專利名稱：低階煤干燥與型煤生產工藝及成套設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種煤干燥與型煤生產工藝及設備，尤其是一 種低階煤干燥與型煤生產工藝及成套設備。
背景技術：
我國是少數幾個以煤炭為主導一次能源資源的國家之一， 已經成為世界第一產煤大國和第一大煤炭消費國。在未來幾十年內，我國 經濟的持續發展將繼續依靠煤炭提供主要的能源支持(約占60-70%)。 2004年我國煤炭生產量已經達到16億噸，2007年已超過23億噸。據統 計，我國煤炭資源可采儲量位居世界第三，約占世界總儲量的11.5%。其 中低階煤儲量約占世界低階煤總儲量的16%，大部分集中在華北地區(內 蒙古自治區)和云南。目前我國的煤炭資源的開采和利用以煙煤和無煙煤 為主，低階煤的開采和利用水平還很低。隨著我國對能源需求的不斷增加 和對煙煤、無煙煤資源的過量開采，對低階煤的開發和利用將越來越重要， 并在最近受到國務院、國家發改委的高度重視。根據有關方面預計 2008-2010年以后我國低階煤產量每年將達到2-3億噸。與煙煤、無煙煤 相比，低階煤的優勢是價格較低，反應活性高，但其熱值相對較低，含水 量較高(可達25-65%)。低階煤開發利用的關鍵之一是對低階煤干燥、型 煤技術和提質技術的開發。由于水份含量很高，低階煤的直接燃燒的效率很低，同時加工工藝性 很差。目前國外普遍采用水蒸氣干燥工藝對低階煤進行干燥，然后直接送 至坑口電廠用于燃燒發電。和國外不同的是，我國坑口電廠數量少，大部分電廠遠離煤礦。因此我國的煤炭資源開采后需要經過長途運輸才能到達 燃煤電廠。如我國東部和東南沿海地區的很多電廠所用的煤炭都運自山 西、內蒙古的煤礦，即煤炭運輸半徑較大。這對低階煤資源的開發和利用 提出了更高的要求。例如內蒙古勝利煤田的低階煤即需要部分運至內蒙古 自治區外的電廠進行燃燒發電。從運輸成本和燃燒熱值方面考慮，低階煤 需要在干燥后才能運輸到電廠燃燒。目前報道的低階煤干燥技術有水蒸汽干燥、MTE (機械熱擠壓)和NEDO(日本新能源產業技術開發機構)正在開 發的煤漿干燥技術。美國開發的水蒸氣干燥處理后的低階煤稱為K一燃 料，沒有解決低階煤自燃的問題，甚至使自燃的可能性增加，不適合我國 低階煤資源開發利用的國情。因為我國的低階煤資源開發后，低階煤要通 過陸地和船舶運輸到其他地區的燃煤電廠。除水蒸氣干燥技術外，國內外 尚無其它工業化的低階煤干燥技術。澳洲低階煤研究中心(Lignite CRC) 研究的機械熱擠壓(MTE)技術尚處在實驗室研究開發階段。該技術處理 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電廠的資助下有在2008 年建立每小時20噸的中試臺架的計劃。環太平洋有限公司(Edge Pacific Ltd)開發的低階煤熱壓干燥技術目前處在5噸/小時的小試階段，干燥成 本為120-150元人民幣。日本NEDO資助的正在開發的低階煤干燥技術利 用重油和低階煤混合處理，實現低階煤的干燥和改性。該技術適用于煤的 液化工藝，處理成本較高，消耗大量重油，也不適合我國國情。該技術目 前在印尼進行印尼低階煤的小型試驗。澳大利亞的White Energy公司與 CSIRO聯合開發的技術則采用煙氣干燥和雙輥擠壓的工藝設備對澳大利亞褐煤進行干燥處理與型煤的生產，已經建立20噸/小時的中試臺架，正 在進行工業推廣。總體而言，目前尚沒有成熟的低階煤干燥技術。因此， 開發適合我國低階煤特點和滿足長途運輸及存儲要求的低階煤干燥技術 是十分迫切的任務。
發明內容
針對上述現有技術的不足，本發明提出的工藝結合高壓成 型和利用余熱進行干燥兩項技術，既解決干燥后的低階煤在儲存和長途運 輸過程中易發生自燃的難題，同時利用煙氣替代水蒸氣干燥的工藝也解決 我國北方地區缺乏水資源的問題，有利于降低干燥成本。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是低階煤干燥與型煤生產 工藝將低階煤原煤經過給煤機(11)送入鄂式破碎機(12)粉碎成〈10mm的顆粒。粉碎機采用鄂式破碎方式，具有較高的破碎效率。破碎后的煤進入流化床干燥器(13)，在10(TC 15(TC溫度下進行初步干燥脫除部分水 分，然后進入磨煤機(14)進一步粉碎成細粒度(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溫度下進行 二次干燥，以脫除水分。干燥后的煤粉經過冷卻后，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料器， 進料速度由螺旋送料器控制。煤粉經主進料器送入由偏心滾輪組成的內輥 式高壓型煤機(16)，在高壓(50 300Mpa)下高效地將低階煤擠壓成型， 進入成品煤倉(17)，生產出用戶需要的型煤產品。低階煤干燥與型煤生產成套設備，包括給煤機(11)、鄂式破碎機(12)、 流化床干燥器(13)、磨煤機(14)、間接傳熱滾筒干燥器(15)、內輥式 高壓型煤機(16)、成品煤倉(17)。內輥式高壓型煤機(16)是本技術裝備的核心單元，主要由支承在傳 動輥(8)上的外齒輪(5)、裝在偏心內環上并繞軸旋轉的內齒輥壓力盤 (6)組成。包括進料裝置(1)，支撐框架(2)，出料槽(3)，限位卸料 裝置(4)，外齒輪(5)，內齒輥壓力盤(6)，壓力支撐架(7)，傳動輥(8)， 底座(9)，主電機(10)。支撐框架(2)固定在底座(9)上。進料裝置 (1)位于本實用新型的上端，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)的內面有溝槽，內 齒輥壓力盤(6)的連續邊緣插在溝槽內，壓力支撐架(7)的下端通過液 壓裝置與支撐框架(2)相連。壓力支撐架(7)的橫梁通過軸和軸承與內 齒輥壓力盤(6)連接。主電機(10)與傳動輥(8)連接，傳動輥(8) 與外齒輪(5)嚙合。本技術和成套設備的特點如下(1) 集低階煤干燥和型煤生產工藝于一體的成套設備。本工藝和設 備可以單獨進行干燥或同時實現干燥和低階煤的型煤生產及提質處理，具 有高度的靈活性和集成性。目前唯一工業化的低階煤干燥技術是利用水蒸 汽對低階煤進行干燥，不僅成本高，效率低，而且干燥后的低階煤不適合 長途運輸，沒有解決低階煤自燃的問題，而高溫煙氣直接接觸干燥工藝在 進行低階煤處理的過程中具有極大的燃燒爆炸的危險性。本技術對低階煤 進行干燥的同時實現型煤的生產，并提高其熱值。處理后的低階煤適合在 燃煤電廠和冶金企業使用。(2) 髙效低成本。本技術在工藝和設備的設計上采用了獨特的思路， 和目前國外正在開發的MTE技術相比，工藝設備具有高的生產效率，干燥效果好，運行成本低。噸煤綜合干燥和型煤生產的成本約為60 100 元，因此一旦實現產業化和得到工業應用，將具有很強的市場競爭力。和 日本NEDO正在開發的干燥提質技術相比，成本也大大降低。與高溫煙 氣直接接觸的干燥工藝相比，處理過程中產生爆炸的危險性很小。(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 有高的反應活性，在儲存和運輸的過程中有自燃的危險，這是長期困擾世 界低階煤產業的難題。通過本申請技術處理后的低階煤，其熱值相應提高 300-500kJ/Kg，同時自燃的指數大大降低，可以和高階煤一樣適合長距離 運輸。因此，本技術具有很高的推廣價值和工業應用前景。
圖l是本發明的工藝流程框圖。圖2是內輥式高壓型煤機的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示將低階煤原煤經過給煤機11送入鄂式破碎機12粉碎成 〈10mm的顆粒。粉碎機采用鄂式破碎方式，具有較高的破碎效率。破碎后 的煤進入流化床干燥器13，在10(TC 15(TC溫度下進行初步干燥脫除部分 水分，然后進入磨煤機14進一步粉碎成細粒度(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溫度下進行二次干 燥，以脫除水分。干燥后的煤粉經過冷卻后，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料器，進料速 度由螺旋送料器控制。煤粉經主進料器送入由偏心滾輪組成的內輥式高壓 型煤機16，在高壓(50 300Mpa)下高效地將低階煤擠壓成型，進入成品煤倉17，生產出用戶需要的型煤產品。低階煤干燥與型煤生產成套設備，包括給煤機ll、鄂式破碎機12、 流化床干燥器13、磨煤機14、間接傳熱滾筒干燥器15、型煤機16、成品 煤倉17。如圖2所示內輥式高壓型煤機16是本技術裝備的核心單元，主要 由支承在傳動輥8上的外齒輪5、裝在偏心內環上并繞軸旋轉的內齒輥壓 力盤6組成。包括進料裝置l，支撐框架2，出料槽3，限位卸料裝置4， 外齒輪5，內齒輥壓力盤6，壓力支撐架7，傳動輥8，底座9，主電機IO。 支撐框架2固定在底座9上。進料裝置1位于本實用新型的上端，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 的內面有溝槽，內齒輥壓力盤6的連續邊緣插在溝槽內，壓力支撐架7 的下端通過液壓裝置與支撐框架2相連。壓力支撐架7的橫梁通過軸和軸 承與內齒輥壓力盤6連接。主電機10與傳動輥8連接，傳動輥8與外齒 輪5嚙合。用雙室離心給煤機11將煤粉喂入內輥式高壓的槽道中。傳動輥8的 軸頸在雙列球面軸承中旋轉，而后者裝在機座上。由主電動機10經減速 機和兩根中間軸帶動傳動輥8旋轉，中間軸與傳動輥8的連接使用聯軸器。 兩個輥子以同樣的速度向同一方向轉動，對于壓力環來說，它們是主動輪。外齒輪5上部設有限位卸料裝置4，它是插入型模中的鏟板，將型煤 帶由圓環中鏟起來并沿著壓痕將其折成單塊型煤，然后經出料槽3進入下 部的成品煤倉。型煤帶上的壓痕是由內齒輥壓力盤6上的凸脊壓成的。壓力環是優質鋼的整體鍛造件。環內鑲嵌48塊型模件，每側24塊。型模件是弧形，用耐磨鋼制造，并用螺栓固定在壓力環上。這些弧形件組 合起來，成為模型槽的環形外壁。在圓盤外緣用螺栓壓上弧形模板，每側16塊，形成型模槽的內壁。圓盤牢固地裝在軸上，隨之一同旋轉。壓制低階煤時，型模件的使用壽命是8000-10000小時，在這之后必須磨削，并在重新安裝時要在圓環或圓盤上加墊片。 內輥式高壓型煤機的工作壓力為50-300 MPa。
權利要求
1、低階煤干燥與型煤生產工藝，其特征在于，將低階煤原煤經過給煤機(11)送入鄂式破碎機(12)粉碎成＜10mm的顆粒；粉碎機采用鄂式破碎方式，具有較高的破碎效率；破碎后的煤進入流化床干燥器(13)，在100℃~150℃溫度下進行初步干燥脫除部分水分，然后進入磨煤機(14)進一步粉碎成細粒度(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℃溫度下進行二次干燥，以脫除水分；干燥后的煤粉經過冷卻后，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料器，進料速度由螺旋送料器控制；煤粉經主進料器送入由偏心滾輪組成的內輥式高壓型煤機(16)，在高壓(50~300Mpa)下高效地將低階煤擠壓成型，進入成品煤倉(17)，生產出用戶需要的型煤產品。
2、 如權利要求1所述的低階煤干燥與型煤生產工藝，所用的成套設 別包括給煤機(ll)、鄂式破碎機(12)、流化床干燥器(13)、磨煤機(14)、 間接傳熱滾筒干燥器(15)、成品煤倉(17)，其特征在于，還包括內輥式 高壓型煤機(16)，其包括進料裝置(1)，支撐框架(2)，出料槽(3)， 限位卸料裝置(4)，外齒輪(5)，內齒輥壓力盤(6)，壓力支撐架(7)， 傳動輥(8)，底座(9)，主電機(l'0);支撐框架(2)固定在底座(9) 上；進料裝置(1)位于本實用新型的上端，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 面有溝槽，內齒輥壓力盤(6)的連續邊緣插在溝槽內，壓力支撐架(7)的下端通過液壓裝置與支撐框架(2)相連；壓力支撐架(7)的橫梁通過 軸和軸承與內齒輥壓力盤(6)連接；主電機(10)與傳動輥(8)連接，傳動輥(8)與外齒輪(5)嚙合。
全文摘要
低階煤干燥與型煤生產工藝將低階煤原煤經過給煤機(11)送入鄂式破碎機(12)粉碎成＜10mm的顆粒。粉碎機采用鄂式破碎方式，具有較高的破碎效率。破碎后的煤進入流化床干燥器(13)，在100℃~150℃溫度下進行初步干燥脫除部分水分，然后進入磨煤機(14)進一步粉碎成細粒度(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℃溫度下進行二次干燥，以脫除水分。干燥后的煤粉經過冷卻后，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料器，進料速度由螺旋送料器控制。煤粉經主進料器送入由偏心滾輪組成的內輥式高壓型煤機(16)，在高壓(50~300MPa)下高效地將低階煤擠壓成型，進入成品煤倉(17)，生產出用戶需要的型煤產品。
文檔編號C10L5/04GK101220308SQ200810010240
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月28日 優先權日2008年1月28日
發明者余江龍, 輝 宋, 李先春, 畢孝國, 巍 謝 申請人:沈陽航空工業學院