褐煤干燥成型装置.ppt

1、褐煤干燥成型装置,何杉,褐煤干燥成型装置,一、装置概况 二、工艺流程 三、主要设备 四、小结,一、褐煤干燥成型装置,装置规模：装置共处理原料褐煤2600万吨/年； 生产型煤2300万吨/年； 同时为褐煤热解装置提供干燥褐煤2168.92万吨/年。,2、装置组成,3、褐煤,1）褐煤的特点 2）褐煤的结构 3）水分的存在形式 4）褐煤的自然 5）干燥褐煤吸潮原因 6）褐煤在干燥过程中所发生的物理和化学变化,3-1、褐煤的特点,褐煤大多数无光泽，真密度在1.101.40g/cm3之间，水分高达30%60%，挥发成分高(40%)，热值底（原煤2700Kcal/kg左右），燃点低（270左右），不粘结，

2、易风化变质，含原生腐植酸，含氧高，化学反应性强，热稳定性差。具有低硫、低磷、高挥发分、高灰熔点的“两高两低”显著特点。,褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的煤种。它是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物，因外表呈褐色或暗褐色而得名。,3-2、褐煤的结构,煤样用傅里叶红外光谱、X-射线光电子能谱、电子顺磁共振、碳谱核磁共振和气体等温吸附法进行分析鉴定，发现褐煤内部存在许多毛细孔，并含有较多的脂肪烃类物质和含氧官能团，以及少量的芳香烃类物质。,从煤化过程来看，褐煤是一种相对年轻的煤种，介于植物和烟煤，无烟煤之间的一种物质。,3-3、褐煤水分的存在形式,含水分高是褐煤的重要特征之一，其水分主

3、要由3部分组成： 植物经成煤过程和成煤作用后残留、保存下来的水分，主要存在于褐煤毛细孔中，称为内在水(结合水)，这部分水分基本反映其煤化程度，煤化程度愈浅，水分含量愈高。 煤开采、堆放和运输过程中，由外部环境吸收或向环境释放部分水分后保留在煤表面的游离状态的水，通常称为外在水（非结合水）； 褐煤中矿物质所含有的结晶水。 一般来说，脱除褐煤的外在水分比较容易，但要脱除褐煤内在水分和矿物质结晶水则困难得多。褐煤内在水分的脱除性取决于其孔结构的发育程度和状态。,3-4、褐煤的自然,褐煤反应性强，孔隙率较高，氧含量较高，一般为15%-30%，是一种化学活性较强的煤种。只要将褐煤暴露在空气中，就会开始其

4、氧化升温，温度愈高，氧化速度愈快。当温度升高至某一值时，不管是在井下还是地面，就会发生自燃。,3-4、褐煤的自然,据我国山东龙口矿务局北皂煤矿井下观察，褐煤升温过程是先换后急，从常温20升温到35，至少需要1个月的时间，由35升高到60，一般只需要3-5天，再由60升温到燃点284，时间不超过24小时。因此，褐煤的储存显得很重要。,3-5、干燥褐煤吸潮原因,褐煤内部存在许多毛细孔，湿褐煤就像吸足水分的海绵；而干燥（指仅脱除表面水的情况）后的褐煤就像拧干后的海绵。当干燥（指仅脱除表面水的情况）后的褐煤遇到水时，就会吸潮，与拧干后的海绵吸水的原因一样。这就是为什么干燥（指仅脱除表面水的情况）后的褐

5、煤在放置过久或运输过程会吸潮的原因。,3、褐煤,本工艺包的原料为原料煤贮运装置来的非冻结褐煤，粒度30mm，设计煤种、校核煤种煤制条件如右表：,设计煤种：是全厂做工艺设计，物料平衡，能量平衡，经济效益分析时候的煤种，也叫工艺设计煤种。 校核煤种：实际运行中，肯定很难保证煤种就是设计煤种，校核煤种，就是设备设计遵循的煤种数据，比如校核煤种较差，相应的设备都要放大，最终燃用校核煤种应保证设计处理，但是各种消耗就无法保证了。 设计煤种和校核煤种应该在一个合理的范围内，不应相差过大，否则会造成设备偏离实际运行太远，经济效益差。,3-1、设计煤种、校核煤种,4、中间产品,干燥成型的中间产品为干燥褐煤，粒

6、度6.3mm，规格如右表：,5、产品,型煤规格如下： Min：101014mm Max：504025mm 抗压强度：10.2Mpa 密度：1.1g/cm3,5-1、型煤跌落测试,5-2、型煤的优点,1）无需添加粘接剂。根据褐煤毛细孔模型的原理，褐煤中有大量含水的毛细孔，毛细孔中的水分称为内水，经干燥工艺后，大部分的内水被干燥，还有少部分水分作为粘接剂。成型时褐煤中毛细孔被压溃，进而充填煤粒间的空隙，呈现出相互作用的分子间力，加强了煤粒间的接触而成型。成型后的褐煤毛细孔结构被破坏，故重新吸附水现象大为降低。 2）热压成型后的褐煤空隙大量减少，机械强度明显增强，煤质密度增加，便于运输，降低了运力，

7、使褐煤的利用不受地域的限制，改变了产煤地区现采现烧的单一利用途径，为褐煤的综合利用提供了便利。热压成型后的褐煤不易风化，能很好的解决褐煤堆的自燃，防止资源浪费，减轻煤堆燃烧带来的环境污染，提高褐煤的储存期。,5-3、影响成型的因素,1、粘结剂种类和添加量； 2、原料煤粒度； 3、成型水分； 4、成型压力； 5、固结条件； 6、成型温度；,5-3-1、粘结剂种类和添加量,不同煤种的成型性差别很大，采用粘结和配方不尽相同，常需进行试验确定粘结剂种类及最佳配入量。用同种粘结剂使不同煤种达到同样强度有时需要提高低阶煤粘结剂配入量；,5-3-2、原料煤粒度,合适的原料煤粒度及粒度分布可使型煤有足够的密度

8、，从而获得高质量型煤。较小的煤料粒度有助于煤粒间的紧密接触，从而提高型煤强度。 有学者认为，结构强度高的原料，应有3%到4%大于10mm的粗颗粒，这样有利于提高型煤强度并减少粘结剂用量。,5-3-3、成型水分,成型原料水分对型煤强度影响很大。水分过大，不仅黏结剂被挤出，也使脱模困难；水分过少，使煤与黏结剂作用效果差。根据煤种的差别，一般将水分控制在9%到15%之间。,5-3-4、成型压力,一般低阶煤适合高压无黏结剂成型，靠煤粒表面产生分子间作用力提高型煤强度；但是压力过大，使毛细孔中的水分被挤出过多而可能造成水膜增厚，导致型煤强度下降；褐煤成型压力在150MPa左右即可获得高强度型煤。有黏结剂

9、成型时，宜采用中低压成型压力，一般为30到50MPa即可。,5-3-5、固结条件,有黏结剂成型时，刚压出的型煤强度一般都很低，需进行固结处理方可达到应有的强度。不同黏结剂采用的固结方式不尽相同。本工艺主要采用的是在冷却输送机上自然冷却的方式，冷却时需要注意冷却温度不能下降的过快，否则会出现十分严重的型煤开裂现象。,5-3-6、成型温度,根据金新化工的成型试验显示，进入辊压机的煤粉在较高的温度下成型率会有显著第提高，保证控制干煤处理到成型工序的煤粉温度，减少此段链式输送机的热损失是十分必要的。,二、工艺流程,1、原煤预制 2、干燥 3、干煤处理 4、成型 5、型煤处理,1、原煤预制,1）工艺目的

10、：将贮运系统来的粒度30mm的原料煤经过破碎，使之成粒径6.3mm的煤。 2）流程简述：,原料煤贮运系统,驰张筛,锤式破碎机,干燥工段,6.3mm,6.3mm,原煤 30mm,1）工艺目的：将含水量约为36%的褐煤用管式干燥机干燥至含水量约为13%的干燥褐煤。 2）流程简述：,2、干燥,碎煤仓,管式干燥机,干燥处理工段,36%,13%,3、干煤处理,1）工艺目的：将粒度为6.3mm的煤破碎筛分为0.75mm的煤，又被称为二次破碎。 2）流程简述：,斗提机,锤式破碎机,振动给料机,多层筛,成型工艺段,斗提机,0.75mm,0.75mm,1）工艺目的：将煤粉用辊压机辊压成一定粒度的型煤。 2）流程

11、简述：,4、成型,干煤处理,成型机,型煤处理工段,5、型煤处理,1、工艺目的：对型煤进行筛分，满足10mm的型煤进入成品型煤库，10mm的碎裂型煤重新返回斗提机进行二次破碎（或者直接送往热解装置）。 2、流程简述：,型煤,振动筛,冷却输送机,型煤成品库,干煤处理工段,10mm,10mm,5mm,原料煤贮运系统,驰张筛,锤式破碎机,6.3mm,6.3mm,原煤 30mm,碎煤仓,管式干燥机,w=36%,w=13%,斗提机,锤式破碎机,振动给料机,多层筛,斗提机,0.75mm,0.75mm,成型机,振动筛,冷却输送机,型煤成品库,干煤处理工段,10mm,10mm,5mm,6、工艺流程简述：,三、主

12、要设备,1、链式输送机 2、弛张筛 3、锤式破碎机 4、管式干燥机 5、斗提机 6、振动给料机 7、多层筛 8、辊压成型机,链式输送机作用是干燥机出料输送和转运，属保温型链式输送机。链式输送机的四周由140mm厚的绝热保温层，尽量将物料中热量的损失降低到最低限度；另外除尘器工作时，吸入的空气是经过换热器产出的热空气，通过管道输送到链式输送机内，使链式输送机上的褐煤温度保持在7090。,1、链式输送机,1、链式输送机分类,1 链板输送机 2 悬挂链输送机 3 网带输送机 4 插件线输送机,链式输送机主要由头轮、尾轮、输送链、机壳及驱动装置等组成。链式输送机工作时，机槽下部的两根链条同时等速向前运

13、动，两根链条之间有刮板，刮板推着物料向前运动，当机壳的下部有出口时，物料就从出口流出输送机，送到下一个加工段。,1、链式输送机的结构,1、设计需要考虑因素：,1）由于褐煤对火花很敏感，因此设计时采用防火花设计； 2）一旦褐煤爆炸，怎样快速卸压，保证人员和设备的安全；该链式输送机的上部盖板采用铰链结果，一旦爆炸，盖板会自动从一侧打开卸压，同时为了防止盖板飞出去伤人，盖板另一侧采用铰链固定； 3）由于褐煤对高温（160）很敏感，因此必须防止设备的局部高温，因此在输送机上温度可能升高的部位，比如轴承和密封，安装温度传感器，并在DCS上实时监控，如果发现温度有迅速升高的趋势或温度高于140，控制系统报

14、警，操作维护人员及时处理； 4）按照工艺的要求，褐煤成型需要较高的温度，因此该输送机还有保温的功能；,2、弛张筛,驰张筛是一种全新的用于难筛分性物料的筛分装置，尤其是在所处理的物料易于堵塞筛网的情况下，弛张筛能够以相对较小的筛网面积达到非常高的筛分效率，并保证筛网不堵塞。,2、弛张筛的原理,1）原理：利用物料体积的大小差异，具有不同的加速度，完成对物料的筛分。 2）筛面运动方式： 在入料端，筛面的运动轨迹为顺时针圆周运动。筛面的这种运动形式使物料快速地沿筛面向前运动，从而迅速地在筛面上分散开； 在筛分机的中间段，筛面的运动轨迹为直线运动。此种运动形式能够保证物料与筛面充分接触，从而保证较高的筛

15、分效率。 在出料端，筛面的运动轨迹为逆时针圆周运动。此种运动形式下，物料被反向抛起，不仅保证了在出料端的物料具有一定的厚度，而且能够保证出料的粒度分布。,驰张筛主要由弛张筛本体、底座支架、防尘盖、驱动组成。,2、弛张筛结构,2、弛张筛结构,1）底座支架主要用于安装弛张筛本体使之保持设计的倾斜角度，同时使得现场的安装更加准确、快捷。 2）顶部的防尘盖主要是为了防止弛张筛工作时扬尘四溢，同时也可在上面设置除尘接口，方便接入除尘系统。,3）驱动部分有电机提供动力源再有偏心轴形成弛张筛需要的振动。,4）驰张筛本体由内外两个主框架、筛网、偏心激振单元和支撑弹簧组成，外框由偏心轴带动与内框产生相对运动。

16、支撑筛网的横梁交错地与内框和外框连接，内框通过弹性元件安装在底座支架上。 在内外框的相对运动下，筛网产生一张一弛交替的运动，运动状态类似于蹦床运动。内外框通过支撑弹簧连接在一起，由此可产生运动形式的改变。,2、弛张筛结构,弛张筛聚氨酯筛板,2、弛张筛的优点,1、适合含水或潮湿的物料； 2、适合粒度分布较小的物料； 3、无堵塞、无粘结； 4、高的筛分效率。,3、锤式破碎机,锤式破碎机是直接将最大粒度为600-1800毫米的物料破碎至25或25毫米以下的一段破碎用破碎机。,3、锤击式破碎机原理,锤击式破碎机的运行方式是以撞击的作用为基础的。物料从入料口进入设备，撞击到旋转的锤头上。物料通过转子旋转

17、来破碎并被撞击到上部反击板上。通过反击板的反弹力再次破碎物料并将其反弹回来，反弹回来的物料再次同锤头撞击进行破碎后撞击下部反击板，最终通过下部筛板的筛条排出物料。一旦粒度达到要求了，这些物料就将通过筛板的筛条从破碎机流出。,1）驱动破碎机是通过联轴器由电机驱动的。 2）外壳：外壳是一个多层的钢板结构。在外壳的两侧有两块楔形的钢板，这两块楔形板是用于拆装以及固定转子。为了支撑起转子轴承，在外壳的两外侧分别有一个轴承座。物料从外壳上方的法兰接口进入破碎机，出料连接口位于外壳的下方。,3、锤式破碎机结构,3、锤式破碎机结构,3）反击板：将大颗粒物料破碎。 4）转子：转子有一个带有转子盘的轴，转子盘通

18、过两侧的边缘盘固定在轴上。锤头通过转子螺栓固定在各个转子盘上，它是可以摆动的。在边缘盘上有锁紧螺母，用于固定转子盘。,4、管式干燥机的原理,干燥系统采用间接加热的方式，低压蒸汽经干燥机主轴进入干燥机后和干燥管外表面充分接触，干燥的物料在干燥管内部从一端流到另一端，加热介质和被加热的物料并不接触，因此安全性大大提高；,4、管式干燥机的结构,管式干燥机主要部件筒体为一种回转圆柱形装置，由端板、外筒和干燥管组成，简称筒体。筒体成倾斜布置，与水平地面成9倾角；该项目使用的管式干燥机型号规格是：RT58；内部干燥管有1500多根，面积达到约4000 m2，加热面积大，热效率利用高；,4、管式干燥机的结构

19、,1.入料口，2.蒸汽入口，3.干燥管，4出料口，5冷凝水出口，6废气出口,干燥机工作时，一定粒度的原煤（63mm）通过干燥机的布料器均匀分布到旋转的滚筒内部的众多干燥管中，干燥管中装有导流叶片，当干燥管旋转时，煤通过重力和叶片导流作用在干燥管内运动，煤不停地从入口流到出口，就完成了干燥过程；干燥所需的热能由干燥管外部的低压蒸汽提供，与褐煤一起进入干燥管内的空气吸收了水分以后在静电除尘器内与干煤粉分离，排入大气中。,4、管式干燥机的工作过程,4、影响干燥的参数,对于干燥机的干燥管来说，有一个填充度的参数，对于一定的物料来说，填充度越高，干燥机前端板稳度越低，反之端板温度越高；填充度一定的情况下

20、，筒体旋转速度越慢，出口处物料含水量越低，处理量越小；反之出口处物料含水量越高，处理量越大，因此筒体的旋转在一定程度内可以调整干燥物料的含水量及出力。,1）原理先进，设计独特。由于传热介质不直接与褐煤接触，使得整个干燥过 程安全、可靠，解决了低燃点褐煤采用直接接触干燥工艺时，由于温度过 高，挥发分气体逸出及粉尘与空气中的氧气反应易发生爆炸的问题。 2）结构合理。采用数量众多的干燥管对煤进行分散，大大地增加了干燥机的有效干燥面积，提高了干燥幅度，强化了干燥效果； 3）干燥管的安装、更换方便，取代焊接而采用现场胀管的方式； 4）设备成熟可靠，控制简单； 5）电耗很低；每台干燥机主要采用两台电机，针

21、排布料机1个，4Kw驱动滚筒一个，45KW。,4、管式干燥机的优点,5、斗提机,作用：斗提机其功能是将物料提升一定高度。,5、斗提机原理,料斗把物料从下面的储藏中舀起，随着输送带或链提升到顶部，绕过顶轮后向下翻转， 斗式提升机将物料倾入接受槽内。带传动的斗式提升机的传动带一般采用橡胶带，装在下或上面的传动滚筒和上下面的改向滚筒上。链传动的斗式提升机一般装有两条平行的传动链，上或下面有一对传动链轮，下或上面是一对改向链轮。斗式提升机一般都装有机壳，以防止斗式提升机中粉尘飞扬。,5、斗提机主要特点：,1）驱动功率小,采用流入式喂料、诱导式卸料、大容量的料斗密集型布置.在物料提升时几乎无回料和挖料现

22、象,因此无效功率少。 2）提升范围广,这类提升机对物料的种类、特性要求少,不但能提升一般粉状、小颗粒状物料,而且可提升磨琢性较大的物料.密封性好,环境污染少。,5、斗提机主要特点：,3）运行可靠性好,先进的设计原理和加工方法,保证了整机运行的可靠性,无故障时间超过2万小时。提升高度高.提升机运行平稳,因此可达到较高的提升高度。 4）使用寿命长,提升机的喂料采取流入式,无需用斗挖料,材料之间很少发生挤压和碰撞现象。本机在设计时保证物料在喂料、卸料时少有撒落,减少了机械磨损。,5-1、除铁器的作用,由于煤中不可避免的会夹杂一些铁磁性的物质，如果这些金属进入输煤系统的碎煤机或锅炉制粉系统将会造成设备

23、损坏和事故，特别是装有中速磨的制粉系统，对金属物更是敏感。同时如果这些金属物沿输煤系统通过，极可能对输煤皮带，碎煤机，给煤机等各种转动设备造成损坏，尤其是皮带的纵向撕裂，将对输煤系统造成重大事故。因此，输煤系统设置除铁器，尤其是设置多级除铁器，对于保证设备安全、稳定运行是非常必要的。,6、振动给料机,又称振动喂料机。振动给料机在生产流程中，可把块状、颗粒状物料振动给料机从贮料仓中均匀、定时、连续地给到受料装置中去，在砂石生产线中可为破碎机械连续均匀地喂料，并对物料进行粗筛分，广泛用于冶金、煤矿、选矿、建材、化工、磨料等行业的破碎、筛分联合设备中。,6、振动给料机原理,振动给料机是利用振动器中的

24、偏心块旋转产生离心力，使筛厢、振动器等可动部分作强制的连续的圆或近似圆的运动。振动给料机是由给料槽体、激振器、弹簧支座、传动装置等组成。槽体振动给料的振动源是激振器，激振器是由两根偏心轴（主、被动）和齿轮副组成，由电动机通过三角带驱动主动轴，再由主动轴上齿轮啮合被动轴转动，主、被动轴同时反向旋转，使槽体振动，使物料连续不断流动，达到输送物料的目的。,6、振动给料机用途,专为破碎筛分中粗破碎机前均匀输送大块物料设计。振动给料机采用双偏心轴激振器的结构特点，保证设备能承受大块物料下落的冲击，给料能力大。在生产流程中可以把块状、颗粒状物料从贮料仓中均匀、定时、连续地给到受料装置中去，从而防止受料装置

25、因进料不均而产生死机的现象，延长了设备使用寿命。给料机可分为钢板结构和篦条结构，钢板结构的给料机多用于砂石料生产线，将物料全部均匀地送入破碎设备；篦条结构的给料机可对物料进行粗筛分，使系统在配制上更经济合理，在破碎筛分中已作为必不可少的设备。,多层筛的作用是将粒度为0-1mm的物料筛分成0-0.75mm和0.75-1mm两部分。 0-0.75mm的物料直接进入成型工艺段进行成型，0.75mm的物料返回二次破碎筛分系统重新破碎。,7、多层筛,7、多层筛的结构,振动筛一般由振动器、筛箱、支承或悬挂装置、传动装置等部分组成。 1）振动器 单轴振动筛和双轴振动筛的振动器，按偏心重配置方式区分一般有两种型式。偏心重的配置方式以块偏心型式较好。 2）筛箱 筛箱由筛框、筛面及其压紧装置组成。筛框是由侧板和横梁构成。筛框必须要有足够的刚性。,7、多层筛的结构,3）支承装置 振动筛的支承装置有吊式和座式两种。座式安装较为简单，且安装高度低，一般应优先选用。振动筛的支承装置主要由弹性元件组成，常用的有螺旋弹簧、板弹簧和橡胶弹簧。,4）传动装置 振动筛通常采用三角带传动装置，振动筛的结构简单，可以任意选择振动器的转数，但运转时皮带容易打滑，可能导致筛孔堵塞。振动筛也有采用联轴器直接驱动的。联轴器可以保持振动器的稳定转数，而且使用寿命很长，但振动器的转数调整困难。,8、辊压成型机,成型机主要由3部分组