CN101063059A - 移动隔板式流化床 - Google Patents
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Abstract
一种移动隔板式流化床，涉及炼焦行业煤预处理的大型工业装置。它采用多个独立分布的气室，长度方向采用多个气室排列，宽度方向上为双气室排列；采用一个星形给料装置给料，床体内部安装有移动式隔板装置保证原料煤的移动与流化效果；采用四段分级溢流堰调整，可对流化时间和分级效果进行控制；细颗粒原煤经过三台螺旋输送机输送至机尾的细料输送皮带上，粗颗粒原煤经溜槽直接输送至机尾的粗料输送皮带上。它以焦炉烟道废气为热源及动力源进行煤的干燥与分级破碎，实现炼焦用混合煤的“干燥、分级及预热”三功能为一体，进而能够提高焦炉产量、降低焦炉能耗及减少焦炉剩余氨水量等，还可以利用焦炉烟道废气的余热，实现废热能源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种炼焦行业煤预处理的大型工业装置，具体地说是一种移动隔板式流化床。
背景技术
近十年来，焦炉原料煤调湿技术在日本得到长足发展，日本先后开发了三代煤调湿技术，即热煤油干燥技术、蒸汽干燥技术和采用焦炉烟道废气的流化床干燥技术。美国、德国等国家开始进行煤调湿装置的试验和生产实践，均取得较好的经济效益。而风动选择粉碎技术在俄罗斯、乌克兰、印度等国家得到应用，具有显著的节能效果和焦炭质量的改善。
上述现有煤调湿工艺和煤风动选择粉碎是分别有不同的设备依照各自独立的工艺步骤完成的，这样会导致煤预处理工艺程序复杂，设备多、投资大，能耗高，不符合循环经济的发展要求。但是，既便如此，国内目前实现起来还比较困难。目前，国内对原料混合煤进行干燥的工业化生产主要还停留在应用滚筒式干燥设备的阶段，如天地科技股份有限公司唐山分公司研究开发的节能转筒煤调湿技术；而较为先进的流化床干燥设备虽然已经广泛的应用在化学工业、食品工业、医药和生物化学工业领域的不同介质当中，但受其用途限制，其产能通常只能达到最大为50t/h。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的问题，而提供一种移动隔板式流化床，在一套设备内以焦炉烟道废气为热源及其为动力源完成煤的干燥、分级及预热，进而能够提高焦炉产量、降低焦炉能耗及减少焦炉剩余氨水量等，还可以利用焦炉烟道废气的余热，实现废热能源化利用。
本发明的技术方案是：移动隔板式流化床，包括流化床体、给料装置及排料装置、给气结构和出气结构，其特征在于，流化床体上方连接出风结构，底部为带有网孔的流化床筛板，流化床筛板的下方设有数个独立气室，每个气室都有独立的连接焦炉烟道废气的进气口；在流化床体内且位于给料装置的下方设有移动隔板装置，所述的移动隔板装置为由链轮支撑的链条及设置在链条外侧面的一组横向平行的隔板，移动隔板装置由位于床体腔室外的动力装置驱动；所述的链条其远离给料装置的一端设有粗颗粒下料口；收集料斗与流化床体内细颗粒排出区相通，该区设有细颗粒分级溢流堰；收集料斗的底端及所述气室的底端均设有细颗粒螺旋输送机。
本发明进一步的技术方案是：流化床体腔室采用长方体的箱形结构；左侧上方为星形给料装置；床体上部为多个出风口，与出气总管相联接后接除尘器；多个独立气室按两行排列并分别对应各自的同步运转的移动隔板装置；同侧气室的底端均连接在该侧的细颗粒螺旋输送机上。
在床体前部设置了检修门，数量两个两侧对称；床体两侧装有位于溢流堰下方的视镜，床体后上部为与室外连通的防爆口。
收集料斗的底端设有细颗粒螺旋输送机为持续工作，所述气室的底端设有细颗粒螺旋输送机间歇工作。
本发明的有益效果是：
本发明是一套以焦炉烟道废气为热源及动力源进行煤的干燥与分级破碎，实现炼焦用混合煤的“干燥、分级及预热”三功能为一体的一种煤预处理工艺的大型工业装置，该装置成功的利用了成熟的固体流态化的干燥理论，将焦炉炼焦用煤水分从8～10％降低到6％的同时实现了煤的分级，尤其是其移动隔板的结构，相当于将大型的流化床分割成为数个可移动的小流化床，从而提高了原煤在设备内的流态化效应，保证了原煤的干燥效果和分级效果。
本发明具有300t/h处理量产能得到很大提高，并充分流化以使炼焦用煤水分从8～10％降低到6％，在流化干燥的同时完成原煤粒度的分级，分级后的原煤分为粗、细颗粒两路，并将细颗粒原煤输送至炼焦煤塔直接炼焦，粗颗粒输送至破碎室进行破碎，大大提高破碎效率，降低破碎能源消耗。
经试验，采用该装置后，装炉煤水分由8～10％降至6％，焦炉生产能力约提高5％；焦炭强度约提高3％；炼焦耗热量约降低310kJ/kg；扩大了岩相不均一气煤在配合煤中的比例；避免了过细粉碎，控制粒度组成，提高了装炉煤的堆积密度。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是移动隔板式流化床的主视图；
图2是移动隔板式流化床的左视图；
图3是移动隔板式流化床的气体和煤料流向结构示意图；
图4是移动隔板式流化床的俯视剖视图。
图中：1：星形给料装置，2：独立气室，3：分级后外侧细煤的螺旋输送机，4：分级后内侧细煤的输送螺旋输送机，5：气室进风口，6：气室下残留细煤的螺旋输送机，7：观察用视镜，8：出风口，9：流化床体，10：分级后的粗煤的下料斗，11：防爆口，12：移动隔板装置，13：给料装置料斗内的原煤，14：落到筛板上的原煤，15：筛板上流态化的原煤，16：经分级干燥的大块原煤；17：流化床气室内的高温烟道废气，18：流化床筛板，19：完成热交换和流化过程的废气，20：细煤下料口。
具体实施方式
移动隔板式流化床，包括流化床体、给料装置及排料装置、给气结构和出气结构，以及位于流化床体内的移动隔板装置等部分。
如图1、图2、图3。流化床体9腔室采用长方体的箱形结构，长×宽×高＝12.5×5.2×3(m)；流化床有效面积32m2，有效长度10m，有效宽度0.8×2＝1.6m，分级长度8m。左侧上方为星形给料装置1，焦化的原料煤经星形给料装置1进入床体内的流化床筛板18上；底部为带有网孔的流化床筛板的下方设有数个独立气室2。
为保证流化效果，采用十个独立气室2，长度方向采用五个气室排列，宽度方向上为两个气室排列。采用一个星形给料装置实现原煤的给料，各独立气室按两行排列并分别对应各自的同步运转的移动隔板装置12。每个气室下部都有独立的连接焦炉烟道废气的进风口5；床体上部为多个出风口8，各出风口8与出气总管相联接后接除尘器，经过除尘器除尘后排入大气。
在流化床体内且位于给料装置的下方设有移动隔板装置12，所述的移动隔板装置用以保证原料煤的移动与流化效果，它由链轮支撑的环形链条及设置在链条外侧面的一组横向平行的隔板，两个同步运动的移动隔板装置12由位于床体腔室外的动力装置共同驱动。两侧的移动隔板装置12分别对应同侧的一排独立气室2。
在链条其远离给料装置的一端设有粗颗粒下料口，其内流动有经分级干燥的大块原煤16，粗颗粒煤经粗煤的下料斗10、溜槽直接输送至机尾的粗料输送皮带上去进一步粉碎。收集料斗与流化床体内细颗粒排出区相通，流化床体内细颗粒排出区有三部分，如图4，在细煤下料口20的下方两外侧和内侧均设有细颗粒收集料斗，经过所述细颗粒收集料斗，细颗粒煤分别进入分级后外侧细煤的螺旋输送机3，分级后内侧细煤的输送螺旋输送机4上。在气室的底端均设有气室下残留细煤的螺旋输送机6。细颗粒原煤经过三台螺旋输送机输送至机尾的细料输送皮带上，此为符合粒度要求的分级煤。
从安全角度上该设备设计了两个与室外连通的防爆口11，以及静电消除装置，从根源上消除安全隐患。
床体后部依次安装有4个可手动调整的溢流堰，溢流堰位于收集料斗与流化床体内细颗粒排出区，用于调整所要得到的物料粒度。根据流化层物料高度调整第一个溢流堰的高度，最先将这部分细颗粒物料分离出来，之后的三个溢流堰调整至逐渐将所有的＜3mm粒度物料进一步分离出来，其余＞3mm、＜80mm的粗颗粒物料经移动隔板推入下料溜槽，再进入分级后的粗煤的下料斗10。溢流堰下方为耐高温的视镜7，多个视镜可在生产过程中观察流化状态，并进行相应的参数调整，以使设备达到最佳使用状态。
图1中：左侧上方为星形给料装置1，下部为数个独立气室2，每个气室都有独立的进气口；流化床体9上部为多个出气口，与出气总管相联接后接除尘器。星轮给料装置1下方是移动隔板装置12的带拉紧机构的尾部链轮装置，最右端为头部链轮装置，链轮拖动链条移动，隔板是固定在链条上的，该装置的驱动部分是在床体外的，避免了床体内的高温气体的影响。床体首部设计了检修门，数量2个两侧对称。床体两侧装有耐高温的视镜7，可以有效的观察煤层的流化情况，以便于及时调整工艺参数；最右端为头部链轮装置下部为粗料下料漏斗，可与***的卸料溜槽相连；最右端上部为防爆口11，现场将此口接到室外。
图2中：最外侧下部为分级后外侧细煤的螺旋输送机3，中间的下部为分级后内侧细煤的输送螺旋输送机4，均为持续工作。两排风室下是两个气室下残留细煤的螺旋输送机6，它是将床体内经筛板孔漏到风室内的细颗粒粉末收集并输送到床尾处的细颗粒原料皮带上，该螺旋输送机为间断工作。
图3中：为移动隔板式流化床的工作过程，给料装置料斗内的原煤13进入到流化床内，落到筛板上的原煤14经约220℃的焦炉烟道废气吹动至流态化状态，成为筛板上流态化的原煤15，经过流化完成干燥后，分离出的细颗粒原料煤经过分级后外侧细煤的螺旋输送机3、分级后内侧细煤的输送螺旋输送机4送入下一工序。经分级干燥的大块原煤16经移动隔板装置12作用排出，到下道工序。具有一定温度的高温烟道废气经气室进风口5进入气室后形成流化床气室内的高温烟道废气17，该废气经过流化床筛板18上的筛孔将原料煤吹动至沸腾状态，即完成流态化，在与煤完成热交换的同时将部分水分转化为水蒸气，水蒸气与烟道废气的混合气体为完成热交换和流化过程的废气经各出气口8排出。
图4中：可以看到流化床筛板18上的流态化的原煤中的细颗粒部分可以由细料出口20到螺旋输送机，剩余的粗颗粒部分及残余的细颗粒原煤经移动隔板装置12的隔板推动至粗煤的下料斗。
总之。焦化的原料煤经星形给料装置进入床体内的筛板上，经筛板下气室内的一定温度的焦炉烟道废气吹动至流态化状态，移动隔板也以一定的速度推动物料向流化床尾运动，进一步促进了物料的流态化，物料实现流态化后最细级的颗粒被烟气带走至布袋除尘器处收集起来；流化层最顶部的细颗粒物料首先实现干燥，根据流化层物料高度调整第一个溢流堰的高度，最先将这部分细颗粒物料分离出来，之后的三个溢流堰调整至逐渐将所有的＜3mm粒度物料进一步分离出来，这里风速、隔板移动速度、溢流堰高度均可根据生产的实际指标进行调整；其余＞3mm、＜80mm的粗颗粒物料经移动隔板推入下料溜槽，以上是物料的工作过程；
烟道废气由烟囱下的翻板处由抽风机抽出，送至主送风管道，到流化床主厂房内分为十个风口送至各风室，每个支管均有阀门可调整风量，烟道废气经过筛板参与物料流化的同时完成热交换，温度降低的废气由出气支管汇集到总管后经过除尘器除尘后排入大气，这是气流参与工作的过程。
Claims (4)
1、移动隔板式流化床，包括流化床体、给料装置及排料装置、给气结构和出风结构，其特征在于，流化床体上方连接出风结构，底部为带有网孔的流化床筛板，流化床筛板的下方设有数个独立气室，每个气室都有独立的连接焦炉烟道废气的进气口；在流化床体内且位于给料装置的下方设有移动隔板装置，所述的移动隔板装置为由链轮支撑的链条及设置在链条外侧面的一组横向平行的隔板，移动隔板装置由位于床体腔室外的动力装置驱动；所述的链条其远离给料装置的一端设有粗颗粒下料口；收集料斗与流化床体内细颗粒排出区相通，该区设有细颗粒分级溢流堰；收集料斗的底端及所述气室的底端均设有细颗粒螺旋输送机。
2、根据权利要求1所述的移动隔板式流化床，其特征在于，流化床体腔室采用长方体的箱形结构；左侧上方为星形给料装置；床体上部为多个出风口，与出气总管相联接后接除尘器；多个独立气室按两行排列并分别对应各自的同步运转的移动隔板装置；同侧气室的底端均连接在该侧的细颗粒螺旋输送机上。
3、根据权利要求2所述的移动隔板式流化床，其特征在于，在床体前部设置了检修门，数量两个两侧对称；床体两侧装有位于溢流堰下方的视镜，床体后上部为与室外连通的防爆口。
4、根据权利要求1或2或3所述的移动隔板式流化床，其特征在于，收集料斗的底端设有细颗粒螺旋输送机为持续工作，所述气室的底端设有细颗粒螺旋输送机间歇工作。
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