CN103301773A - 一种电热式煤粉改性器及使用该改性器制备改性煤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电热式煤粉改性器及使用该改性器制备改性煤的方法，属于机械设备制造及煤炭加工技术领域。该改性器包括电机（1）、***控制装置（2）和筒体（3），所述筒体（3）内部设有搅拌轴（7），所述搅拌轴（7）上设置螺旋桨叶（8）和均热刮板（9），所述筒体（3）外壁围绕有电热丝（10）；制备改性煤的方法，首先将煤粉和改性剂在常温下混合至均匀，然后接通加热电源，边加热边搅拌，至温度达到要求后，恒温搅拌，充分混合、反应、改性；最后，改性完成，停止加热，搅拌出料。本发明的有益效果是混料效率高，加热均匀，改性温度可达500℃，煤粉与改性剂反应充分、改性效果好，所制备的改性煤能全部用于配煤炼焦，炼出优质焦炭。

Description

一种电热式煤粉改性器及使用该改性器制备改性煤的方法

技术领域

本发明属于机械设备制造及煤炭加工技术领域，具体涉及一种电热式煤粉改性器及使用该改性器制备改性煤的方法。

背景技术

随着我国钢铁工业的快速发展，炼铁行业对焦炭的依赖性需求越来越大，进而导致我国的炼焦煤资源紧张。目前非焦煤改性炼焦已成为减缓焦煤资源紧张的有效措施之一。而非焦煤改性及改性煤炼焦工艺需要一种煤粉改性设备，煤粉改性温度要求达到500℃才能完全满足非炼焦煤含无烟煤、不黏煤、弱黏煤、高挥发性烟煤等各煤种改性的需要。

现有设备如中国专利文献CN102824871A公开的一种安全性高的立式混料机，包括呈漏斗状的壳体，壳体底部设有出料口，出料口的前方设有挡板；该设备结构简单，安全性高，但它只能搅拌混合原料，不能给物料化学反应提供适合的热能。中国专利文献CN2562150Y公开的一种双锥喷雾掺杂干燥混料机，采用加热介质通过罐壁上的夹套对罐内的物料进行加热、干燥。中国专利文献CN2542431Y公告的一种干燥混料机，采用电热管制热风进行加热。上述文献公开的干燥混料机虽然可以混料和加热，但其目的主要是干燥物料，通常物料的干燥温度为85℃-180℃，达不到煤粉改性所需要的500℃。

因此，亟需发明一种高效混合、适合不同温度条件下对非炼焦煤煤粉进行改性的设备和使用该改性设备制备改性煤的方法，以满足非焦煤改性及全量用于配煤炼焦的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电热式煤粉改性器及使用该改性器制备改性煤的方法，旨在弥补现有设备的不足，提高混料效率，促使煤粉在高温下的充分反应和改性，以达到非焦煤改性的要求。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种电热式煤粉改性器，包括电机、***控制装置和筒体，所述电机安装在筒体的上方，所述筒体呈圆筒形，筒体顶部设有排气管和加料口，内部设有搅拌轴，外壁围绕电热丝，底部呈锥体设计并设有出料口。所述***控制装置控制电机的启动和停止，电机转速、热风温度、改性时间、加料和出料。

进一步，所述筒体顶部和底部与搅拌轴相连部位配置有水冷轴承座，防止加热时搅拌轴温度过高而损坏电机和轴承。

进一步，所述排气管用于排出筒内的蒸汽和分解气体。

进一步，所述搅拌轴上设置有螺旋桨叶和均热刮板；所述均热刮板贴近筒体内壁设置；搅拌时旋转的桨叶使煤粉螺旋上升，进而在筒内形成自下而上相互混合的循环流；另外均热刮板随搅拌轴一起旋转，增加了煤粉的相对运动和掺混，并及时将筒体内壁附近的热煤粉更新，从而可以快速混合、加热和改性煤粉。

进一步，所述电热丝嵌在筒体外壁夹层内，在电热丝的外层设置保温层，防止散热；热量经筒壁快速传递给煤粉，煤粉温度最高可达到500℃。

进一步，所述筒体内壁上、中、下三段位置安装有热电偶；温度检测准确、可靠；

进一步，所述筒体底部呈锥体形，利于快速出净煤粉。

一种使用上述煤粉改性器制备改性煤的方法，包括以下步骤：

首先，按比例将一定质量的煤粉和煤粉改性剂装入改性器筒体内；

然后，启动电机、搅拌煤粉和煤粉改性剂，在常温下搅拌一定时间至混合均匀；

之后，再由***控制装置启动加热电源，边加热边搅拌，至煤粉温度达到改性所要求温度后，恒温搅拌一定时间，煤粉和煤粉改性剂在加热过程中充分混合、反应和改性；

最后，煤粉改性完成，停止加热，打开出料口搅拌出料。

进一步，所述煤粉改性温度控制在25～500℃。

进一步，所述煤粉恒温改性时间不低于30min。

本发明的实施效果是：

1．相比于现有设备，本发明提供的煤粉改性器适合于各种粒级的煤粉改性，混料效率高，加热速度快、温度高，煤粉改性温度最高可达500℃。

2．本发明所述制备改性煤的方法，改性过程中煤粉与改性剂混合均匀、反应充分、改性效果好，所制备的改性煤能全部用于配煤炼焦，炼出优质焦炭。

附图说明

图1为本发明电热式煤粉改性器结构示意图。

图中：1－电机、2－***控制装置、3－筒体、4－排气管、5－水冷轴承座、6－加料口、7－搅拌轴、8－螺旋桨叶、9－均热刮板、10－电热丝、11－保温层、12－热电偶、13－出料口。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

参见图1，本发明所述电热式煤粉改性器为立式设计，包括电机1、***控制装置2和筒体3，所述电机1安装在筒体3上方，所述筒体3呈圆筒形，筒体3顶部设有排气管4和加料口6，内部设有搅拌轴7，所述搅拌轴7与所述电机1均设置在筒体3的中轴线上，搅拌轴7由电机1带动，所述筒体3顶部和底部与搅拌轴7相连部位配置有水冷轴承座5，所述搅拌轴7上设置有螺旋桨叶8和均热刮板9，所述筒体3内壁***绕有电热丝10，所述电热丝10嵌在筒体3外壁夹层内，电热丝的外层设置保温层11，所述筒体3内壁上、中、下三段位置安装有热电偶12，所述筒体3底部另设有出料口13。

实施例1

常温条件下煤粉改性：（1）根据对煤粉改性所需配煤量的要求，称取煤粉改性剂50kg，无烟煤300kg、不黏煤300kg、弱黏煤350kg，共计1000 kg；（2）将上述煤粉和煤粉改性剂从加料口6装入筒体3内，装料后启动电机1搅拌，搅拌速度为45r/min，电机1带动搅拌轴7在常温下搅拌45min，混合至均匀；（3）在常温条件下完成煤粉的混合反应和改性；（4）打开出料口13搅拌出料，检验改性煤各项指标，备炼焦使用。

实施例2

350℃条件下煤粉改性：（1）根据对煤粉改性所需配煤量的要求，称取煤粉改性剂75kg，弱黏煤425kg，长焰煤500kg、共计1000 kg；（2）将上述煤粉和煤粉改性剂从加料口6装入筒体3内，装料后启动电机1搅拌，搅拌速度为30r/min，电机1带动搅拌轴7在常温下搅拌30min，混合至均匀；（3）由***控制装置2启动加热电源，边加热边搅拌，至煤粉温度达到350℃，恒温搅拌40min，搅拌速度为20 r/min，使煤粉和煤粉改性剂充分反应、改性；（4）改性完成后，停止加热，打开出料口13搅拌出料，冷却，检验改性煤各项指标，备炼焦使用。

实施例3

480℃条件下煤粉改性：（1）根据对煤粉改性所需配煤量的要求，称取煤粉改性剂100kg，无烟煤400 kg，长焰煤100kg、弱黏煤400 kg，共计1000 kg；（2）将上述煤粉和煤粉改性剂从加料口6装入筒体3内，装料后启动电机1搅拌，搅拌速度为25r/min，电机1带动搅拌轴7在常温下搅拌25min，混合至均匀；（3）由***控制装置2启动加热电源，边加热边搅拌，至煤粉温度达到480℃，恒温搅拌30min，搅拌速度为15r/min，使煤粉和煤粉改性剂充分反应、改性；（4）改性完成后，停止加热，打开出料口13搅拌出料，冷却，检验改性煤各项指标，备炼焦使用。

配煤炼焦：取上述改性煤100 kg，再与100kg的肥煤、300kg的焦煤、400kg的1/3焦煤和100kg瘦煤一起破碎、混合、装入炼焦炉按常规生产工艺炼焦；

炼出的焦炭的冷态指标检测结果：M40：85.0%，M10：6.5 %；焦炭的热态指标检测结果：CRI: 29.5%，CSR：63.2%。

Claims (9)

1.一种电热式煤粉改性器，包括电机（1）、***控制装置（2）和筒体（3），所述电机（1）安装在筒体（3）的上方，所述筒体（3）呈圆筒形，筒体（3）顶部设有排气管（4）和加料口（6），内部设有搅拌轴（7），筒体（3）外壁围绕有加热用的电热丝（10），底部呈椎体设计并设有出料口（13）。

2.根据权利要求1所述的改性器，其特征在于：所述筒体（3）顶部和底部与搅拌轴（7）相连部位配置有水冷轴承座（5）。

3.根据权利要求1所述的改性器，其特征在于：所述搅拌轴（7）上设置有螺旋桨叶（8）和均热刮板（9）。

4.根据权利要求3所述的改性器，其特征在于：所述均热刮板（9）贴近筒体（3）内壁设置。

5.根据权利要求1所述的改性器，其特征在于：所述电热丝（10）嵌在筒体（3）外壁夹层内，电热丝的外层设置保温层（11）。

6.根据权利要求1所述的改性器，其特征在于：所述筒体（3）内壁上、中、下三段位置安装有热电偶（12）。

7.一种使用上述煤粉改性器制备改性煤的方法，其特征在于：首先，按比例将一定质量的煤粉和煤粉改性剂装入改性器筒体（3）内；然后，启动电机（1）搅拌，使煤粉和煤粉改性剂在常温下混合一定时间至均匀；之后，再由***控制装置（2）启动加热电源，边加热边搅拌，至煤粉温度达到改性所要求温度后，恒温搅拌一定时间，煤粉和煤粉改性剂混合均匀、反应充分；最后，待煤粉改性完成，停止加热，打开出料口（13）搅拌出料。

8.根据权利要求7所述的制备改性煤的方法，其特征在于：所述煤粉改性温度控制在25～500℃。

9.根据权利要求7所的述制备改性煤的方法，其特征在于：所述煤粉恒温改性时间不低于30min。

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