[发明专利]一种自密封式低阶煤及煤泥负压干燥装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自密封式低阶煤及煤泥负压干燥装置，属于煤炭干燥设备技术领域。

背景技术

低阶煤主要为褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤等，由于其煤化程度低，孔隙发达，含水量较高（通常为30%-50%），热值低，但其挥发份高，燃点低。煤泥是煤炭在破碎分选过程中产生的，通常需要经过浮选和压滤，但是经压滤后的煤泥含水量依旧很高（通常为不低于20%）。低阶煤及煤泥的高水分直接影响其使用、运输和储存。因为煤的水分增加，有用成分相对减少，且水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而降低了煤的发热量；煤的水分增加，还增加了无效运输，并给卸车带来了困难。所以，为了充分开发利用低阶煤及煤泥，必须对其进行干燥处理。目前，国内低阶煤及煤泥干燥通常使用筒式干燥机，采用高温热烟气与煤粒直接接触脱水，脱水效率低、粉尘量大，而且存在容易自燃、爆炸等安全隐患。

煤的水分是指单位质量的煤中水的含量。煤的水分有内在水分和外在水分两种。外在水分附着在煤颗粒表面，很容易在常温下的干燥空气中蒸发，但是蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时就不再蒸发，而且外在水分也可以借助机械挤压方式脱除。位于煤内部毛细孔中的内在水主要以液态渗流或先蒸发再扩散的方式脱除，这两种脱水形式都与界面水蒸汽分压有关，负压环境下，界面水蒸气分压较低，毛细管水脱除速度较大，另外，根据开尔文公式，相同干燥温度下，环境压强越低，水蒸汽分压越低，能够脱水的煤中孔隙尺寸越小，内在水分脱除的越彻底。所以，负压干燥环境利于煤中水分高效、深度和快速脱除，而且需要的热能少。中国实用新型专利“一种褐煤干燥提质系统”（专利号：201020285076.0，公告日：2011年2月16日）中提到的密闭负压环境的形成是通过密封给料端和密封排料端实现的，但给料与排料如何做到密封没有解释清楚。中国发明专利申请“褐煤管式干燥机”（申请号：201310584790.8，公开日：2014年2月19日）中所提到的负压密闭环境是通过给料端和排料端均设有两级密封挡板获得的，这种密封装置结构较复杂且需较高的自动化程度。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种自密封式低阶煤及煤泥负压干燥装置，利用螺旋挤压机的结构特征，通过煤料的进出过程实现自密封以获得负压密闭环境，解决了低阶煤及煤泥负压干燥中密闭负压环境难以获得的技术问题。

为了实现本发明的目的，本发明提供了两种技术方案。

本发明提供的第一种技术方案为：本发明包括依次配合连接的螺旋给料器、干燥筒与螺旋排料器，螺旋给料器和螺旋排料器都包括圆柱部分和截头圆锥部分，其中螺旋给料器的圆柱部分与干燥筒连接，螺旋排料器的截头圆锥部分与干燥筒连接；

螺旋给料器的截头圆锥部分设置入料口，螺旋排料器的圆柱部分的末端设置出料口；

螺旋给料器和螺旋排料器内部设置螺旋叶片，所述相邻螺旋叶片之间的螺距沿着从截头圆锥部分到圆柱部分的方向逐渐递减；

中心热气管沿中心轴线方向贯穿螺旋给料器、干燥筒和螺旋排料器，螺旋给料器和螺旋排料器内部的螺旋叶片与中心热气管固定连接；

在干燥筒内部，至少3块煤料刮板与中心轴线平行并环绕干燥筒内壁等间距均匀布置，所述每块煤料刮板通过至少2块支撑板与中心热气管固定连接；

在干燥筒内部，U型热交换管围绕中心热气管以辐射状布置，所述U型热交换管的两端口与中心热气管固定连接并贯通；

螺旋叶片、煤料刮板、支撑板、U型热交换管与中心热气管连接为一个整体，在动力系统的驱动下以相同的转速旋转运动；

螺旋排料器的截头圆锥部分设置水蒸气外排口，所述水蒸气外排口通过真空泵与除尘装置连接。

进一步优化，第一种技术方案中U型热交换管的设置方式为：在干燥筒内部，沿中心热气管的一处横截面圆环线在中心热气管内部设置密封板，所述至少3个U型热交换管围绕该密封板以辐射状等间距均匀布置，并且使全部U型热交换管的两端口分布在该密封板的两侧；按照前述方式在干燥筒内部的中心热气管的至少3个不同位置横截面圆环线处设置密封板和U型热气管。

本发明提供的第二种技术方案为：本发明包括依次配合连接的螺旋给料器、干燥筒与螺旋排料器，螺旋给料器和螺旋排料器都包括圆柱部分和截头圆锥部分，其中螺旋给料器的圆柱部分与干燥筒连接，螺旋排料器的截头圆锥部分与干燥筒连接；

螺旋给料器的截头圆锥部分设置入料口，螺旋排料器的圆柱部分的末端设置出料口；

螺旋给料器和螺旋排料器内部设置螺旋叶片，所述相邻螺旋叶片之间的螺距沿着从截头圆锥部分到圆柱部分的方向逐渐递减；