20万吨每年型煤粘结剂的设计毕业论文.doc

工艺设计（论文）二十万吨/年造气型煤工艺设计摘 要本文综叙了国内外型煤用粘结剂的研究现状及发展趋势。针对造气行业和冶金行业对型煤粘结荆的要求，本设计采用自制有机-无机复合黏结剂冷压成型工艺，设计规模为20万吨/年造气型煤。生产过程包括制作黏结剂、配料、混捏、压团、干燥、冷却以及三废处理等工序，并对这些工序工艺进行了设计，提出了各工序的工艺流程图。在设计中，以每天产能为依据，对配料、混捏、压团、干燥、冷却等工艺进行物料衡算和热量衡算，为设备选型提供了依据。根据实验成果制作的有机-无机复合黏结剂，其粘结能力强，材料来源方便，掺量小，成本低，适合于任何煤种。所制型煤的强度高，耐水性好，加工工艺简单，还能固硫减少污染，在设备选型阶段，对主要设备进行了计算和选型。通过物料衡算、热量衡算及设备选型和车间布置说明，最后得出了设计说明书、设备定型一览表和带控制点的流程图。关键词：复合黏结剂，造气型煤，冷压成型AbstractThe present situation and the development of the binders in coal briquets were reviewedAiming at the gasification industry and metallurgy industries to xingmei binding choic requirement, the design with self-made organic orgamc-inorganic composite binder coldpressing molding process, design size of 20 tons/year type coal gasification. The production process including making adhesives, ingredients, kneading, pressure regiment, drying, cooling and three wastes treatment processes, and these processes are designed and puts forward the process of process flow diagram. In the design, daily capacity as the basis, for the recipe, kneading, pressure regiment, drying, cooling process such as materials calculation and heat balance calculate, provides the basis for the selection of equipment.According to the experimental results make organic orgamc-inorganic composite binder, its binding ability strong, material sources is convenient, the admixture of small, low cost, suitable for any coal. By the system type coal high strength, good water resistance, processing technology is simple, still can solid sulfur reduce pollution,In equipment selection stages, the main equipment is calculated and selection. Through the material calculation, heat calculation and the equipment selection and workshop layout instructions, finally come to finalize the design specification, equipment with control list and flow chart.Keywords: composite binder, coal gasification, cold processure shaping type1 绪论1.1概述1.1.1设计的目的和意义型煤是指以粉煤为主要原料，以一定比例的粘结剂或添加剂为辅料，采用适当的工艺和设备，经过一系列的加工、改质、改性、制成具有一定形状、尺寸及理化性质（冷热强度、热稳定性、灰熔点、活性、防水性等）的块状煤制品1。煤炭作为重要的能源和化工原料，随着人类物质文明的发展，日益重要。尤其对于有丰富煤炭资源的中国，更好地开发和利用煤炭资源，有着重要的战略意义。中国是能源生产和消费大国，是目前世界上少数几个一次能源以煤为主的国家之一。朱总理在关于制定国民经济和社会发展第十个五年计划建议的说明中指出：“国内石油开发和生产不能适应经济和社会发展的需要，供需矛盾日益突出。一年要花大量外汇进口石油，这是难以为继的。必须下大力气调整能源结构，从各方面采取措施节约石油消耗，大力发展洁净煤技术，进一步发展水电和坑口大机组火电。”2随着能源科技和中国经济的快速发展，对优质能源的需求将不断增加。所以，发展洁净煤技术，推进洁净煤技术产业化是我国的长期任务。从一定意义上讲，今后煤炭工业的发展、煤炭产品的市场参与程度将取决于我国洁净煤技术开发、推广、应用的速度。因此，推进洁净煤技术产业化，促进煤炭深度加工、洁净燃烧、提高效率、减少污染，既是我国经济和社会可持续发展的需要，也是煤炭工业结构调整、促进煤炭工业健康发展的重要内容。在洁净煤技术中，型煤技术属于最现实有效的技术途径之一，它投资少、建厂周期短、见效快、节能、环保效益显著。发展型煤，不仅能缓解块煤供应不足、粉煤大量积压的矛盾，改变了原料煤的某些特性，同时也提高了煤炭利用效率，减少了环境污染。所以，发展型煤具有重要的科学意义和广泛的应用前景。本课题的预期目标是设计出一条以攀枝花产原煤为原料生产工业型煤的产线，其产品达到行业标准，为攀枝花及周边地区供应达标的造气型煤，对于攀枝花及周边地区造气型煤生产与需求的不平衡有着重要意义，同时，有利于更好地利用攀枝花地区的原煤，推动地区经济的发展。1.1.2国内外研究现状、水平与趋势型煤工业是伴随着欧州资本主义工业革命而产生的发展的，距今已有百余年历史。1856年，德国的C埃克斯特为褐煤压块研制的第一台泥煤冲压机产生，1858年在德国西奥多矿井最先使用，建成德国最早的褐煤矿厂。到19世纪后半期又研制出了环式压增机，主要用于低温干馏褐煤以压制块形焦炭。随之，德国、法国和英国等家相继建成了褐煤无粘结剂成型和烟煤有粘结剂成型的型煤厂。之后又出现热压型煤。型煤主要用于工业锅炉、窑炉、气化和民用燃料。 20世纪中叶，出现了大规模生产褐煤型煤和民用、工业用无烟块状燃料的工厂。美国、德国、英国、日本、韩国、俄罗斯等生产大量的工业和民用型煤，包括工业锅炉、工业窑炉、固硫床气化炉型煤、机车用型煤等，已有成熟技术。 在粘结剂技术研究开发上，各国普遍采用了与煤结构、性质相近的煤系高芳烃的煤焦油、沥青作为煤粘结剂的进一步应用和发展受到制约。因此近20年来，国外又不断开发出了改质石油沥青、高分子聚合物、工业废弃物、无机物等单一或复合型的型煤粘结剂。世界不同国家因其能源资源、经济社会和科学技术发展状况不同，对型煤的开发利用有很大差别。在20世纪中叶以前，世界上有不少国家，特别是西方一些工业国家煤炭是主要能源，型煤的开发利用不断发展。20世纪中叶以后，石油和天然气消费超过煤炭成为主要能源。 近20近来，一些发达国家为了减少和防治燃烧煤炭对环境造成的污染，煤炭在能源系统的消费结构中所占比重越来越小。因而这些国家的工业型煤利用比过去大大减少了，主要综合利用于冶金，建材等工业方面。民用燃料从固体燃料转向用电力、天然气、液化气、煤气等高效洁净能源。 但是，目前世界上大多数发展国家，能源消费仍以煤炭为主要能源，而且消费大量生物质能源，人均能源消费量和能源利用效率也普遍低于发达国家。在能源系统中，煤炭占一次能源总消费量的比重很大，如中国占75%，印度占56%以上。 为了提高煤炭利用效率，降低燃煤造成的环境污染，开发利用型已引起了一些国际和地区组织的重视。1989年亚太经互会在菲律宾召开了主题为“型煤开发与环境效益”的煤炭利用专家会议。1992年联合国如开环境与发展大会提出，在以煤炭为主要能源的国家，发展型煤是减少大气污染、促进经济发展的重要途径。以期推动发展中国家大力开发利用工业型煤和民用型煤的发展。目前，世界上发达国家工业化型煤技术的发展趋势是：规模化的型煤生产厂，一个型煤联合企业生产量少则几百万吨，多则上千万吨，型煤清洁、高效地燃烧；继续开发新的粘结剂及大型高压成型设备，生产具有节能和环保双重效益的型煤，主要供氧化和炼焦使用或冶金用。1.1.3需求预测型煤可广泛用于燃用煤炭的地方，如供热化工、造纸和冶炼等不同的行业。对我国这样一个人均能源贫乏的大国，开发利用工业型煤的意义就更加重要。因此，型煤的销售市场是十分广阔的。目前，年消耗原煤约8000万-10000万吨，其中工业锅炉直接燃烧原煤的约占30%，发电和其他直接燃烧原煤的设备约占总消耗的75%以上，即7000万吨以上。最近几年来，国家对城市环保投入很大，要求尽快改变目前环境污染问题。所以，必须肯定的是，我国是能源消费大国，型煤的需求不仅是物质的，而且是社会政治性的。意义重大，市场广阔，前景美好。现在型煤的市场价大约1000多，随着资源的短缺，型煤价格有上升的趋势。1.2设计依据和设计原则1.2.1设计依据（1）攀枝花学院生物与化学工程学院下发的工艺设计任务书。（2）各资料文献上查得的基本资料和数据。（3）相关的国家标准4。大气污染物质排放标准执行GB8978-1996工业炉窑大气污染物排放标准。水体污染物排放标准执行GB8978-96污水综合排放标准。工业噪声执行GB12348-90工业企业厂界噪声标准优质碳素结构钢技术条件 GB699-88普通碳素结构钢 GB700-88低合金结构钢 GB1591-88可锻铸铁件 GB9440-88化工管道设计规范 HG20695-1987玻璃钢管和管件 HG/T21633-1991化工用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材 GB/T4219-1996化工配管用无缝及焊接钢管尺寸系列 HG20553-93（） 输送流体用无缝钢管 GB/T8163-1999工业企业管道工程施工及验收规范 GB50235-1997工业金属管道工程质量检验及评定标准 GB50184-1993 化工金属管道工程及验收规范 GB20225-1995不锈钢无缝钢管 GB/T14976-1994 衬塑钢管和管件（衬PVC或聚乙烯） HG20538-1992 碳钢紧衬聚烯烃（PO/CS）防腐蚀系列 Q/WSF01-1996过程检测和控制流程图例符号和文字代号 GB2625-81自动化仪表选型规定 HG20507-92供配电系统设计规范 GB50052-951.2.2设计原则10（1）设计方案的确定，应当符合归家工业建设的方针和政策。（2）设计的生产工艺流程应具有一定的先进性，又具有实现的可靠性，要充分体现技术、经济两方面的合理性。（3）严格遵循设计程序，认真做好建厂的可行性研究，进行多方案的技术经济比较和论证。（4）设计中因地制宜地采用国内外新技术，选择先进的、高效的工艺设备和新型材料，充分吸收现场经验，尽量简化工艺，提高机械化、自动化水平，所选择的设备应具有较高的可靠性而由易于维修。因此，尽量选用标准化、系列化、通用化的设备。（5）根据地区条件、煤质情况和用户要求，产品品种需具有一定的灵活性。在有条件的地方要考虑综合经验，搞联合企业。（6）型煤厂应有必要的技术安全和劳动保护措施。实现综合治理保护环境，对型煤厂可能产生的煤尘、废水等，必须进行处理。应减少和降低噪声，使之达到国家规定标准。应考虑厂区、生活区的绿化和美化。（7）正确处理工业和农业使用土地的矛盾，在基本建设中注意尽量利用旧有建筑，节约土地，不占或少占农田。1.3设计基础资料气象条件（1）气温年平均气温 22.2 ；极端最高温度 39.8；极端最低温度 2.3。（2）气压年平均气压 868kPa；年最高气压 89.58kPa；年最低气压 86.59kPa。（3）湿度年平均相对湿度 60.0 %；年最小相对湿度 6.0 %。（4）日照年日照时数 2512小时；日照百分率 57%；全年晴天日数 108天；1.4设计范围根据生产要求设计20万吨/年造气型煤生产装置、辅助生产装置和公用工程基础。具体设计内容包括：原煤加工工序（1） 原煤加工工序设计（2） 原煤加工物料衡算（3） 立式破碎机、粉煤与粘接剂以及水定量混合系统、原料搅拌混合与熟化仓设计成型与烘干工序（1） 成型与烘干工序设计（2） 成型与烘干热量与物料衡算（3） 成型机、烘干窑、热风炉系2 工程分析2.1建设项目概况2.1.1建设项目名称、性质和地点项目名称：20万吨年造气型煤工程项目性质：新建项目地点：攀枝花盐边县红果彝族乡2.1.2建设规模、内容产品方案：项目建设规模为20万吨/年造气型煤。原材料的主要技术规格（1）原煤：盐边县金谷煤业产原煤和精煤经过控制混合达到的技术指标的如下：灰分：18%-25%，挥发份：7%-8%（2）粘接剂自制有机-无机复合造气型煤粘接剂序号名 称指标1水泥含量 为粉煤的2.0%2PVA（聚乙烯醇）含量 为水泥的10%3腐殖酸含量 为粉煤的1.0%4碱片（NaOH）含量 为粉煤的1.0%建设内容：新建年产20万吨造气型煤装置及配套公用工程、辅助设施。3 二十万吨/年造气型煤工艺设计3.1造气型煤生产工艺流程图无烟原煤筛 分电磁除铁破 碎定量配料黏结剂和水混合搅拌熟化均化电磁除铁挤压成型烘干造气型煤废烟气碎屑返料图1 粉煤生产造气型煤工艺流程图3.2工艺设计3.2.1原煤加工工序（1）工艺目的原料煤粒度不规范且里面含有未除尽的铁丝等一类杂物，为了保证物料粒子在型块内的排列最为紧密，以提高型煤的机械强度，且本工艺采用有粘接剂冷压成型，最佳粒度组成应使物料的总比表面最小和粒子间的总空隙也最小，以减少粘结剂用量，原料煤加工后的粒度技术规格直接影响型煤的质量和生产成本。（2）工艺要求原料煤理化性质要求a.要求原料煤的灰分尽可能低，一般来讲，灰分要20%。b.要求原料煤的粒度尽可能细，以减少破碎机的工作负荷，加工后的原料煤的粒度要求是30mm。c.要求原料煤里面尽可能少的含有铁丝、木屑、塑料等杂质，以免影响型煤产品的质量；（3）破碎设备本工艺的破碎设备选用立式破碎机，其作用将振动筛筛出的粒径大于3mm的煤颗粒破碎至3mm以下，以满足工艺生产的需要，破碎后与原来筛分出的细料混合后在与干粉给料机给出的粘结剂混合运送至我叫设备。（4）卧搅设备为了使工艺原料达到充分混匀的目的，本工艺拟采用卧式搅拌机，一共安装四台，三台工作，一台备用。四台卧式搅拌机重叠安装，混合料在第一台卧式搅拌机加水搅拌，之后依次通过二号、三号搅拌机，通过三台卧式搅拌机搅拌之后的混合料基本可以达到工艺要求的均匀程度。（5）本工序工艺流程简述原料煤经由原煤斗闸门控制流量送至振动筛，将3mm块状煤筛出，3mm碎煤送入破碎机进行破碎，原料煤破碎至3mm以下，按比例计算好的称取水泥与粉煤混合，然后称取腐植酸与碱片，使两者反应后混入粉煤中，同时称取PVA溶于水中，利用废气的余热使其溶解后，先后混入粉煤中，经搅拌均匀后（总的水量为16%-17%）,再将混合料送至熟化仓堆放熟化，使粉煤与准备好的粘结剂得到充分混合、浸润、相互包溶。原煤斗1#皮带筛 分2#皮带电磁除铁器A立式破碎粉煤定量3#皮带4#皮带卧式搅拌定量水泥定量PVA定量腐植酸与碱片反应后卧式搅拌卧式搅拌熟料仓图2 原煤加工工序工艺流程图3.2.2成型与烘干工序（1）工序目的直接从成型机挤压成型出来的煤球中含有少量碎屑（压力控制在15Mp下以上），要经过筛条除去。同时，此时的煤球水分含量高，冷热强度均较低，要经过烘干除去水分同时增大其冷热强度，以达到工业成品型煤的质量理化指标。（2）工艺要求a.从熟化仓出来的混合料含水分应在14%-15%左右。b.要求成型前的混合料尽可能少的含有铁屑、木屑、塑料等杂质，以免影响型煤产品的质量。c.要求进入干燥窑的煤球含有尽可能少的碎屑，以免影响型煤整体质量和加大窑内刮板机的工作量和推灰工人的工作强度。（3）热风炉（4）烘干窑（5）引风机（6）本工序工艺流程简述从熟化仓出来的混合料含水份14%-15%左右，送入均化机作细碎处理直送至成型机成型，成型机挤压成型的煤球经筛分除去碎屑后送至干燥窑除去水份，碎煤屑经返料皮带送至均化机循环成型。成品型煤含水份应控制在1.5%，送往成品库储存备用。燃料煤经人工送入热风炉燃烧产生的烟气控制在200-220之间，出口废烟气(降温至80左右)经引风机从出口管道送至烟囱排入大气。熟 料均化机6#皮带成型机7#皮带电磁除铁器B烘干窖9#皮带引风机烟囱成 品10#皮带鼓风机热风机图3 成型、烘干工序工艺流程图4 物料及热量衡算4.1型煤厂全厂数质量流程计算4.1.1原始数据 生产能力：200000t/a；原料：无烟煤,原料灰分18%-20%，挥发份7%-8%，水分8%，粘结剂灰分18%，水分6%；原料配比：无烟煤：粘结剂（自制复合粘结剂）=95.8：4.2；工作制度：年工作日330天，日工作时间3班，平均每天有效工作时间约为21h；4.1.2型煤厂全厂数质量流程的计算（1）成型原材料的资料综合与计算，编制产品平衡表（表）；每小时生产能力=200000t/330/21h=28860.03kg/h产品要求：挤压成型煤时水分为16%17%，烘干后水分1.5%，根据原始数据，原煤与粘结剂混合在不加水的条件下水分为7.916%，挤压成型煤时水分为17%，又假设每小时进入工艺的混合料为100kg，那么，原煤为95.8kg，粘结剂为4.2kg，总共带入水分为7.916kg，在生产型煤时所加水分为akg（100kg*0.07916+akg）/（100kg+akg）=0.17 由此式算出 a=10.945kg生产型煤的质量：100+10.945=110.945kg烘干后产品的水分为1.5%。在烘干时减少的水分的量bkg。(100kg*0.07916+10.945kg-bkg)/(110.945kg-bkg)=0.015 由此式算出 b=17.459kg 烘干后型煤的质量：110.945-17.459=93.486kg 实际生产型煤为28860.03kg/h 按照比例计算，烘干减少的水量为： 28860.03/93.486*17.459=5389.762kg/h 5389.762*21*330=37351.051t/a 进入工艺的原煤：28860.03/93.486*95.8=29574.384kg/h 29574.384*21*330=204950.481t/a 进入工艺的粘结剂：28860.03/93.486*4.2=1296.581kg/h 1296.581*21*330=8985.306t/a 成型时加水量c为：（29574.384*0.08+1296.581*0.06）+c-5389.762=28860.03*0.015 由此式算出：c=3378.917kg/h3378.917*21*331=23415.895t/a产品灰分为：（29574.384*0.2+1296.581*0.18）/28860.03=21.3%表1 产品平衡表产品名称数 量质 量 %Qkg/ht/年A%M%无烟煤10029574.384204950.481208粘结剂1001296.5818985.306186型煤产品10028860.0320000021.31.5在实际生产过程中，等型煤烘干以后，大概有5%左右的型煤变成煤灰或者碎煤，这一部分用来作为热风炉的燃料，多余的用来和原煤再次进入工艺，所以要达到产量，要对相关数据进行修正：出烘干窖的型煤为：28860.03/0.95=30378.979kg/h 30378.979*21*330=210526.325t/a 粘结剂为：1296.581*0.95=1231.752kg/h 1231.752*21*330=8536.041t/a 无烟原煤为：29574.384*095=28095.665kg/h 28095.665*21*330=194702.959t/a因为原煤本身的灰分、水分都有一定小范围的波动，加之这些煤灰和碎煤还有一部分用于热风炉的燃料，所以，进入原煤的那些碎煤和煤灰给原煤的各种指标带来的影响可以忽略不计。从而，修正后的产品平衡表如下表所示：表2 修正后的产品平衡表产品名称数 量质 量 %Qkg/ht/年A%M%无烟煤9528095.66519.4702.959208粘结剂951231.7528536.041186型煤产品9530378.97920000021.31.5（2）全厂数质量流程图的绘制根据上述计算结果，绘制出数质量流程图无烟原煤自制粘结剂95Q=28095.665A=20M=85Q1231.752A18M6原煤加工干粉给料机传送搅拌加水3378.917kg/hQ=29327.417A=21.3M=7.916熟化成型、烘干存库=95Q=30378.979A=21.3M=1.5Q=32706.334A=21.3M=174.1.3热量衡算生型煤球的水分由原来的17%烘干到1.5%且不能让型煤在内温度达到着火点而发生自燃造成经济损失。由前面计算得知进入干燥窑内的物料为：32706.334kg/h，其中水分17%，要使产品水分降低到1.5%以下，每小时在干燥窑内蒸干的水分为ckg，则有：（32706.334*0.17-c）/（32706.334-c）=0.015解出c=5146.682kg/h水的比热容为：4.2103J/（kg），水蒸气的比热容：2.1103J/（kg），型煤热值为23.9MJ/kg。煤炭的比热计算时近似取0.26kJ/（kg）。根据经验：河南郑州长城冶金设备有限公司生产的LHG-306型翻板多带式干燥机，在生球进料含水分20%的情况下， 其每小时生产干煤球量为20t，产品含水分小于1%。其热风温度要求180-220，冷空气湿含量要求0.01kg/kg干空气，初始进入烘干室的热风全部以10-16m/s的速度与物料表面均匀接触，出其温度约为80。 干燥过程气化水量： 式中：干燥前型煤的收到基水分； 干燥后型煤的收到基水分； 干燥前湿型煤的重量，kg/h；=5146.682kg/h燃烧1kg型煤产生的干烟气量：式中：理论空气用量，kg/kg； 燃烧室和混合室总的空气过量系数； 、燃料煤的氢含量、水分和灰分，%。理论空气用量计算： 经过攀枝花市产品质量监督检验所测定，型煤试验生产产品的碳含量为59.8%，硫含量为0.62%，氢含量3.5%，水含量1.5%，灰分21.3%，挥发份10.85%，氧含量为1.63%，氮0.8%。由此，=8.046式中：燃料煤中碳、氢、氧、硫的含量，%。 空气过量系数式中：Q煤的发热量，kJ/kg； 燃烧室和混合室的热效率（一般取0.85-0.90）； 燃料带入热量（此值很小，可以忽略不计），kJ/kg； 干烟道气的比热容；干烟道气的温度，；干空气（或者烟道气）中蒸汽的焓， kJ/kgI空气温度为t，湿度为时，空气的焓，kJ/kg（干空气）；d空气温度为t，湿度为时，空气的湿含量，g/kg（干空气）。设计基础资料中说明地区年平均湿度为60%，年平均温度在22左右，混合烟气的温度控制在200220，取210计算，查表【9】，按照工艺要求，进入干燥炉的干烟道烟气含湿量为0.01kg/kg，又因为温度为210，据表，绘制出大气压力99.3KPa时，相当于1kg干空气的湿空气的热含量I与湿含量d图，由此，可以用插值法大概估算出其湿度。图5 温度210时各项数据汇总绘图左图为放大后的图红线为湿含量，蓝线为空气的焓，此时空气湿度为1.5%，焓为58kJ/kg。因攀枝花地区年平均气压为868Kpa，为此，对上述数据要进行修正，可取空气湿度为1.6%，热含量I为图6放大后的图（部分） 60kJ/kg。=2491+1.97210=2904.7kJ/kg 0.239kJ/(kg) 型煤发热量按照攀枝花质检局鉴定结果，为2.39104kJ/kg，保守估计取0.85，由此：=124.909所以燃烧1kg型煤产生的干烟气量：=1005.475kg/kg根据工艺要求，初始进入烘干窑的烟气的速度为10-16m/s，取其平均值13m/s计算。假设每小时进入干燥窑的干烟为xkg，干燥窑热损失为15%。则出干燥窑的烟气的湿含量为：（x*0.01+5146.682）/（x+5146.682），温度据工艺指标，可选80进行计算。由此可以查表求出相应的空气焓值，以及湿度。烘干的型煤产品的温度也可以近似取80计算，其比热容为：c1=0.99*0.26+0.014.2=0.3kJ/（kg）所以带走的热为：m1=0.268028860.030.95=631882.762kJ/h生煤球带入的热量计算：c2=0.174.2+0.83*0.26=0.93m2=0.932232706.334=669171.594kJ/h烟气带入的热量为x*58/1000kJ。排除的烟气的焓值查表得到为ykJ/kg。则有：58*x*210*0.85+Q2=Q1+y*(x+5146.682)*80结合已有型煤厂的生产实际试差：当热风炉进料为150kg/h，150kg煤，那么烟气量为1005.475150=150821.25kg则湿含量为：（150821.250.01+5146.682）（150821.25+5146.682）=0.0427kg/kg查表可得湿度为38%，其焓值为106.95kJ/kg。由此，等式左边=58150821.252100.85+669171.594=1562121573kJ/h等式右边=669171.594+106.95（150821.25+5146.682）80=175005430.5kJ/h此误差在工业设计尤其是型煤厂设计的误差允许范围之内。那么实际要求的燃料型煤的量为：式中：l1是干燥炉每小时需要的干烟气量； l0是燃烧1kg煤产生的干烟气量； k考虑10%的机械不完全燃烧和化学不完全燃烧损失的系数，（取1.1）。前面计算出l0为1005.475kg/kg，l1为150821.25kg所以：=1.1150821.251005.475=165kg/h5 工艺设备的选型与计算5.1主要设备的选型原则与设备生产能力的计算5.1.1设备选型的原则（1）所选的设备应适应原料的特性和用户对型煤产品的质量、规格及形式的要求；（2）设备的型号和台数要与厂型大小基本吻合，即大型厂选择大型设备。同时要考虑机组之间的配合和厂房配置的紧凑，便于生产操作；（3）优先选用高效率、低消耗且适应性广的先进设备；（4）尽量选用同类型、同系列的设备，便于检修和备件更换；（5）选用的设备必须具备较高的可靠性，应选用已通过国家或者某些权威机关部门技术坚定，有较长的时间运转的生产实践并证明是可靠的先进设备。5.1.2设备生产能力的计算 在选择设备的型号、规格并确定设备台数时，需要计算设备的生产能力。通常计算生产能力的三种方法：（1）根据单位负荷定量计算这是设计中常用的一种计算生产能力的方法。单位负荷定额是长期生产实践所取得的经验统计数据，因此，应用此方法计算设备的生产能力，在多数情况下基本上符合生产实际。单位负荷定额计算方法分三种情况：a.按单位面积生产能力计算。如筛分机生产能力的计算，在已知筛分机总有效面积后，即可按已知单位面积生产能力确定筛分机的生产能力。b.按单位时间生产能力计算。如蜂窝煤成型机生产能力的计算，在已知成型机每分钟及每块蜂窝煤的重量，即可计算成型机的生产能力；又如泥浆搅拌桶，是按泥浆需要在搅拌桶内停留的时间来确定容量。c.按单位容积计算。如滚筒干燥机的生产能力可以按照每立方米工作容积的单位负荷定额计算；又如隧道窑式烘干炉也要按单位容积所容纳的型煤产品数量来确定其处理能力。（2）根据公式计算公式计算方法可以分为理论公式计算和经验公式计算两种。由于煤炭成型设备的生产能力与许多因素有关，而理论公式往往只考虑理想条件，同时由于不同原料性质存在差异，使计算结果与实际生产能力偏离较大；禁锢眼公式是根据实际经验总结出来的，它包括许多与原料性质、操作条件等有关的经验系数，但在型煤厂并未投产的情况下，很难确定这些系数，因此经验公式在实际使用上又有很大的局限性。（3）根据产品目录（或手册）这种方法简单直观，只要根据数质量流程上确定的处理量，即可从机械产品目录（或手册）上查出所选择的设备型号，并确定设备的主要性能参数。需要指出的是，某些设备并非煤炭成型专用设备，如轮碾机（机械铸造行业称为混砂机），在产品目录中所标明的生产能力是对矿砂的处理能力，如果用于处理煤炭，因为煤炭的密度小，其处理能力就有所降低。即使是对于许多型煤专用设备，虽然产品目录中已标明生产能力，但有时因所用的原料性质及配比各不相同，故实际生产能力也将有所差别。这就需要了解现场的实际生产经验。此外，在计算生产能力并选择设备时，还应注意留有足够的余地，尤其对一些关键设备，如破碎机、成型机等，如果选择不当，使型煤厂投产后达不到设计的能力，造成生产紧张的被动局面。在设备的型号及小时生产能力确定之后，即可由数质量流程上煤流量Q的大小计算设备的台数。 式中n设备需用台数；Q给料量（按流程计算数值），kg/h；q单台设备的生产能力，kg/（h台）；K生产不均衡系数5.1.3生产不均衡系数的确定 为使设备适应原料数质量的不均衡型和生产的不稳定性，保证型煤厂的连续生产，在确定各类型设备的台数时，应使处理的入料量乘上一个不均衡系数K。K值的大小根据各生产作业的不均衡情况确定。（1）对于前处理作业，如破碎、筛分等作业，不均衡系数K取1.3-1.5。其中，大型煤厂和设置有贮煤仓（棚）的型煤厂，K取下限值，对小型煤厂和那些原煤露天堆放的型煤厂，K最好选用上限值。 （2）对于成型作业，由于考虑蜂窝煤成型机容易磨损，维修工作量打的特点，不均衡系数K通常取1.4左右，对辊式成型机K取1.1-1.2。（3）产品后处理作业，主要包括产品的干燥、包装和贮运等作业，由于成型产品的数质量变化基不大，所以这些作业的不均衡系数K取1.1-1.2。5.2前处理作业的设备选型和计算5.2.1受煤和给每设备的计算与选型型煤厂受煤和贮煤多采用贮煤场或者煤棚，这是一种既投资省储存容量又大的贮煤设施，它一般需要选用专门的堆料、取料的机械化设备。对于我们目前设计的这种中小型厂采用铲车堆料和取料。因为铲车能用于各种松散物料的铲、运等操作。根据其行走方式可以分为轮胎式装载机和履带式装载机。根据本厂实际情况，选用斗容量2m，卸载高度2.33m的轮胎式装载机3台用来实现原料煤的装载。在型煤厂的原煤受煤坑和各种贮仓、缓冲仓的底部，都需要设置不同形式的给煤（料）机。给煤（料）机的型式主要是将煤均匀而定量地输送到设备上，以保证物料沿工艺要求的流向流动。给煤（料）机的型式主要根据物料的性质（如粒度、水分等）、要求给料的均匀程度、给料量的准确性等条件来确定。生产实践表明，带式给煤（料）机、往复式给煤（料）机和盘式给煤（料）机对于细粒物料和保证给料均匀调整给料量等方面均比较有效、在型煤厂中广泛使用。根据已建成的型煤厂的生产实践，原煤定量机选用ZQ40型箱式定量机，其给料能力为0-30t/h，且可调，占地面积不是很大，电机功率要求为5.5kw，干粉定量机选用DGM650型干粉给料机，功率仅为1.5kw，且其0-5m的给料量完全可以满足生产工艺需要。5.2.2破碎设备的选型与计算为了保证成型物料具有合适的成型粒度和粒度组成，前处理作业中破碎设备的选型十分重要。型煤工业对破碎机的要求：破碎粒度细，生产能力高，对入料中水分含量的变化适应性强，机械机构简单、运转可靠、易维修、噪音低以及破碎功耗小等。因此，选择破碎机时应考虑原料的性质，原料的状态、原料的粒度、处理能力（产品的粒度和产量）、粉碎方式等基本因素。1）原料性质它包括物料的破碎性、硬度、密度、耐磨性和表面摩擦系数等。2）原料状态指原料的湿度、温度。即使同一原料，因其状态不同也大大影响破碎效率。型煤厂的原煤多为露天堆放，受气候的影响其原料状态变化较大，因此要选择那些对入料水分变化适应性强的破碎机。3）原料粒度原料粒度是决定破碎机处理能力和破碎产品粒度的重要因素。不同结构型式的破碎机，对入料的最大粒度都有限制。如颚式破碎机等要求原料的最大给料粒度为给料宽度的70-90%；对辊式（光面）破碎机的入料粒度受辊子齿角的影响，通常应选用齿角大于30的破碎机。4）处理能力（产品的粒度和破碎量）破碎量和产品的粒度之间有着密切的关系，破碎机由于破碎产物的大小不同，破碎量也各异，一般提到处理能力时，容易只考虑破碎量的大小。设备制造厂家在产品目录上提出的破碎机的生产能力，是对某种有代表性的原料在良好的条件下连续给料时的数据，虽可以作为设备选型的一句，但仍对实际上、所处理的原料性质、状态及给料条件等加以考核，应留有充分的安全系数。综合以上考虑，选用LP100型立式破碎机。其技术规格如下：产量18-20t/h,电机功率45KW，物料水分9%，最大块料粒度30，出料粒度3mm，主轴转速1100r/min，外形尺寸：1700mm*1300mm*1600mm，重量3500kg。配套电机选用Y225M-4型电机。5.2.3筛分设备的选型与计算振动筛的特点是筛面产生高频率的振动，使筛上物料在筛分过程中经常处于松散状态，因而有较高的生产率和筛分效率。此外，振动筛结构简单、运行可靠、动力消耗地。振动筛根据结构型式大的不同分为单轴惯性振动筛和双轴惯性振动筛；从安装型式上又可分为吊式（以D表示）和座式（以Z表示）两种，此外还有共振筛和概率筛等筛分机械。振动筛在本设计中主要作用是做预先筛分。根据生产实践，你选用ZD1224型振动筛，其技术性能如下：面积：2.9，倾角：20，功率：4kw，外形尺寸：2471mm*2109mm*1334mm5.2.4混捏设备的选型混捏是混合与捏合两个作业的总称。物料的混合是利用机械的搅拌作用，将几种原料以及水和粘结剂掺和均匀；而捏合作用除了加强拌合作用外，还能将物料的固体颗粒表面所吸附的气体通过外力排除，并将液态物料（水或粘结剂）均匀分布于固体颗粒表面，从而使水和粘结剂在颗粒表面紧密吸附，形成牢固的液膜（即水化膜）。此外，混捏作用可以增加物料的堆积密度，消除颗粒之间的弹性，使其有利于成型，并增加型煤产品表面光洁度，因此，混捏作业是成型前必不可少的一个重要环节。双轴搅拌机系连续作业的搅拌机。槽内设有双轴，轴上在螺旋推进方向安设搅拌叶片，两轴的旋转方向相反，各种物料由入料端给入搅拌机后，在机槽内随螺旋叶片向前推移，由于两轴反向旋转叶片的作用，物料在前移过程中上下前后翻滚并混合均匀，经过一定时间后，混合物料便连续均匀地由排料口排出。物料在搅拌机内混合的均匀程度和停留时间取决于叶片与轴线的角度和转速。搅拌机生产能力的计算式中 Q搅拌机的产量，m/h；D叶片回转直径，m；d搅拌机的轴径，m；填充系数，（一般取0.55）； 物料移动速度，m/min； K搅拌机的轴数，（双轴K=2）。表3 DLJ2300双轴螺旋搅拌机技术性能性能名称参数性能名称参数生产能力，t/h15-20电机功率，KW7.5物料搅拌均匀度，%90吨煤电耗，KWh0.38搅拌槽长度，mm2300减速比20.34主轴转速，r/min39.5噪音，dB80轴向推进速度，mm/s37外形尺寸，mm3225760830叶片线速度，mm/s724整机重量，kg800配套电机选用Y2-132S2-2型7.5KW电机。5.3成型设备选型和计算煤炭成型机种类繁多，有各种类型的冲压成型机、环压式成型机、对辊成型机、螺旋挤压成型机以及蜂窝煤成型机等。根据用户需要，目前广泛使用的工业及民用煤炭成型机械主要是对辊成型机和蜂窝煤成型机。对辊式成型机的结构与对辊式破碎机相似。主要由两个大小相同、距离很近的压辊组成。在压辊的表面有规则地分布着许多大小相同的球窝，每个球窝相当于半个煤球的形状，电动机通过传动齿轮带动两个压辊以相同的速度做相向转动，煤料由辊轮上方给入，在自重和辊轮拖带下落入两辊之间并充满球窝，继而在两个压辊作用下压制成球。对辊成型机辊面上球窝的形状分布对煤球的强度及其燃烧性能影响很大。设计选型时对球窝形状的选择应满足以下几点要求：（1） 有利于煤球的成型与脱模；（2） 尽量避免尖棱角，利于降低产品煤球在运输及使用中的破碎；（3） 保证产品煤球在燃烧或气化时使用燃料层具有良好的透气性，提高燃烧性能或气化效率；（4） 有利于提高成型机辊轮表面的利用系数，减少磨损，降低成型机的功率消耗；（5） 成型机球窝的加工比较方便。成型物料对于成型机的球窝和型轮的轮面都有较强的磨蚀性，经一定使其使用后，型轮机必须更换或维修。为了便于维修，除有特殊要求型轮制成整体外，通常型轮都是由辊轴、辊芯和辊套三部分组成，在辊套上加工多排球窝，并用键固定于辊芯上，便于更换。对辊成型机的重要参数是成型压力，它对于煤球产品的机械强度和燃烧性能起着重要的影响。一般成型压力越高，物料颗粒之间接触就越紧密，型煤产品的强度就越高。但由于对辊成型机的成型时间短，物料压紧并撤销外