一種自密封式低階煤及煤泥負(fù)壓干燥裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自密封式低階煤及煤泥負(fù)壓干燥裝置，屬于煤炭干燥設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]低階煤主要為褐煤、長(zhǎng)焰煤、不粘煤、弱粘煤等，由于其煤化程度低，孔隙發(fā)達(dá)，含水量較高(通常為30%-50%)，熱值低，但其揮發(fā)份高，燃點(diǎn)低。煤泥是煤炭在破碎分選過(guò)程中產(chǎn)生的，通常需要經(jīng)過(guò)浮選和壓濾，但是經(jīng)壓濾后的煤泥含水量依舊很高(通常為不低于20%)。低階煤及煤泥的高水分直接影響其使用、運(yùn)輸和儲(chǔ)存。因?yàn)槊旱乃衷黾?，有用成分相?duì)減少，且水分在燃燒時(shí)變成蒸汽要吸熱，因而降低了煤的發(fā)熱量；煤的水分增加，還增加了無(wú)效運(yùn)輸，并給卸車(chē)帶來(lái)了困難。所以，為了充分開(kāi)發(fā)利用低階煤及煤泥，必須對(duì)其進(jìn)行干燥處理。目前，國(guó)內(nèi)低階煤及煤泥干燥通常使用筒式干燥機(jī)，采用高溫?zé)釤煔馀c煤粒直接接觸脫水，脫水效率低、粉塵量大，而且存在容易自燃、爆炸等安全隱患。
[0003]煤的水分是指單位質(zhì)量的煤中水的含量。煤的水分有內(nèi)在水分和外在水分兩種。外在水分附著在煤顆粒表面，很容易在常溫下的干燥空氣中蒸發(fā)，但是蒸發(fā)到煤顆粒表面的水蒸氣壓與空氣的濕度平衡時(shí)就不再蒸發(fā)，而且外在水分也可以借助機(jī)械擠壓方式脫除。位于煤內(nèi)部毛細(xì)孔中的內(nèi)在水主要以液態(tài)滲流或先蒸發(fā)再擴(kuò)散的方式脫除，這兩種脫水形式都與界面水蒸汽分壓有關(guān)，負(fù)壓環(huán)境下，界面水蒸氣分壓較低，毛細(xì)管水脫除速度較大，另外，根據(jù)開(kāi)爾文公式，相同干燥溫度下，環(huán)境壓強(qiáng)越低，水蒸汽分壓越低，能夠脫水的煤中孔隙尺寸越小，內(nèi)在水分脫除的越徹底。所以，負(fù)壓干燥環(huán)境利于煤中水分高效、深度和快速脫除，而且需要的熱能少。中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利“一種褐煤干燥提質(zhì)系統(tǒng)”(專(zhuān)利號(hào):201020285076.0，公告日:2011年2月16日)中提到的密閉負(fù)壓環(huán)境的形成是通過(guò)密封給料端和密封排料端實(shí)現(xiàn)的，但給料與排料如何做到密封沒(méi)有解釋清楚。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)“褐煤管式干燥機(jī)”(申請(qǐng)?zhí)?201310584790.8，公開(kāi)日:2014年2月19日)中所提到的負(fù)壓密閉環(huán)境是通過(guò)給料端和排料端均設(shè)有兩級(jí)密封擋板獲得的，這種密封裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且需較高的自動(dòng)化程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種自密封式低階煤及煤泥負(fù)壓干燥裝置，利用螺旋擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)特征，通過(guò)煤料的進(jìn)出過(guò)程實(shí)現(xiàn)自密封以獲得負(fù)壓密閉環(huán)境，解決了低階煤及煤泥負(fù)壓干燥中密閉負(fù)壓環(huán)境難以獲得的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了兩種技術(shù)方案。
[0006]本發(fā)明提供的第一種技術(shù)方案為:本發(fā)明包括依次配合連接的螺旋給料器、干燥筒與螺旋排料器，螺旋給料器和螺旋排料器都包括圓柱部分和截頭圓錐部分，其中螺旋給料器的圓柱部分與干燥筒連接，螺旋排料器的截頭圓錐部分與干燥筒連接；
螺旋給料器的截頭圓錐部分設(shè)置入料口，螺旋排料器的圓柱部分的末端設(shè)置出料口 ； 螺旋給料器和螺旋排料器內(nèi)部設(shè)置螺旋葉片，所述相鄰螺旋葉片之間的螺距沿著從截頭圓錐部分到圓柱部分的方向逐漸遞減；
中心熱氣管沿中心軸線(xiàn)方向貫穿螺旋給料器、干燥筒和螺旋排料器，螺旋給料器和螺旋排料器內(nèi)部的螺旋葉片與中心熱氣管固定連接；
在干燥筒內(nèi)部，至少3塊煤料刮板與中心軸線(xiàn)平行并環(huán)繞干燥筒內(nèi)壁等間距均勻布置，所述每塊煤料刮板通過(guò)至少2塊支撐板與中心熱氣管固定連接；
在干燥筒內(nèi)部，U型熱交換管?chē)@中心熱氣管以輻射狀布置，所述U型熱交換管的兩端口與中心熱氣管固定連接并貫通；
螺旋葉片、煤料刮板、支撐板、U型熱交換管與中心熱氣管連接為一個(gè)整體，在動(dòng)力系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；
螺旋排料器的截頭圓錐部分設(shè)置水蒸氣外排口，所述水蒸氣外排口通過(guò)真空泵與除塵裝置連接。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)化，第一種技術(shù)方案中U型熱交換管的設(shè)置方式為:在干燥筒內(nèi)部，沿中心熱氣管的一處橫截面圓環(huán)線(xiàn)在中心熱氣管內(nèi)部設(shè)置密封板，所述至少3個(gè)U型熱交換管?chē)@該密封板以輻射狀等間距均勻布置，并且使全部U型熱交換管的兩端口分布在該密封板的兩側(cè)；按照前述方式在干燥筒內(nèi)部的中心熱氣管的至少3個(gè)不同位置橫截面圓環(huán)線(xiàn)處設(shè)置密封板和U型熱氣管。
[0008]本發(fā)明提供的第二種技術(shù)方案為:本發(fā)明包括依次配合連接的螺旋給料器、干燥筒與螺旋排料器，螺旋給料器和螺旋排料器都包括圓柱部分和截頭圓錐部分，其中螺旋給料器的圓柱部分與干燥筒連接，螺旋排料器的截頭圓錐部分與干燥筒連接；
螺旋給料器的截頭圓錐部分設(shè)置入料口，螺旋排料器的圓柱部分的末端設(shè)置出料口 ；螺旋給料器和螺旋排料器內(nèi)部設(shè)置螺旋葉片，所述相鄰螺旋葉片之間的螺距沿著從截頭圓錐部分到圓柱部分的方向逐漸遞減；
中心熱氣管沿中心軸線(xiàn)方向貫穿螺旋給料器和螺旋排料器，螺旋給料器和螺旋排料器內(nèi)部的螺旋葉片與中心熱氣管固定連接；
在干燥筒內(nèi)部，干燥筒兩端各設(shè)置一個(gè)與中心軸線(xiàn)垂直且直徑小于干燥筒直徑的中空?qǐng)A盤(pán)，所述兩中空?qǐng)A盤(pán)相對(duì)的一側(cè)通過(guò)直型熱交換管固定連接并貫通，所述兩中空?qǐng)A盤(pán)的另一側(cè)在其圓心處分別與中心熱氣管固定連接并貫通；
在干燥筒內(nèi)部，至少3塊煤料刮板與中心軸線(xiàn)平行并環(huán)繞干燥筒內(nèi)壁等間距均勻布置，所述每塊煤料刮板的兩端分別與兩中空?qǐng)A盤(pán)的邊緣固定連接；
螺旋葉片、煤料刮板、中空?qǐng)A盤(pán)、直型熱交換管與中心熱氣管連接為一個(gè)整體，在動(dòng)力系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；
螺旋排料器的截頭圓錐部分設(shè)置水蒸氣外排口，所述水蒸氣外排口通過(guò)真空泵與除塵裝置連接。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)化，第二種技術(shù)方案中直型熱交換管的設(shè)置方式為:所述至少3個(gè)直型熱交換管平行于兩中空?qǐng)A盤(pán)的圓心連接線(xiàn)并沿著中空?qǐng)A盤(pán)上的一個(gè)同心圓均勻布置；按照前述方式沿著中空?qǐng)A盤(pán)上的至少3個(gè)不同直徑的同心圓布置直型熱交換管。
[0010]另外，進(jìn)一步優(yōu)化，在第一和第二種技術(shù)方案中都可以適用以下技術(shù)特征:
(I)干燥筒的外部包裹保溫層，在干燥筒和保溫層之間沿干燥筒外壁纏繞環(huán)形熱氣管；
(2)所述煤料刮板與干燥筒內(nèi)壁相距1-1Omm;
(3)所述螺旋給料器和螺旋排料器的內(nèi)壁與螺旋葉片外緣相距5-20mm;
(4)所述的除塵裝置為旋風(fēng)除塵器或濕式除塵器；
(5)按照螺旋給料器在上和螺旋排料器在下的方式，所述裝置安裝時(shí)使中心熱氣管與水平面成5-20°傾角；
(6)所述動(dòng)力系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)、減速器、離合器、齒輪組和軸承，動(dòng)力系統(tǒng)帶動(dòng)中心熱氣管轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，利用螺旋擠壓機(jī)式的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)煤的連續(xù)給料和連續(xù)排料，并達(dá)到干燥裝置的自密封狀態(tài)。煤料從螺旋給料器和螺旋排料器的截頭圓錐部分進(jìn)入再?gòu)膱A柱部分排出，在旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片的推動(dòng)下沿軸向前行。由于，螺旋給料器和螺旋排料器從截頭圓錐部分到圓柱部分直徑減小，且相鄰螺旋葉片之間的螺距沿著從截頭圓錐部分到圓柱部分的方向逐漸遞減，所以煤料在前行過(guò)程中受到不斷增大的擠壓力，最后在圓柱部分形成充滿(mǎn)整個(gè)空間的被壓實(shí)的圓柱狀煤料，從而可以實(shí)現(xiàn)干燥裝置的自密封狀態(tài)。
[0012]由于經(jīng)螺旋給料器擠壓后進(jìn)入干燥筒內(nèi)部的煤料大部分成塊狀，不利于煤料的充分干燥，所以本發(fā)明在干燥筒內(nèi)部設(shè)置煤料刮板將塊狀煤料分散。通過(guò)煤料刮板的旋轉(zhuǎn)將干燥筒底部的煤料提升到一定高度后拋落。煤料在下落過(guò)程中，與U型熱交換管或直型熱交換管碰撞破裂，并在干燥筒底部碎裂。經(jīng)過(guò)多個(gè)煤料刮板的旋轉(zhuǎn)，煤料不斷被提升并拋落，重復(fù)上述過(guò)程，從而被充分松散。另外，煤料刮板環(huán)繞干燥筒內(nèi)壁布置，使煤料刮板與干燥筒內(nèi)壁相距l(xiāng)-10mm，可以保證煤料刮板將干燥筒底部的煤料完全刮起并提升。
[0013]本發(fā)明采用間接加熱方式，具有防止高溫自燃和避免爆炸的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明中可以采用鍋爐或生產(chǎn)工藝管路中產(chǎn)生的余熱作為熱源，利于節(jié)約能源和降低成本，也可以專(zhuān)門(mén)自設(shè)熱源。中心熱氣管和環(huán)形熱氣管與熱源連接通入熱氣。中心熱氣管的熱氣流入U(xiǎn)型熱交換管或直型熱交換管后散發(fā)熱量，使干燥筒內(nèi)溫度升高。另外，干燥筒外部包裹的保溫層可以防止熱量的散失，纏繞的環(huán)形熱氣管也可以散發(fā)熱量，進(jìn)一步提高干燥筒內(nèi)的溫度。通過(guò)這種間接加熱方式使干燥筒內(nèi)部保持較高的溫度，提供煤料中水分蒸發(fā)需要的熱量。
[0014]煤料在干燥過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣，所以本發(fā)明在螺旋排料器的截頭圓錐部分設(shè)置水蒸氣外排口。水蒸氣在從干燥