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褐煤滚筒干燥技术详解

 

一、技术领域

背景技术:

褐煤是煤化程度最低的煤,一种间于泥炭和沥青煤之间的棕黒色、无光泽的低级煤。褐煤含全水份20-40%,分析基水份10-30%,挥发份15-30%,热值11.71-16.73mj/kg。

我国褐煤探明储量为1303亿吨,占我国煤炭储量的1/3,内蒙褐煤储量占全国的77%。

褐煤一般埋藏浅,开采成本低。但是因为热值低,含水份高,远距离运输不经济。为了解决这一问题需要对褐煤进行脱水干燥。现在主要有下述三种正在试验的干燥方法。一是振动混流干燥,二是带式炉干燥,这两种方法干燥原理一样,都是通入热风使振动筛或传送带上的煤干燥。还有一种滚桶干燥技术,将500℃高温的烟道气通入装有褐煤的滚桶中使褐煤干燥脱水。这三种方法都是用热空气或烟道气干燥,容易引起褐煤自燃或爆炸,因此只处于试验阶段。迄今为止国内还没有一种方法和设备用于褐煤干燥工业上。

技术内容:

褐煤干燥炉是一个转动的圆筒形设备,由11部分组成,即蒸汽管(1)、冷凝水管(2)、大齿圈(3)、干燥炉炉身(4)、干燥炉炉头(5)、电动蝶伐(6)、进煤绞龙(7)、托轮(8、10)、小齿圈(9)、活盖(11)。A为湿煤进口,B为已干燥煤的进口,C为褐煤干燥产生的蒸汽出口,D为中压蒸汽进口,E为冷凝水出口,F为干燥后的褐煤出口。

干燥炉截面为圆形,直径为3-4米,总长度30-50米,用钢板焊成。干燥炉由托轮(8、10)支撑,电机驱动小齿圈(9)转动,代动大齿圈转动,从而使干燥炉以每分钟8转左右的速度旋转。

从D口通入压力为30kg/cm2左右的蒸汽,蒸汽加热管的加热面积为2000m2左右,冷凝水从E口出来回到锅炉。请见图1、图2。干燥炉内温度保持在160℃左右。粉碎至0-30mm的褐煤从A口进入进煤绞龙(7),用绞龙送入干燥炉。经干燥蒸发出的水蒸汽从C口出去,温度为160℃左右,可用来预热煤,或者经压缩后送锅炉产生蒸汽。已干燥的煤,从E口放出。

干燥炉要保持微正压,在褐煤干燥产生的蒸汽出口处安装有电动蝶伐(6),蝶伐与炉内压力传感器相连,炉内为微正压时蝶伐自动打开,炉内为负压时蝶伐自动关小或关闭。干燥的褐煤出口处装有活盖(11),出口可以有2-3个,沿炉的圆周均布。出口转到下半圈时活盖自动打开,放出干燥的煤,出口转到上半圈时活盖依靠自重自动关闭。这样避免空气进入炉内,使干燥炉内处于水蒸汽氛围中,成缺氧状态,防止褐煤自然或爆炸。

如果褐煤水份大,可以从B口加一部分已干燥的褐煤,与湿煤混合,降低水份含量,便于干燥。

二、干燥设备的优点是

1、非常安全

本干燥炉用蒸汽加热脱水,干燥温度能控制在一定范围内,在干燥过程中干燥炉内充满水蒸汽,成缺氧状态,因此在干燥过程中不可能发生褐煤自燃或爆炸。

2、节能

本干燥炉用蒸汽加热脱水,冷凝水又回到锅炉,因此热利用率可达到75-80%,比直火加热炉高20%左右。

本干燥炉在干燥过程中产生的蒸汽还可以收集利用,进一步降低了能耗。

3、生产能力大,单炉可生产干燥褐煤30万吨/年左右,可多套并联,年生产能力可达500万吨左右。

4、脱水量大,干燥褐煤含水份量可在一定范围内调节。

附图说明:

图1为褐煤干燥炉的剖面图。图中1为蒸汽管,2为冷凝水管,3为大齿圈,4为干燥炉身,5为干燥炉炉头,6为蝶伐,7为进煤绞龙,8、10为托轮,9为小齿圈,11为活盖。

A为湿煤进口,B为已干燥的煤进口,C为煤干燥产生的蒸汽出口,D为中压蒸汽进口,E为冷凝水出口,F为干燥后的煤出口。

三、具体实施方式

按照图1、图2制造并安装一台褐煤干燥炉,干燥炉规格为φ3×35米,用厚度20mm的钢板焊制,干燥炉内沿圆周安装3层蒸汽管,蒸汽管上焊有螺旋形翅片,使总加热面积达到1800m2。三层管子的规格为:外层为114×6mm,中层为83×5.5mm,内层为57×5mm。

褐煤干燥产生的蒸汽出口处装有电动蝶伐,并和炉内压力传感器相连。炉尾安装两个出煤口,出煤口上安装活盖。

开车前,炉内装少量水,通入30kg/cm2蒸汽,使炉内水蒸发产生的蒸汽把炉内的空气赶出来,使炉内充满蒸汽,成缺氧状态,当炉内温度达到150℃时,启动干燥炉,转速为7转/分,从A口加入粉碎到0-30mm的褐煤,开始干燥。

四、设备简图

图中1为蒸汽管,2为冷凝水管3为大齿圈,4为干燥炉身,5为干燥炉炉头,6为蝶伐,7为进煤绞龙,8、10为托轮,9为小齿圈,11为活盖。

A为湿煤进口,B为干燥进口,C为煤干燥产生的蒸汽出口,D为中压蒸汽进口,E为冷凝水出口,F为干燥后的煤出口。

干燥炉直径2.5米~3.5米。总长度30~40米,用钢板焊成。内部设置多层蒸汽管,总加热面积为2000~3000平方米。

年生产能力30万吨左右(干燥),可多套并联,每年产量可达300~600万吨。

五、操作说明

炉内保持微正压,使炉内的煤处于蒸汽氛围中,成缺氧状态,防止发生自燃和爆炸。

蒸汽管内通入20~30公斤/平方厘米过热蒸汽(温度为220~240摄氏度),冷凝水返回锅炉。从C口出来由煤干燥产生的水蒸气(温度150~180摄氏度)可用来予热煤,或者经压缩进入锅炉产生蒸汽。本设备热能利用率为75~80%,比直火加热炉高20~30%。本设备很安全,又能连续生产,生产能力大。

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