一种颗粒状煤体热处理炉 |
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| 申请号 | CN202210134003.9 | 申请日 | 2022-02-14 | 公开(公告)号 | CN114317056B | 公开(公告)日 | 2024-04-02 |
| 申请人 | 三门峡市精捷自动化设备有限公司; 茹文祥; | 发明人 | 茹文祥; 王勇; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种颗粒状 煤 体 热处理 炉，包括上煤仓、处理炉体、 支撑 筒体、螺旋溜槽、 蒸汽 喷射装置、供热装置、冷却组件、第一 负压 风 机和硫氮除尘装置；当煤体经过中温热分离区时，煤尘污垢脱离煤体并开始膨胀，膨胀后的煤尘污垢上升至蒸汽与杂质混合物出口排出，当煤体经过高温热分离区时，煤体急剧膨胀，煤体内在的 水 分 汽化 成蒸汽，并带出硫汇合在蒸汽中排出，煤体中一部分灰尘也紧随其后，随蒸汽上浮至蒸汽与杂质混合物出口排出，当煤体进入煤体冷却区时，膨胀的煤体急速冷却，煤体组织 内核 紧缩释放出硫、氮、灰分及水脱离煤体，并在第二负压风机的作用下排出，经上述 净化 后，煤体 颜色 光泽鲜亮，各项煤质指标均显著提高。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种颗粒状煤体热处理炉，其特征在于，包括：上煤仓(1)、处理炉体(2)、支撑筒体(3)、螺旋溜槽(4)、蒸汽喷射装置、供热装置、冷却组件、第一负压风机和硫氮除尘装置； |
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| 说明书全文 | 一种颗粒状煤体热处理炉技术领域背景技术[0002] 洗煤，是煤炭深加工的一个不可缺少的工序，从矿井中直接开采出来的煤炭叫原煤，原煤在开采过程中混入了许多杂质，而且煤炭的品质也不同，内在灰分小和内在灰分大的煤混杂在一起。洗煤就是将原煤中的杂质剔除，或将优质煤和劣质煤炭进行分门别类的一种工业工艺。洗煤过程后所产生的产品一般分为有矸石、中煤、乙级精煤、甲级精煤，经过洗煤过程后的成品煤通常叫精煤，通过洗煤，可以降低煤炭运输成本，提高煤炭的利用率，精煤是一般可做燃料用的能源，烟煤的精煤一般主要用于炼焦，它要去硫，去杂质等工业过程，以达到炼焦用的标准。 [0003] 目前，洗煤设备洗煤时，一般使用水去硫、超声波除硫等方法，而超声波除硫产生的含硫的气体直接排放到空气中，容易污染空气和易中毒，而且超声波除硫的效果单一，在这个过程容易产生煤粉漂浮，可能会产生粉尘爆炸等事件。 发明内容[0004] 本发明旨在提供一种颗粒状煤体热处理炉，可对颗粒煤体进行脱硫、除氮、降灰分以及降水分，以有效提高煤体的品质。 [0006] 所述处理炉体包括导热筒体和保温筒体，所述导热筒体位于保温筒体的内侧且与保温筒体同轴，所述保温筒体与导热筒体之间形成燃烧腔，所述导热筒体的顶端连接有上煤仓，所述导热筒体在与上煤仓的连接面设有原煤处理入口，所述上煤仓的上部设有进煤口，所述上煤仓的外侧设有保温罩，所述保温罩与上煤仓之间形成与燃烧腔连通的煤体预热腔，所述煤体预热腔的顶部设有烟尘出口，所述导热筒体的顶部设有穿设保温筒体的蒸汽与杂质混合物出口，所述蒸汽与杂质混合物出口外接有第一负压风机； [0007] 所述处理炉体的底端与支撑筒体的顶端连接，所述处理炉体在与支撑筒体的连接处设有第一漏斗，所述支撑筒体内设于位于第一漏斗下方的第二漏斗，所述第一漏斗、第二漏斗以及支撑筒体围成下煤仓，所述下煤仓的下方设有向外输煤的皮带机； [0008] 所述供热装置包括燃料供应组件、转动炉排、进气组件以及排渣组件，所述转动炉排可转动设于燃烧腔的下部，所述燃料供应组件用于向转动炉排供应燃料，所述进气组件用于向燃烧腔供应空气，所述排渣组件用于排出转动炉排燃烧产生的废渣； [0009] 所述导热筒体内设有位于第一漏斗正上方且位于转动炉排侧下方的隔热漏斗，所述隔热漏斗与第一漏斗之间形成煤体冷却区，所述隔热漏斗与原煤处理入口之间由上至下形成中温热分离区和高温热分离区； [0010] 所述螺旋溜槽固设于导热筒体内，且螺旋溜槽的顶端与原煤处理入口连通，所述螺旋溜槽的底端位于隔热漏斗的出煤口的上方； [0011] 所述蒸汽喷射装置具有多个向螺旋溜槽内煤体喷射水蒸汽的喷孔； [0012] 所述冷却组件包括冷却风风机、高压喷雾泵和第二负压风机，所述冷却风风机向煤体冷却区喷射冷气，所述高压喷雾泵向煤体冷却区喷射水雾，所述第二负压风机用于抽出煤体冷却区的蒸汽与杂质的混合物； [0013] 所述硫氮除尘装置设于处理炉体的外部，所述硫氮除尘装置的进气端分别与第一负压风机的出气端、第二负压风机的出气端以及烟尘出口连通。 [0014] 本申请提供的一种颗粒状煤体热处理炉使用时，地面的颗粒状煤体经进煤口进入上煤仓暂时储存，上煤仓内的煤体通过原煤处理入口源源不断的输入螺旋溜槽内，因螺旋溜槽位于导热筒体内，且与燃烧腔水平正对，燃烧腔加热使导热筒体内的温度由上至下依次递增，当煤体流动经过中温热分离区时，同时蒸汽喷射装置向中温热分离区的煤体喷射蒸汽，煤体中的煤尘污垢逐渐脱离煤体，脱离煤体的煤尘污垢受第一负压风机负压吸引和上升的蒸汽共同作用，煤尘污垢上升至导热筒体顶部经蒸汽与杂质混合物出口排出，被脱离煤尘污垢的煤体开始膨胀；当煤体流动经过高温热分离区时，由于导热筒体内的温度持续升高，同时蒸汽喷射装置向高温热分离区内的煤体喷射蒸汽，此时煤体急剧膨胀，煤体内在的水分汽化成蒸汽，并带出硫汇合在蒸汽中排出，煤体中一部分灰尘也紧随其后，随高温喷射出的蒸汽上浮，直至流入导热筒体顶部经蒸汽与杂质混合物出口排出，煤体经过以上两段脱污、蒸发、脱硫、脱水，除去了煤体中大量的水分、灰分，同时带出煤体里一部分的硫和氮。当煤体进入煤体冷却区时，在冷却风风机和高压喷雾泵的共同作用下，膨胀的煤体急速冷却，煤体组织内核紧缩释放出硫、氮、灰分及水脱离煤体，并在第二负压风机的吸附作用下排出处理炉体，经第一负压风机、烟尘出口和第二负压风机排出的气体经过热利用后输入硫氮除尘装置进行净化，经上述净化后，煤体颜色光泽鲜亮，各项煤质指标均显著提高，特别是煤体硫、氮和水分均显著降低，具有良好的净化效果。 [0015] 为更好的实现上述技术方案，优选的，所述保温筒体包括钢筋混凝土结构的外保温层、设于外保温层上部内周的岩棉板保温层和设于外保温层下部内周的高铝耐火砖层，所述岩棉板保温层的下端高铝耐火砖层相接。 [0016] 优选的，所述中温热分离区的温度在300°‑390°之间，所述高温热分离区的温度在390°‑400°之间，所述煤体冷却区的温度在100°‑150°之间。 [0017] 优选的，所述蒸汽喷射装置包括：软化水制备器、软化水输送泵、预热管、热水泵、蒸汽喷射管、蒸汽加热管、上水管和分气缸；所述软化水制备器、软化水输送泵、热水泵、上水管以及分气缸均设于处理炉体的外侧，所述预热管环绕设于下煤仓的内壁，所述蒸汽喷射管围绕螺旋溜槽的内圆周设置，且蒸汽喷射管的环壁均匀分布有向螺旋溜槽内喷射水蒸汽的喷孔，所述蒸汽加热管环绕设于燃烧腔内，所述软化水输送泵将软化水制备器制备的软化水输送至预热管内进行预热，所述热水泵将预热管已预热的水经上水管输送至蒸汽加热管内进行吸热，所述蒸汽加热管内的水吸热汽化后进入分气缸内，经分气缸分流后输入蒸汽喷射管内，并通过蒸汽喷射管向螺旋溜槽喷射蒸汽。 [0018] 优选的，所述烟尘出口外接有第三负压风机，所述第三负压风机的出气端与硫氮除尘装置的进气端连通。 [0019] 优选的，所述冷却组件还包括环绕煤体冷却区底部周向均匀设置且与煤体冷却区连通的多个自然进风口，每个自然进风口的进风端连接有空气过滤器。 [0020] 优选的，所述进气组件包括多台设于处理炉体下部且向转动炉排供应空气的鼓风机。 [0021] 优选的，所述冷却风风机的进风端连接有空气冷却机。 [0022] 优选的，还包括斗提煤仓和斗式提升机，所述斗提煤仓和斗式提升机均设于处理炉体的外侧，所述斗提煤仓内的煤体通过斗式提升机输入至上煤仓内。 [0023] 优选的，所述第二负压风机抽出的蒸汽与杂质混合物先输入斗提煤仓的夹层内以对斗提煤仓内的煤体进行预热，之后再输入硫氮除尘装置。 [0025] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。 [0026] 图1是本发明实施例一种颗粒状煤体热处理炉的外部示意图； [0027] 图2是图1的内部结构示意图； [0028] 图3是图2中A处放大图； [0029] 图4是图2中鼓风机与第二负压风机的布置示意图； [0030] 图5为图2中冷却风风机与高压喷雾泵的布置示意图； [0031] 图6为蒸汽喷射管与隔热漏斗的布置示意图。 [0032] 附图中， [0033] 上煤仓1、进煤口11、保温罩12、煤体预热腔13、烟尘出口14、进煤电机15、计量螺旋进料器16； [0034] 处理炉体2、导热筒体21、原煤处理入口211、蒸汽与杂质混合物出口212、煤体冷却区213、中温热分离区214、高温热分离区215、视火孔216、自然进风口217、燃烧腔22、外保温层231、岩棉板保温层232、高铝耐火砖层233、隔热漏斗24、检修平台25； [0035] 支撑筒体3、下煤仓31、第一漏斗311、第二漏斗312、控制阀313、皮带机32、计量螺旋出料器314； [0036] 螺旋溜槽4； [0037] 软化水制备器51、软化水输送泵52、预热管53、热水泵54、蒸汽加热管55、蒸汽喷射管56、上水管57、分气缸58； [0038] 燃煤仓61、上煤刮板机62、卸渣炉排63、螺旋输送机64、刮板输送机65、鼓风机66、转动炉排67； [0039] 冷却风风机71、高压喷雾泵72、第二负压风机73； [0040] 斗式提升机8； [0041] 振捣器9、保护管91。 具体实施方式[0042] 下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 [0043] 请参阅图1至图6，本实施例公开一种颗粒状煤体热处理炉，其包括：上煤仓1、处理炉体2、支撑筒体3、螺旋溜槽4、蒸汽喷射装置、供热装置、冷却组件、第一负压风机和硫氮除尘装置； [0044] 如图1、图2和图3所示，处理炉体2包括导热筒体21和保温筒体，导热筒体21位于保温筒体的内侧且与保温筒体同轴，保温筒体与导热筒体21之间形成燃烧腔22，导热筒体21的顶端连接有上煤仓1，导热筒体21在与上煤仓1的连接面设有原煤处理入口211，上煤仓1的上部设有进煤口11，上煤仓1的外侧设有保温罩12，保温罩12与上煤仓1之间形成与燃烧腔22连通的煤体预热腔13，煤体预热腔13的顶部设有烟尘出口14，导热筒体21的顶部设有穿设保温筒体的蒸汽与杂质混合物出口212，蒸汽与杂质混合物出口212外接有第一负压风机(图中未示出)； [0045] 在本实施例中，导热筒体21优选中空圆柱体结构，导热筒体21采用的材料为厚度介于20mm‑30mm碳钢板结构，导热筒体21的高度不低于25m，导热筒体21的内径不低于6m,具体可根据使用场所、工作量确定。 [0046] 可选的，上煤仓1和保温罩12均为圆锥形结构，上煤仓1的顶端与保温罩12的顶端结合成一体结构，其中上煤仓1的顶端为封闭结构，进煤口11设于上煤仓1顶部的侧壁。 [0047] 可选的，上煤仓1的顶部设有进煤电机15，原煤处理入口211处设有计量螺旋进料器16，进煤电机15的输出端穿过上煤仓1与计量螺旋进料器16的动力输入端驱动连接，通过计量螺旋进料器16可确定原煤处理前的总量。 [0048] 如图2所示，处理炉体2的底端与支撑筒体3的顶端连接，处理炉体2在与支撑筒体3的连接处设有第一漏斗311，支撑筒体3内设于位于第一漏斗311下方的第二漏斗312，第一漏斗311、第二漏斗312以及支撑筒体3围成下煤仓31，下煤仓31的下方设有向外输煤的皮带机32； [0049] 如图1、图2和图3所示，供热装置包括燃料供应组件、转动炉排67、进气组件以及排渣组件，转动炉排67可转动设于燃烧腔22的下部，燃料供应组件用于向转动炉排67供应燃料，进气组件用于向燃烧腔22供应空气，排渣组件用于排出转动炉排67燃烧产生的废渣； [0050] 如图2所示，导热筒体21内设有位于第一漏斗311正上方且位于转动炉排67侧下方的隔热漏斗24，隔热漏斗24与第一漏斗311之间形成煤体冷却区213，隔热漏斗24与原煤处理入口211之间由上至下形成中温热分离区214和高温热分离区215； [0051] 如图2所示，螺旋溜槽4固设于导热筒体21内，且螺旋溜槽4的顶端与原煤处理入口211连通，螺旋溜槽4的底端位于隔热漏斗24的出煤口的上方； [0052] 蒸汽喷射装置具有多个向螺旋溜槽4内煤体喷射水蒸汽的喷孔； [0053] 如图1、图2和图3所示，冷却组件包括冷却风风机71、高压喷雾泵72和第二负压风机73，冷却风风机71向煤体冷却区213喷射冷气，高压喷雾泵72向煤体冷却区213喷射水雾，第二负压风机73用于抽出煤体冷却区213的蒸汽与杂质的混合物； [0054] 硫氮除尘装置设于处理炉体2的外部，硫氮除尘装置的进气端分别与第一负压风机的出气端、第二负压风机73的出气端以及烟尘出口14连通。 [0055] 本申请提供的一种颗粒状煤体热处理炉使用时，地面的颗粒状煤体经进煤口11进入上煤仓1暂时储存，上煤仓1内的煤体通过原煤处理入口211源源不断的输入螺旋溜槽4内，因螺旋溜槽4位于导热筒体21内，且与燃烧腔22水平正对，燃烧腔22加热使导热筒体21内的温度由上至下依次递增，当煤体流动经过中温热分离区214时，同时蒸汽喷射装置向中温热分离区214的煤体喷射蒸汽，煤体中的煤尘污垢逐渐脱离煤体，脱离煤体的煤尘污垢受第一负压风机负压吸引和上升的蒸汽共同作用，煤尘污垢上升至导热筒体21顶部经蒸汽与杂质混合物出口212排出，被脱离煤尘污垢的煤体开始膨胀；当煤体流动经过高温热分离区215时，由于导热筒体21内的温度持续升高，同时蒸汽喷射装置向高温热分离区215内的煤体喷射蒸汽，此时煤体急剧膨胀，煤体内在的水分汽化成蒸汽，并带出硫汇合在蒸汽中排出，煤体中一部分灰尘也紧随其后，随高温喷射出的蒸汽上浮，直至流入导热筒体21顶部经蒸汽与杂质混合物出口212排出，煤体经过以上两段脱污、蒸发、脱硫、脱水，除去了煤体中大量的水分、灰分，同时带出煤体里一部分的硫和氮。当煤体进入煤体冷却区时，在冷却风风机71和高压喷雾泵72的共同作用下，膨胀的煤体急速冷却，煤体组织内核紧缩释放出硫、氮、灰分及水脱离煤体，并在第二负压风机73的吸附作用下排出处理炉体2，经第一负压风机、烟尘出口14和第二负压风机73排出的气体经过热利用后输入硫氮除尘装置进行净化，经上述净化后，煤体颜色光泽鲜亮，各项煤质指标均显著提高，特别是煤体硫、氮和水分均显著降低，具有良好的净化效果。 [0056] 在本申请一个可选的实施例中，保温筒体包括钢筋混凝土结构的外保温层231、设于外保温层231上部内周的岩棉板保温层232和设于外保温层231下部内周的高铝耐火砖层233，岩棉板保温层232的下端高铝耐火砖层233相接，其中，高铝耐火砖层233能够承受转动炉排67供热产生的高温，减少热量传递给外保温层231。 [0057] 在本申请一个可选的实施例中，中温热分离区214的温度在300°‑390°之间，高温热分离区215的温度在390°‑400°之间，煤体冷却区213的温度在100°‑150°之间。其中，中温热分离区214和高温热分离区215的温度均由上至下依次升高，煤体冷却区213的温度由上至下依次降低。颗粒状煤体热处理炉热蒸的煤体为挥发分含量低于20％的低挥发分煤体。 [0058] 在本申请一个可选的实施例中，支撑筒3可整体设于地面的下方，支撑筒3顶端呈向内缩径结构，该向内缩径结构有助于增加处理炉体2的支撑面积，进而提高处理炉1的稳定性。 [0059] 在本申请一个可选的实施例中，软化水制备器51、软化水输送泵52、预热管53、热水泵54、蒸汽喷射管56、蒸汽加热管55、上水管57和分气缸58； [0060] 所述软化水制备器51、软化水输送泵52、热水泵54、上水管57以及分气缸58均设于处理炉体2的外侧，所述预热管53环绕设于下煤仓31的内壁，所述蒸汽喷射管56围绕螺旋溜槽4的内圆周设置，且蒸汽喷射管56的环壁均匀分布有向螺旋溜槽4内喷射水蒸汽的喷孔，所述蒸汽加热管55环绕设于燃烧腔22内，所述软化水输送泵52将软化水制备器51制备的软化水输送至预热管53内进行预热，所述热水泵54将预热管53已预热的水经上水管57输送至蒸汽加热管55内进行吸热，所述蒸汽加热管55内的水吸热汽化后进入分气缸58内，经分气缸58分流后输入蒸汽喷射管56内，并通过蒸汽喷射管56向螺旋溜槽4喷射蒸汽。 [0061] 在本申请一个可选的实施例中，预热管53位于支撑筒3内缩径结构的正下方且紧贴支撑筒3的内壁设置，该设计可避免预热管53受到向下煤体的冲击。 [0062] 可选的，预热管53至少为一根，优选为多根，预热管53数量越多吸热能力越强，多根预热管53缠绕在支撑筒的内壁，有助于增加预热管53的吸热面积，进而提高预热管53的吸热性能。 [0063] 可选的，蒸汽加热管55至少为一根，且缠绕设于燃烧腔22内，优选的，蒸汽加热管55与预热管53一一对应设置。 [0064] 可选的，蒸汽喷射管56为多根，如图4所示，在本实施例中，蒸汽喷射管56为四根，且围绕螺旋溜槽4中心轴均匀设置在螺旋溜槽4的内边圆，其中，两根蒸汽喷射管56的喷射孔位于中温热分离区214内，另外两根蒸汽喷射管56的喷射孔位于高温热分离区215内，蒸汽喷射管56的喷射孔安装有向螺旋溜槽4内煤体喷射蒸汽的喷嘴。 [0065] 在本实施例中，烟尘出口14外接有第三负压风机，第三负压风机的出气端与硫氮除尘装置的进气端连通，通过第三负压风机可快速排出原煤预热仓顶部的烟尘。 [0066] 如图3所示，冷却组件还包括环绕煤体冷却区213底部周向均匀设置且与煤体冷却区213连通的多个自然进风口217，每个自然进风口217的进风端连接有空气过滤器，空气过滤器优选外置式防尘百叶窗加内置式防尘纱窗。 [0067] 在本实施例中，冷却风风机71的进风端连接有空气冷却机，通过空气冷却机向冷却风风机71提供低温气体。 [0068] 进气组件包括多台设于处理炉体2下部且向转动炉排67供应空气的鼓风机66，优选的，鼓风机66为八台，且围绕导热筒体21周向均匀设置，设置多台鼓风机66有助于提高燃料煤燃烧的效率。 [0069] 在本申请一个可选的实施例中，还包括斗提煤仓和斗式提升机8，所述斗提煤仓和斗式提升机8均设于处理炉体2的外侧，所述斗提煤仓内的煤体通过斗式提升机8输入至上煤仓1内。 [0070] 所述第二负压风机73抽出的蒸汽与杂质混合物先输入斗提煤仓的夹层内以对斗提煤仓内的煤体进行预热，之后再输入硫氮除尘装置。 [0071] 在本实施例中，燃料供应组件包括燃煤仓61和上煤刮板机62，燃煤仓61设于地面上，燃煤仓61内的煤燃料通过上煤刮板机62输送至转动炉排67进行燃烧，转动炉排67由置于处理炉体2外侧的涡轮驱动。 [0072] 在本实施例中，排渣组件包括卸渣炉排63、螺旋输送机64以及刮板输送机65，卸渣炉排63可转动设于转动炉排67的正下方，优选的，卸渣炉排63由涡轮驱动转动，刮板输送机65设于地面上，螺旋输送机64的进料口与卸渣炉排63的出料口连通，螺旋输送机64的出料口设于刮板输送机65的正上方，转动炉排67产生的炉渣自然落入卸渣炉排63上，卸渣炉排 63转动将卸渣炉排63的煤渣输入螺旋输送机64内，经螺旋输送机64输送至刮板输送机65排至指定位置。 [0073] 在本申请一个可选的实施例中，第一漏斗311和第二漏斗312的落煤口均装设有控制阀313，控制阀313优选电动滑板阀，第一漏斗311的的落煤口还设有计量螺旋出料器314，通过计量螺旋出料器314可确定精煤量，与计量螺旋进料器16相配合，可计算煤体的净化率。 [0074] 在本申请一个可选的实施例中，还包括多个振捣器9，处理炉开设有多个径向通孔，每个径向通孔均装设有保护管91，振捣器9的接电部设于径向通孔的外侧，振捣器9的振动部从保护管91伸出并抵触在螺旋溜槽4的外边缘部或者抵触在螺旋溜槽4与导热筒体1的连接部，可选的，振捣器9为两列，且沿处理炉的中轴线对称设置，振捣器9微振动可预防螺旋溜槽4内的煤体发生堵塞。 [0075] 在本申请一个可选的实施例中，处理炉体2中下部的外侧设有检修平台25，通过检修平台25可方便对供热装置进行检修和维护，检修平台25处设有视火孔216，通过视火孔216可观测转动炉排67的燃烧情况。 [0076] 在本申请一个可选的实施例中，硫氮除尘装置包括除尘器和冷凝器，第一负压风机、第二负压风机73、第三负压风机排出的气体与杂质的混合物可先进行热利用，之后经除尘器过滤后，再进入冷凝器进行液化，液化形成的二氧化硫后溶入水中，生成亚硫酸，进一步在pm2.5的条件下氧化生成硫酸。 [0077] 综上，本申请提供的一种颗粒状煤体热处理炉，先采用高温对煤体加热，使煤体及煤体中的污垢、硫、氮及灰分膨胀，同时在高温水蒸汽的喷射作用下，水蒸汽上升带走煤体中部分硫、氮以及灰分；之后在冷却风风机71和高压喷雾泵72的共同作用下，膨胀的煤体急速冷却，煤体组织内核紧缩释放出硫、氮、灰分及水脱离煤体，并在第二负压风机73的吸附作用下输入硫氮除尘装置，该洗煤方式降低了水的使用量，节约了水资源，利于在缺水的地方洗煤，该洗煤方式适用于现有多种煤体。 |
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