[发明专利]一种低阶煤振动分级干燥提质实验系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低阶煤干燥提质系统及方法，特别是一种低阶煤振动分级干燥提质实验系统及方法。

背景技术

低阶煤煤化程度低，含氧官能团丰富、孔隙发达、含水量高。高含水量导致原煤热值低，燃烧过程中水分蒸发造成能量的消耗，发电效率低。同时，低阶煤的高含水量对其在液化、气化等煤化工应用方面均具有不利影响。在常规的干燥应用中，由于低阶煤原煤粒度级较宽，同样温度的干燥气体与不同粒级煤样接触，较大粒级煤样传热路径长，升温慢，而较小粒级煤样传热路径短，升温过快，从而导致，较大粒级煤样尚未达到干燥温度，较小粒度煤样已经过热分解，造成热能浪费，同时带来系统安全隐患，限制了低阶煤干燥提质的大规模应用。

发明内容

本发明的目的是要提供一种结构简单、操作安全方便、干燥效率高的低阶煤振动分级干燥提质实验系统及方法，解决传统干燥方法能耗高、脱水效率低、样品受热不均等问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该低阶煤干燥提质实验系统包括：进风软管、气流分散器、一级干燥筒、第一层筛面、二级干燥筒、第二层筛面、三级干燥筒、补充气管、排料口、排料管路、气固分离器、滑轨连接板、套筛上压板、滑轨、紧固板、套筛下支撑板、回字形支撑板、套管、脚支柱、激振板和激振器；

位于干燥筒体内部的进风软管、气流分散器、一级干燥筒、二级干燥筒和三级干燥筒从上至下顺序连接；在一级干燥筒和二级干燥筒之间连接有第一层筛面，在二级干燥筒和三级干燥筒之间连接有第二层筛面；在二级干燥筒和三级干燥筒的外部均连接有补充气管，干燥筒的下部有排料口，排料口与排料管路连接，排料管路与气固分离器连接；滑轨连接板、套筛上压板、滑轨和紧固板从上至下顺序连接；激振器与激振板连接，激振板为干燥筒体的底板，在激振板上方的干燥筒体内连接有套管，在套管的上端连接有套筛下支撑板；干燥筒体的下部通过回字形支撑板与脚支柱连接。

低阶煤干燥提质实验方法，包括以下步骤：

将含水量30％-60％，粒度300mm以下的低阶煤原煤，由干燥筒上方给料，进入第一个分级筛，筛孔尺寸为25mm，分级筛在激振器作用下进行振动分级，300-25mm粒级煤样在第一层筛面形成料层，-25mm粒级煤样进入第二层分级筛；第二层分级筛筛孔尺寸为6mm，25-6mm煤样在第二层筛面形成料层，-6mm煤样透过筛面进入设备底部，随烟气尾气从排料口进入排料管路；

振动分级进行1min时，煤样进行初步分级，避免较小颗粒煤样与初始高温热烟气接触，造成过热分解；然后，由软管输入热烟气，热烟气经过气流均布板后进入分级干燥系统，干燥实验开始，此后分级和干燥作用同时进行；

均布的热烟气以垂直的方向从第一层分级筛上部进入，在高温热烟气作用下，第一层筛面上方300-25mm粒级煤样温度整体上升，逐步干燥；高温热烟气穿过第一层筛面上方300-25mm粒级煤样，第一阶段传热干燥之后，烟气温度降低，形成第二烟气；第二烟气穿过第二层筛面上25-6mm煤样，使该层煤样升温，同时烟气温度继续降低，形成第三烟气；

第二和第三烟气温度受300-25mm和25-6mm粒级煤样质量影响；由于煤样粒度的分布的变化，可能造成第二层及其以下分级干燥筒内烟气温度过低或者气量不足的情况，此时可通过分级干燥筒四周的补充气体气路直接通入热烟气；为防止较小粒级颗粒过热，此烟气温度比其上层烟气温度降低20-50℃；

最后一层筛面下的最小粒级的低阶煤颗粒随热烟气尾气排出排料口，通过排料管路进入气固分离装置进行分离。

所述的热烟气来源于发电厂锅炉燃烧得到的烟气尾气，在线监测烟气成分。

所述的筛面为多个，为N+1个粒级干燥煤样，N≥1。

所述的筛面尺寸包括50mm、25mm、13mm和6mm，根据产品要求进行布置。

所述的干燥筒中设置不同高度卡槽，筛面卡在卡槽内，根据需要调整不同筛面间距离。

所述的热烟气输入初始热烟气不高于500℃，温度和流量根据煤质情况和干燥效果调整；每降低一层筛面，输入热烟气温度降低20-50℃。

所述的分级干燥系统中，分级干燥筒不同高度设置温度和压力传感器，实时监控干燥筒的温度和分级干燥筒内压强，通过调节热烟气温度、流量来调控脱水效果。

所述的排料经气固分离器分离后方可排放。