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低階煤干燥與型煤生產(chǎn)工藝及成套設(shè)備的制作方法

文檔序號(hào):5103979閱讀:207來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):低階煤干燥與型煤生產(chǎn)工藝及成套設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種煤干燥與型煤生產(chǎn)工藝及設(shè)備,尤其是一 種低階煤干燥與型煤生產(chǎn)工藝及成套設(shè)備。
背景技術(shù)
我國(guó)是少數(shù)幾個(gè)以煤炭為主導(dǎo)一次能源資源的國(guó)家之一, 已經(jīng)成為世界第一產(chǎn)煤大國(guó)和第一大煤炭消費(fèi)國(guó)。在未來(lái)幾十年內(nèi),我國(guó) 經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展將繼續(xù)依靠煤炭提供主要的能源支持(約占60-70%)。 2004年我國(guó)煤炭生產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到16億噸,2007年已超過(guò)23億噸。據(jù)統(tǒng) 計(jì),我國(guó)煤炭資源可采儲(chǔ)量位居世界第三,約占世界總儲(chǔ)量的11.5%。其 中低階煤儲(chǔ)量約占世界低階煤總儲(chǔ)量的16%,大部分集中在華北地區(qū)(內(nèi) 蒙古自治區(qū))和云南。目前我國(guó)的煤炭資源的開(kāi)采和利用以煙煤和無(wú)煙煤 為主,低階煤的開(kāi)采和利用水平還很低。隨著我國(guó)對(duì)能源需求的不斷增加 和對(duì)煙煤、無(wú)煙煤資源的過(guò)量開(kāi)采,對(duì)低階煤的開(kāi)發(fā)和利用將越來(lái)越重要, 并在最近受到國(guó)務(wù)院、國(guó)家發(fā)改委的高度重視。根據(jù)有關(guān)方面預(yù)計(jì) 2008-2010年以后我國(guó)低階煤產(chǎn)量每年將達(dá)到2-3億噸。與煙煤、無(wú)煙煤 相比,低階煤的優(yōu)勢(shì)是價(jià)格較低,反應(yīng)活性高,但其熱值相對(duì)較低,含水 量較高(可達(dá)25-65%)。低階煤開(kāi)發(fā)利用的關(guān)鍵之一是對(duì)低階煤干燥、型 煤技術(shù)和提質(zhì)技術(shù)的開(kāi)發(fā)。由于水份含量很高,低階煤的直接燃燒的效率很低,同時(shí)加工工藝性 很差。目前國(guó)外普遍采用水蒸氣干燥工藝對(duì)低階煤進(jìn)行干燥,然后直接送 至坑口電廠(chǎng)用于燃燒發(fā)電。和國(guó)外不同的是,我國(guó)坑口電廠(chǎng)數(shù)量少,大部分電廠(chǎng)遠(yuǎn)離煤礦。因此我國(guó)的煤炭資源開(kāi)采后需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸才能到達(dá) 燃煤電廠(chǎng)。如我國(guó)東部和東南沿海地區(qū)的很多電廠(chǎng)所用的煤炭都運(yùn)自山 西、內(nèi)蒙古的煤礦,即煤炭運(yùn)輸半徑較大。這對(duì)低階煤資源的開(kāi)發(fā)和利用 提出了更高的要求。例如內(nèi)蒙古勝利煤田的低階煤即需要部分運(yùn)至內(nèi)蒙古 自治區(qū)外的電廠(chǎng)進(jìn)行燃燒發(fā)電。從運(yùn)輸成本和燃燒熱值方面考慮,低階煤 需要在干燥后才能運(yùn)輸?shù)诫姀S(chǎng)燃燒。目前報(bào)道的低階煤干燥技術(shù)有水蒸汽干燥、MTE (機(jī)械熱擠壓)和NEDO(日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu))正在開(kāi) 發(fā)的煤漿干燥技術(shù)。美國(guó)開(kāi)發(fā)的水蒸氣干燥處理后的低階煤稱(chēng)為K一燃 料,沒(méi)有解決低階煤自燃的問(wèn)題,甚至使自燃的可能性增加,不適合我國(guó) 低階煤資源開(kāi)發(fā)利用的國(guó)情。因?yàn)槲覈?guó)的低階煤資源開(kāi)發(fā)后,低階煤要通 過(guò)陸地和船舶運(yùn)輸?shù)狡渌貐^(qū)的燃煤電廠(chǎng)。除水蒸氣干燥技術(shù)外,國(guó)內(nèi)外 尚無(wú)其它工業(yè)化的低階煤干燥技術(shù)。澳洲低階煤研究中心(Lignite CRC) 研究的機(jī)械熱擠壓(MTE)技術(shù)尚處在實(shí)驗(yàn)室研究開(kāi)發(fā)階段。該技術(shù)處理 效率極低,處理后的低階煤含水量仍較高(如處理后的維多利亞低階煤含 水量仍有25-30%)。該研究小組在維省Loy Yang電廠(chǎng)的資助下有在2008 年建立每小時(shí)20噸的中試臺(tái)架的計(jì)劃。環(huán)太平洋有限公司(Edge Pacific Ltd)開(kāi)發(fā)的低階煤熱壓干燥技術(shù)目前處在5噸/小時(shí)的小試階段,干燥成 本為120-150元人民幣。日本NEDO資助的正在開(kāi)發(fā)的低階煤干燥技術(shù)利 用重油和低階煤混合處理,實(shí)現(xiàn)低階煤的干燥和改性。該技術(shù)適用于煤的 液化工藝,處理成本較高,消耗大量重油,也不適合我國(guó)國(guó)情。該技術(shù)目 前在印尼進(jìn)行印尼低階煤的小型試驗(yàn)。澳大利亞的White Energy公司與 CSIRO聯(lián)合開(kāi)發(fā)的技術(shù)則采用煙氣干燥和雙輥擠壓的工藝設(shè)備對(duì)澳大利亞褐煤進(jìn)行干燥處理與型煤的生產(chǎn),已經(jīng)建立20噸/小時(shí)的中試臺(tái)架,正 在進(jìn)行工業(yè)推廣。總體而言,目前尚沒(méi)有成熟的低階煤干燥技術(shù)。因此, 開(kāi)發(fā)適合我國(guó)低階煤特點(diǎn)和滿(mǎn)足長(zhǎng)途運(yùn)輸及存儲(chǔ)要求的低階煤干燥技術(shù) 是十分迫切的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提出的工藝結(jié)合高壓成 型和利用余熱進(jìn)行干燥兩項(xiàng)技術(shù),既解決干燥后的低階煤在儲(chǔ)存和長(zhǎng)途運(yùn) 輸過(guò)程中易發(fā)生自燃的難題,同時(shí)利用煙氣替代水蒸氣干燥的工藝也解決 我國(guó)北方地區(qū)缺乏水資源的問(wèn)題,有利于降低干燥成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是低階煤干燥與型煤生產(chǎn) 工藝將低階煤原煤經(jīng)過(guò)給煤機(jī)(11)送入鄂式破碎機(jī)(12)粉碎成〈10mm的顆粒。粉碎機(jī)采用鄂式破碎方式,具有較高的破碎效率。破碎后的煤進(jìn)入流化床干燥器(13),在10(TC 15(TC溫度下進(jìn)行初步干燥脫除部分水 分,然后進(jìn)入磨煤機(jī)(14)進(jìn)一步粉碎成細(xì)粒度(0.6 1.0mm)的煤粉, 煤粉再一次送入間接傳熱滾筒干燥器(15),在15(TC 35(TC溫度下進(jìn)行 二次干燥,以脫除水分。干燥后的煤粉經(jīng)過(guò)冷卻后,在一定溫度(30 90 °C)下,水分含量合格(5-18%)的煤粉由螺旋送料器定量送入主進(jìn)料器, 進(jìn)料速度由螺旋送料器控制。煤粉經(jīng)主進(jìn)料器送入由偏心滾輪組成的內(nèi)輥 式高壓型煤機(jī)(16),在高壓(50 300Mpa)下高效地將低階煤擠壓成型, 進(jìn)入成品煤倉(cāng)(17),生產(chǎn)出用戶(hù)需要的型煤產(chǎn)品。低階煤干燥與型煤生產(chǎn)成套設(shè)備,包括給煤機(jī)(11)、鄂式破碎機(jī)(12)、 流化床干燥器(13)、磨煤機(jī)(14)、間接傳熱滾筒干燥器(15)、內(nèi)輥式 高壓型煤機(jī)(16)、成品煤倉(cāng)(17)。內(nèi)輥式高壓型煤機(jī)(16)是本技術(shù)裝備的核心單元,主要由支承在傳 動(dòng)輥(8)上的外齒輪(5)、裝在偏心內(nèi)環(huán)上并繞軸旋轉(zhuǎn)的內(nèi)齒輥壓力盤(pán) (6)組成。包括進(jìn)料裝置(1),支撐框架(2),出料槽(3),限位卸料 裝置(4),外齒輪(5),內(nèi)齒輥壓力盤(pán)(6),壓力支撐架(7),傳動(dòng)輥(8), 底座(9),主電機(jī)(10)。支撐框架(2)固定在底座(9)上。進(jìn)料裝置 (1)位于本實(shí)用新型的上端,與限位卸料裝置(4)相連,限位卸料裝置 (4)與外齒輪(5)和出料槽(3)連接,外齒輪(5)的內(nèi)面有溝槽,內(nèi) 齒輥壓力盤(pán)(6)的連續(xù)邊緣插在溝槽內(nèi),壓力支撐架(7)的下端通過(guò)液 壓裝置與支撐框架(2)相連。壓力支撐架(7)的橫梁通過(guò)軸和軸承與內(nèi) 齒輥壓力盤(pán)(6)連接。主電機(jī)(10)與傳動(dòng)輥(8)連接,傳動(dòng)輥(8) 與外齒輪(5)嚙合。本技術(shù)和成套設(shè)備的特點(diǎn)如下(1) 集低階煤干燥和型煤生產(chǎn)工藝于一體的成套設(shè)備。本工藝和設(shè) 備可以單獨(dú)進(jìn)行干燥或同時(shí)實(shí)現(xiàn)干燥和低階煤的型煤生產(chǎn)及提質(zhì)處理,具 有高度的靈活性和集成性。目前唯一工業(yè)化的低階煤干燥技術(shù)是利用水蒸 汽對(duì)低階煤進(jìn)行干燥,不僅成本高,效率低,而且干燥后的低階煤不適合 長(zhǎng)途運(yùn)輸,沒(méi)有解決低階煤自燃的問(wèn)題,而高溫?zé)煔庵苯咏佑|干燥工藝在 進(jìn)行低階煤處理的過(guò)程中具有極大的燃燒爆炸的危險(xiǎn)性。本技術(shù)對(duì)低階煤 進(jìn)行干燥的同時(shí)實(shí)現(xiàn)型煤的生產(chǎn),并提高其熱值。處理后的低階煤適合在 燃煤電廠(chǎng)和冶金企業(yè)使用。(2) 髙效低成本。本技術(shù)在工藝和設(shè)備的設(shè)計(jì)上采用了獨(dú)特的思路, 和目前國(guó)外正在開(kāi)發(fā)的MTE技術(shù)相比,工藝設(shè)備具有高的生產(chǎn)效率,干燥效果好,運(yùn)行成本低。噸煤綜合干燥和型煤生產(chǎn)的成本約為60 100 元,因此一旦實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和得到工業(yè)應(yīng)用,將具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。和 日本NEDO正在開(kāi)發(fā)的干燥提質(zhì)技術(shù)相比,成本也大大降低。與高溫?zé)?氣直接接觸的干燥工藝相比,處理過(guò)程中產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)性很小。(3)干燥后的低階煤自燃可能性大大降低。低階煤和高階煤相比具 有高的反應(yīng)活性,在儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中有自燃的危險(xiǎn),這是長(zhǎng)期困擾世 界低階煤產(chǎn)業(yè)的難題。通過(guò)本申請(qǐng)技術(shù)處理后的低階煤,其熱值相應(yīng)提高 300-500kJ/Kg,同時(shí)自燃的指數(shù)大大降低,可以和高階煤一樣適合長(zhǎng)距離 運(yùn)輸。因此,本技術(shù)具有很高的推廣價(jià)值和工業(yè)應(yīng)用前景。


圖l是本發(fā)明的工藝流程框圖。圖2是內(nèi)輥式高壓型煤機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示將低階煤原煤經(jīng)過(guò)給煤機(jī)11送入鄂式破碎機(jī)12粉碎成 〈10mm的顆粒。粉碎機(jī)采用鄂式破碎方式,具有較高的破碎效率。破碎后 的煤進(jìn)入流化床干燥器13,在10(TC 15(TC溫度下進(jìn)行初步干燥脫除部分 水分,然后進(jìn)入磨煤機(jī)14進(jìn)一步粉碎成細(xì)粒度(0.6 1.0mm)的煤粉,煤 粉再一次送入間接傳熱滾筒干燥器15,在15(TC 35(TC溫度下進(jìn)行二次干 燥,以脫除水分。干燥后的煤粉經(jīng)過(guò)冷卻后,在一定溫度(30 90°C)下, 水分含量合格(5-18%)的煤粉由螺旋送料器定量送入主進(jìn)料器,進(jìn)料速 度由螺旋送料器控制。煤粉經(jīng)主進(jìn)料器送入由偏心滾輪組成的內(nèi)輥式高壓 型煤機(jī)16,在高壓(50 300Mpa)下高效地將低階煤擠壓成型,進(jìn)入成品煤倉(cāng)17,生產(chǎn)出用戶(hù)需要的型煤產(chǎn)品。低階煤干燥與型煤生產(chǎn)成套設(shè)備,包括給煤機(jī)ll、鄂式破碎機(jī)12、 流化床干燥器13、磨煤機(jī)14、間接傳熱滾筒干燥器15、型煤機(jī)16、成品 煤倉(cāng)17。如圖2所示內(nèi)輥式高壓型煤機(jī)16是本技術(shù)裝備的核心單元,主要 由支承在傳動(dòng)輥8上的外齒輪5、裝在偏心內(nèi)環(huán)上并繞軸旋轉(zhuǎn)的內(nèi)齒輥壓 力盤(pán)6組成。包括進(jìn)料裝置l,支撐框架2,出料槽3,限位卸料裝置4, 外齒輪5,內(nèi)齒輥壓力盤(pán)6,壓力支撐架7,傳動(dòng)輥8,底座9,主電機(jī)IO。 支撐框架2固定在底座9上。進(jìn)料裝置1位于本實(shí)用新型的上端,與限位 卸料裝置4相連,限位卸料裝置4與外齒輪5和出料槽3連接,外齒輪5 的內(nèi)面有溝槽,內(nèi)齒輥壓力盤(pán)6的連續(xù)邊緣插在溝槽內(nèi),壓力支撐架7 的下端通過(guò)液壓裝置與支撐框架2相連。壓力支撐架7的橫梁通過(guò)軸和軸 承與內(nèi)齒輥壓力盤(pán)6連接。主電機(jī)10與傳動(dòng)輥8連接,傳動(dòng)輥8與外齒 輪5嚙合。用雙室離心給煤機(jī)11將煤粉喂入內(nèi)輥式高壓的槽道中。傳動(dòng)輥8的 軸頸在雙列球面軸承中旋轉(zhuǎn),而后者裝在機(jī)座上。由主電動(dòng)機(jī)10經(jīng)減速 機(jī)和兩根中間軸帶動(dòng)傳動(dòng)輥8旋轉(zhuǎn),中間軸與傳動(dòng)輥8的連接使用聯(lián)軸器。 兩個(gè)輥?zhàn)右酝瑯拥乃俣认蛲环较蜣D(zhuǎn)動(dòng),對(duì)于壓力環(huán)來(lái)說(shuō),它們是主動(dòng)輪。外齒輪5上部設(shè)有限位卸料裝置4,它是插入型模中的鏟板,將型煤 帶由圓環(huán)中鏟起來(lái)并沿著壓痕將其折成單塊型煤,然后經(jīng)出料槽3進(jìn)入下 部的成品煤倉(cāng)。型煤帶上的壓痕是由內(nèi)齒輥壓力盤(pán)6上的凸脊壓成的。壓力環(huán)是優(yōu)質(zhì)鋼的整體鍛造件。環(huán)內(nèi)鑲嵌48塊型模件,每側(cè)24塊。型模件是弧形,用耐磨鋼制造,并用螺栓固定在壓力環(huán)上。這些弧形件組 合起來(lái),成為模型槽的環(huán)形外壁。在圓盤(pán)外緣用螺栓壓上弧形模板,每側(cè)16塊,形成型模槽的內(nèi)壁。圓盤(pán)牢固地裝在軸上,隨之一同旋轉(zhuǎn)。壓制低階煤時(shí),型模件的使用壽命是8000-10000小時(shí),在這之后必須磨削,并在重新安裝時(shí)要在圓環(huán)或圓盤(pán)上加墊片。 內(nèi)輥式高壓型煤機(jī)的工作壓力為50-300 MPa。
權(quán)利要求
1、低階煤干燥與型煤生產(chǎn)工藝,其特征在于,將低階煤原煤經(jīng)過(guò)給煤機(jī)(11)送入鄂式破碎機(jī)(12)粉碎成<10mm的顆粒;粉碎機(jī)采用鄂式破碎方式,具有較高的破碎效率;破碎后的煤進(jìn)入流化床干燥器(13),在100℃~150℃溫度下進(jìn)行初步干燥脫除部分水分,然后進(jìn)入磨煤機(jī)(14)進(jìn)一步粉碎成細(xì)粒度(0.6~1.0mm)的煤粉,煤粉再一次送入間接傳熱滾筒干燥器(15),在150℃~350℃溫度下進(jìn)行二次干燥,以脫除水分;干燥后的煤粉經(jīng)過(guò)冷卻后,在一定溫度(30~90℃)下,水分含量合格(5-18%)的煤粉由螺旋送料器定量送入主進(jìn)料器,進(jìn)料速度由螺旋送料器控制;煤粉經(jīng)主進(jìn)料器送入由偏心滾輪組成的內(nèi)輥式高壓型煤機(jī)(16),在高壓(50~300Mpa)下高效地將低階煤擠壓成型,進(jìn)入成品煤倉(cāng)(17),生產(chǎn)出用戶(hù)需要的型煤產(chǎn)品。
2、 如權(quán)利要求1所述的低階煤干燥與型煤生產(chǎn)工藝,所用的成套設(shè) 別包括給煤機(jī)(ll)、鄂式破碎機(jī)(12)、流化床干燥器(13)、磨煤機(jī)(14)、 間接傳熱滾筒干燥器(15)、成品煤倉(cāng)(17),其特征在于,還包括內(nèi)輥式 高壓型煤機(jī)(16),其包括進(jìn)料裝置(1),支撐框架(2),出料槽(3), 限位卸料裝置(4),外齒輪(5),內(nèi)齒輥壓力盤(pán)(6),壓力支撐架(7), 傳動(dòng)輥(8),底座(9),主電機(jī)(l'0);支撐框架(2)固定在底座(9) 上;進(jìn)料裝置(1)位于本實(shí)用新型的上端,與限位卸料裝置(4)相連, 限位卸料裝置(4)與外齒輪(5)和出料槽(3)連接,外齒輪(5)的內(nèi) 面有溝槽,內(nèi)齒輥壓力盤(pán)(6)的連續(xù)邊緣插在溝槽內(nèi),壓力支撐架(7)的下端通過(guò)液壓裝置與支撐框架(2)相連;壓力支撐架(7)的橫梁通過(guò) 軸和軸承與內(nèi)齒輥壓力盤(pán)(6)連接;主電機(jī)(10)與傳動(dòng)輥(8)連接,傳動(dòng)輥(8)與外齒輪(5)嚙合。
全文摘要
低階煤干燥與型煤生產(chǎn)工藝將低階煤原煤經(jīng)過(guò)給煤機(jī)(11)送入鄂式破碎機(jī)(12)粉碎成<10mm的顆粒。粉碎機(jī)采用鄂式破碎方式,具有較高的破碎效率。破碎后的煤進(jìn)入流化床干燥器(13),在100℃~150℃溫度下進(jìn)行初步干燥脫除部分水分,然后進(jìn)入磨煤機(jī)(14)進(jìn)一步粉碎成細(xì)粒度(0.6~1.0mm)的煤粉,煤粉再一次送入間接傳熱滾筒干燥器(15),在150℃~350℃溫度下進(jìn)行二次干燥,以脫除水分。干燥后的煤粉經(jīng)過(guò)冷卻后,在一定溫度(30~90℃)下,水分含量合格(5-18%)的煤粉由螺旋送料器定量送入主進(jìn)料器,進(jìn)料速度由螺旋送料器控制。煤粉經(jīng)主進(jìn)料器送入由偏心滾輪組成的內(nèi)輥式高壓型煤機(jī)(16),在高壓(50~300MPa)下高效地將低階煤擠壓成型,進(jìn)入成品煤倉(cāng)(17),生產(chǎn)出用戶(hù)需要的型煤產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C10L5/04GK101220308SQ200810010240
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月28日
發(fā)明者余江龍, 輝 宋, 李先春, 畢孝國(guó), 巍 謝 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院
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