向內(nèi)漸低，曲面曲度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向一致；在轉(zhuǎn)子板上還可包括一個固定到葉片上的環(huán)(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(zhuǎn)軸呈30°-60°角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的設備，其特征在于所述轉(zhuǎn)子為4-12個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的設備，其特征在于所述葉片為2-24個葉片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的設備，其特征在于所述可旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為1000-10000轉(zhuǎn)/分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的設備，其特征在于所述進料粒狀原煤或炭粒度為0.1-2.0厘米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的一種生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的設備，其特征在于所述噴嘴層有噴嘴4-12個。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的一種生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的設備，其特征在于噴嘴與中心可旋轉(zhuǎn)軸呈45°角。
8.一種生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的方法包括下列步驟1.在生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的設備中，將粒徑為0.1-2厘米的煤或炭由進料口送入設備中經(jīng)轉(zhuǎn)子及孔板而被粉碎成小于或等于200目的精細煤?；蛱苛?。2.由噴嘴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于或等于200目的精細煤?；蛱苛；旌暇鶆虻盟簼{或油煤漿。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7的任一項生產(chǎn)水煤漿或油煤漿的設備用于粉碎金屬和非金屬礦石，固體化工原材料、廢橡膠制品、農(nóng)作物秸稈、茶葉、頻果、竹筍、海帶的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)水煤漿的設備，包括殼體、物料進出口、可旋轉(zhuǎn)軸，設在殼體中心，軸上縱向設有多個轉(zhuǎn)子，各轉(zhuǎn)子通過軸套分別與可旋轉(zhuǎn)軸耦合相連，孔板設在轉(zhuǎn)子間與軸垂直，其外緣與殼體內(nèi)側(cè)壁形狀相同并相連，內(nèi)緣為中心環(huán)形孔，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子板徑向伸向殼體有一距離，其外緣呈規(guī)則或不規(guī)律星形多邊形，轉(zhuǎn)子板的一個側(cè)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(jié)構(gòu)獨特，體積小頻率高，產(chǎn)量大，高效經(jīng)濟生產(chǎn)水煤漿或油煤漿，還可用于粉碎金屬、非金屬礦化工固體原材料、農(nóng)產(chǎn)品等。
文檔編號F23K1/02GK1528866SQ200310101928
公開日2004年9月15日 申請日期2003年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月15日
發(fā)明者王逢旦, 王祖納, 芮素生 申請人:王逢旦