[发明专利]一种规模化的褐煤提质工艺及装置

权利要求书

1.一种用于大规模连续生产的褐煤提质工艺，其特征在于本发明由隧道内热式干燥、外加热微波干馏和粉末褐煤成型干燥三个模块组成了一套相互关联的大规模、连续化的褐煤提质工艺。

2.所述的一种规模化的褐煤提质工艺其特征包括如下步骤：

1)隧道内热式褐煤干燥

将褐煤原料筛分为粗粒褐煤、中粒褐煤和细粉褐煤，再将筛分后的细粉褐煤加工成细粉褐煤颗粒。将粗粒褐煤装入干燥窑干燥车的底部燃烧室，中粒褐煤装入干燥车干燥室的中下部，细粉褐煤颗粒装入干燥干燥室的上部。将装有褐煤的干燥车送入隧道干燥窑内，所述燃烧室内的粗粒褐煤经预热、脱水后被引燃燃烧，产生的高温烟气与从干燥窑外部输进的空气混合成100～250℃的低温热风进入所述的褐煤干燥室内，干燥室内褐煤所体含的水分受热蒸发，所形成的高湿气体从干燥窑进车端的排湿装置排出，同时做为新的干燥介质将进车端的干燥车和褐煤预热，排出的湿风温度≤60℃。燃烧室流向进车端的烟气，经收集、分离后将可燃成分送到燃烧室内燃烧。褐煤在干燥窑内的干燥周期一般≥3小时，褐煤预干燥后含水10～15％(湿基)，出窑温度≤80℃。先将燃烧室内的高温褐煤卸入冷却装置内冷却，然后再将干燥车干燥室内的褐煤卸出。块状的褐煤经过在干燥窑内数小时的内加热，大量水分的排出，导致大毛细孔的骨架结构溃散而自粉成小块和粉末。经筛分分级后，小块褐煤进入外加热微波干馏系统干馏，粉术褐煤进入成型干燥系统成型干燥。

2)外加热微波干馏

所述的小块褐煤首先进入低温微波干燥装置进行深度脱水，褐煤的终含水量≤1％(湿基)。由链槽输送装置将含水量≤1％(湿基)的小颗粒褐煤送入外加热微波干馏装置内。高温热风室的高温热风(500～550℃)在链槽的下方对其进行高温加热，微波发射装置发射的微波在微波谐振腔内与其耦合。在高温热风外加热以及微波耦合的共同作用下，褐煤快速发生热解，产生荒煤气和赤热半焦。将含水的初荒煤气和无水的荒煤气分别收集并冷却，冷凝出含水煤气、含水煤焦油以及无水煤气和无水煤焦油。含水煤气被送入隧道干燥窑内的干燥车燃烧室内燃烧，无水煤气进入外加热微波干馏装置的高温热风室煤气燃烧器燃烧。无水煤焦油进入煤焦油组分的分离系统。将含水煤焦油和煤焦油组分分离提取后的残留物---煤焦油沥青的一种或两种混合作为粉末褐煤成型的粘结剂送入粉末褐煤成型干燥系统。赤热半焦经冷却装置冷却成半焦产品。

3)粉末褐煤成型干燥

将含水煤焦油和煤焦油沥青的一种或两种均匀的掺入粉末褐煤中，经强力搅拌捏合机搅拌捏合后进入陈化库陈化24小时以上，然后进入真空挤出造粒机挤出煤条，将煤条切割成粒状后进入微波低温干燥系统脱水，终极含水量为1～10％之间。

3.用于实现上述规模化褐煤提质工艺的装置其特征在于：

1)所述的隧道内热式褐煤预干燥装置包括隧道干燥窑窑体、干燥车、褐煤原料分级装置、细粉褐煤的造粒装置、向干燥车内装煤的内装车装置、干燥窑检修地沟、隧道干燥窑窑底送风装置、褐煤燃烧的烟气气水分离装置，湿气排出装置，干燥车卸料装置、干燥褐煤分级装置、热电偶和窑内压力、湿度监测仪等。

所述的干燥车包括构架、干燥室、热风温度调节室、燃烧室、燃烧供气室、干燥车密封连接机构(上)、干燥车密封连接机构(下)、干燥车砂封挡板、干燥车车轮等。

所述的构架是干燥车的主体框架，由槽钢加工而成。

所述的干燥室位于干燥车的上部，干燥室内装有待干燥的褐煤。干燥室的底是两扇可以开闭的底门，干燥室的室壁由数块冲孔的金属板固定在干燥车构架内侧组成。

所述的干燥室底门上有数个通风孔，所述的干燥室底门的外侧有干燥室底门转轴，所述的转轴安装在干燥车构架上，在干燥车构架上有与转轴相配合的轴套，干燥室底门的内侧放置在螺旋固定销轴之上，螺旋固定销轴安装在干燥车构架上，干燥车构架上有与螺旋固定销轴相配合的螺旋轴外套。

所述的干燥室内设有数支热风输入管。所述的热风输入管上有数个通风孔，用来将热风输入管内的热风通入干燥室中的颗粒褐煤中间，所述的热风输入管上的通风孔上方有通风孔护板，所述的通风孔护板与热风输入管连接，通风孔护板宽度大于通风孔孔径的1.5倍，长度大于通风孔孔径2倍，通风孔护板与热风输入管有一定的夹角，角度一般为30～60度，优选为45度。所述的热风输入管下端为喇叭状开口，与干燥室底门上通风孔相通，所述的热风输入管的上端为封口。

所述的干燥车热风温度调节室，位于干燥室的下方，包括热风温度调节室顶门(干燥室底门)、热风温度调节室的底门、前后壁板。

所述的热风温度调节室底门的外侧有转轴，所述的转轴安装在干燥车构架上的轴套内，热风调节室底门的内侧放置在螺旋固定销轴之上，所述的螺旋固定销轴安装在干燥车构架上的轴套内。

所述的干燥车燃烧室，位于热风温度调节室的下方，包括燃烧室的顶门(热风温度调节室的底门)、燃烧室的篦板底门，燃烧室四周壁墙。所述的燃烧室四周壁墙的高度一般为燃烧室高度的1/4～3/4，优选为2/3。

所述的燃烧室篦板底门的外侧有转轴，所述的转轴安装在干燥车构架上的轴套内，燃烧室篦板底门的内侧放置在螺旋固定销轴之上，螺旋固定销轴安装在干燥车构架上的轴套内。

所述的干燥车燃烧供气室位于燃烧室的下方，包括燃烧供气室的顶门(燃烧室的篦板底门)，燃烧供气室的底门，燃烧供气室四周壁板。

所述的燃烧供气室底门的外侧有转轴，所述的转轴安装在干燥车构架上的轴套内，燃烧供气室底门的内侧放置在螺旋固定销轴之上，螺旋固定销轴安装在干燥车构架上的轴套内。燃烧供气室底门有进风导槽。

所述的隧道干燥窑干燥车密封连接机构(下)位于干燥车的底部的前后两端，与干燥车构架底端的前后部分和燃烧供气室的前后壁板相连接。

所述的砂封挡板，位于干燥车的底部左右两侧，与干燥车构架的底端左右部分、燃烧供气室的左右壁板以及隧道干燥窑干燥车密封连接机构(下)的两端相连接。

所述的隧道干燥窑干燥车密封连接机构(上)，位于干燥车的中下部的前后两端，与干燥车构架中下部的前后部分和热风温度调节室的前后壁板相连接。

所述的隧道干燥窑干燥车车轮，位于干燥车的底部，安装在干燥车构架的底端。

所述的隧道干燥窑体包括窑顶、窑墙、干燥窑基础，干燥窑钢轨等。所述的隧道干燥窑窑墙上有砂封槽、燃烧室煤气输入孔、热风温度调节室调节风进口、温度探测孔、温度探测孔内装有热电偶。

所述的隧道干燥窑底送风装置，位于隧道干燥窑的检修地沟的顶端。所述的送风装置包括主送风管道、电动调节阀、分支管道、喷气嘴。

所述的褐煤燃烧烟气气水分离装置，湿气排出装置位于干燥窑的进车端，干燥车燃烧室褐煤出料装置，干燥车干燥室褐煤出料装置，干燥车燃烧室热煤冷却装置，褐煤分级装置位于干燥窑的出进车端外侧。

2)所述的外加热微波干馏装置包括低温微波干燥装置、外加热微波干馏装置、荒煤气冷凝装置、赤焦冷却装置、煤气燃烧器。荒煤气冷凝装置包括含水荒煤气冷凝装置和无水荒煤气冷凝装置，还有煤焦油精馏装置。

所述的褐煤低温微波干燥装置的特征在于：

超宽的微波谐振腔体，谐振腔的宽度可达9米；高负载的物料传输装置，采用经过特别处理的金属网带链条输送机构，在金属网带上方铺有微波干燥专用输送带；独特的小功率高强度的微波能馈进技术，选用的磁控管为输出功率1kw，频率2450兆赫，磁控管安装在谐振腔的四面；延长磁控管使用寿命的气泡泵冷却系统，采用气泡泵冷却磁控管，能确保磁控管一直在正常的温度环境中工作。

所述的外加热微波干馏装置，其特征在于，外加热微波干馏装置包括链槽传输机构、微波干馏谐振腔、外加热高温热风室等。

所述的链槽传输机构包括链槽、链槽构架、链槽导轮、砂封装置、链槽传输系统钢轨、链槽返回托轮机构等。所述的链槽均为金属材料加工而成，前后搭接，链槽的搭接处涂有防止微波泄漏耐高温吸波材料，所述的耐高温吸波材料优选碳化硅和铁氧体。

所述的砂封装置内的密封砂由吸波材料碳化硅或和铁氧体加工而成。砂封的作用是将高温热风室内的热风隔离在链槽以下，同时抑制谐振腔内的微波不向高温热风室内泄漏。

所述的外加热高温热风室位于微波干馏装置的底部，由链槽和微波干馏装置的底板组成。高温热风室内的高温热风通过链槽的底板给链槽内的褐煤加热。

所述的外加热高温热风室，有数个煤气燃烧器。

所述的高温热风室的两端，设有高温热风风幕，其作用在高温热风室的两端与链槽链槽传输机构之间的间隙中形成高温热风幕墙，阻止高温热风室的热风吹出。

所述的微波谐振腔内设有数个隔板，隔板将谐振腔分割成若干个荒煤气集气室，在每个集气室的上方设有荒煤气出口，荒煤气出口有防微波泄漏孔板。将处于微波谐振腔不同位置的荒煤气集气室收集的荒煤气分类储存、冷凝，可得到含水和不含水或不同品质的煤气和煤焦油。

3)所述的粉末褐煤成型干燥装置包括强力搅拌捏合混料机、陈化库、真空挤出造粒机和低温微波干燥装置。