專利名稱：一種用于褐煤脫水提質(zhì)成型的振動(dòng)熱壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種振動(dòng)熱壓裝置，尤其是一種將熱能、靜壓力、激振力作用在煤料上以降低煤料含水量的用于褐煤脫水提質(zhì)成型的振動(dòng)熱壓裝置，屬于煤炭加工與綜合利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量豐富，分布面廣，品種齊全，煤炭產(chǎn)量逐年遞增，消費(fèi)量不斷加大，我國(guó)總的能源特征是“富煤、少油、有氣”。我國(guó)煤炭資源豐富，預(yù)測(cè)資料顯示垂深2000米以內(nèi)的煤炭資源總量為55697.49億噸，其中，褐煤資源總量約為3194.38億噸，同時(shí)褐煤產(chǎn)量正在逐年增加；目前已經(jīng)探測(cè)到的褐煤資源儲(chǔ)量為1311.42億噸，約占煤炭保有資源總量的13%。近年來，我國(guó)中高等變質(zhì)程度的煤被大量開采利用，儲(chǔ)量越來越少，而儲(chǔ)量大、埋藏淺、易開采的褐煤卻沒有很好利用，主要是褐煤水分高、熱值低、易氧化風(fēng)化和自燃，嚴(yán)重影響其利用價(jià)值。高含水是褐煤的主要特點(diǎn)，也是限制其加工利用最主要的因素之一。目前，褐煤主要用于直接燃燒發(fā)電，其高含水量影響鍋爐運(yùn)行，煙氣中釋放大量水蒸氣，并夾帶粉塵，環(huán)境污染嚴(yán)重，熱利用率較低。水分的大量存在使褐煤在存儲(chǔ)過程中易氧化、自燃；燃燒時(shí)燃點(diǎn)低，溫室氣體的排放量過高，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大的污染，增加電廠和煤化工項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)行成本因此，通過褐煤脫水提質(zhì)技術(shù)的突破及推廣應(yīng)用，將從根本上解決我國(guó)褐煤資源運(yùn)輸成本高、熱值低、容易自燃的問題，并將有力提高其下游裝置的利用效率，拓寬其利用范圍，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。而褐煤脫水成型正是把褐煤本身不利因素去除或轉(zhuǎn)化成有利因素，以提高褐煤在煤炭中的作用。褐煤的脫水提質(zhì)過程，通常按照水分脫除時(shí)的狀態(tài)可以分為蒸發(fā)脫水和非蒸發(fā)脫水。傳統(tǒng)干燥脫水具有技術(shù)較為成熟、已有工業(yè)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)存在過程能耗高、尾氣排放量大，干燥產(chǎn)品易吸潮、自 燃及揚(yáng)塵嚴(yán)重等問題。相對(duì)于干燥脫水過程而言，非蒸發(fā)脫水過程不需要將水分汽化，從而節(jié)省了脫除水分蒸發(fā)所需要的汽化潛熱。就這點(diǎn)來說，非蒸發(fā)脫水具有能效優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，在此過程中部分可溶性無機(jī)鹽可以隨著液態(tài)水而排出，因此可以降低后續(xù)褐煤燃燒中的灰沉積；此外，非蒸發(fā)脫水褐煤產(chǎn)品還具有不易吸濕返潮、不易自燃的特性。因此，非蒸發(fā)脫水過程，得到了國(guó)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的重視和深入研究。目前，較為成熟的非蒸發(fā)脫水技術(shù)，有德國(guó)多特蒙德大學(xué)Strauss等提出的熱壓脫水工藝(MTE)，但其實(shí)際應(yīng)用過程中仍存在以下缺點(diǎn):1.工藝需要較高的溫度和壓力；2.熱壓脫水所需的作用時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低；3.壓力在煤料軸向分布不均，成型的煤塊中部易發(fā)生橫向斷裂。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種用于褐煤脫水提質(zhì)成型的振動(dòng)熱壓裝置，通過引入機(jī)械振動(dòng)解決現(xiàn)有熱壓裝置需要較高的溫度、壓力、生產(chǎn)效率低、壓力分布不均等問題，從而加速褐煤的脫水、成型，縮短擠壓時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的用于褐煤脫水提質(zhì)成型的振動(dòng)熱壓裝置，包括主機(jī)架、設(shè)在主機(jī)架內(nèi)的脫模裝置，主機(jī)架一側(cè)設(shè)有行程測(cè)量裝置；所述的脫模裝置上設(shè)有固定在主機(jī)架上的振動(dòng)平臺(tái)，所述的振動(dòng)平臺(tái)的底部對(duì)稱設(shè)有振動(dòng)電機(jī)，振動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有與脫模裝置連通的料缸，料缸上設(shè)在固定在主機(jī)架頂部的靜壓裝置，所述的料缸上部分別設(shè)有蒸汽入口、測(cè)溫口一和氣體出口管，氣體出口管上分別設(shè)有泄壓閥一、測(cè)壓口二；所述的料缸底部設(shè)有分別穿過振動(dòng)平臺(tái)的測(cè)溫口和出水口管，出水口管上分別設(shè)有測(cè)壓口和泄壓閥二。所述的料缸包括缸體，缸體內(nèi)設(shè)有開有若干小孔的底座，缸體的入口內(nèi)設(shè)有分別插裝供氣管、測(cè)溫管、測(cè)壓管的活塞，活塞上設(shè)有密封環(huán)，活塞上設(shè)有與靜壓裝置相連的活塞桿；所述活塞的下端面和底座的上端面上分別設(shè)有濾膜。有益效果:本實(shí)用新型采用振動(dòng)機(jī)械熱壓脫水裝置進(jìn)行褐煤脫水，在振動(dòng)-靜壓力一熱的協(xié)同作用下，可以使褐煤可在較為溫和的工藝條件下、較短的作用時(shí)間內(nèi)高效脫除水分，并形成具有一定強(qiáng)度的煤塊，可有效防止復(fù)吸和自燃，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，且此工藝系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，工藝條件容易實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)過程安全。在熱壓脫水(MTE)的基礎(chǔ)上增加振動(dòng)系統(tǒng)，以液態(tài)形式移除褐煤中水分，并形成具有一定強(qiáng)度的煤塊，可有效解決現(xiàn)有熱壓脫水系統(tǒng)在褐煤脫水過程中存在的問題，具有以下優(yōu)點(diǎn):1.采用振動(dòng)壓實(shí)系統(tǒng)，煤料受到靜壓力和激振力的協(xié)同作用，可有效改善壓力在煤料內(nèi)的傳遞，使煤料所受壓力沿軸向分布更為均勻，避免成型后的煤塊因中部受到的壓力小而造成強(qiáng)度低、發(fā)生橫向斷裂；2.激振力的作用可加速褐煤的脫水、成型，縮短擠壓時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；3.采用飽和蒸汽直接加熱煤料，飽和蒸汽發(fā)生相變、釋放潛熱使其與煤料之間的換熱強(qiáng)化，換熱效率高，縮短加熱時(shí)間，且在工業(yè)生產(chǎn)中飽和蒸汽容易獲得；4.在機(jī)械壓力作用下，借助于擠壓及孔容的減小將水分移除，蠟質(zhì)和浙青質(zhì)物質(zhì)的熔融，也利于擠壓的進(jìn)行；5.水分以液態(tài)形式移除，無需吸收汽化潛熱，熱效率高；6.工藝條件溫和，脫水效率高:溫度150°C 250°C，靜壓力5MPa 12MPa，褐煤的含水量可減少至10%。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的料缸結(jié)構(gòu)圖。圖中:1-主機(jī)架，2-靜壓裝置，3-行程測(cè)量裝置，4-料缸，5-振動(dòng)平臺(tái)，6_振動(dòng)電機(jī)，7-脫模裝置，8-蒸汽入口，9-測(cè)溫口一，10-泄壓閥一，11-氣體出口管，12-測(cè)壓口一，13-測(cè)溫口二，14-測(cè)壓口二，15-泄壓閥二，16-出水口管，17-供氣管，18-活塞，19-密封環(huán)，20-濾膜，21-缸體，22-底座，23-集水槽。
具體實(shí)施方式
[0022]
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:如圖1所示，本實(shí)用新型的用于褐煤脫水提質(zhì)成型的振動(dòng)熱壓裝置，主要由主機(jī)架1、靜壓裝置2、行程測(cè)量裝置3、料缸4、振動(dòng)平臺(tái)5、振動(dòng)電機(jī)6、脫模裝置7、蒸汽入口 8、測(cè)溫口一 9、泄壓閥10 —、氣體出口 11、測(cè)壓口一 12、測(cè)溫口二 13、測(cè)壓口二 14、泄壓閥二
15、水出口管16構(gòu)成。所述的脫模裝置7設(shè)在主機(jī)架I內(nèi)，脫模裝置7上設(shè)置固定在主機(jī)架I上的振動(dòng)平臺(tái)5，振動(dòng)平臺(tái)5的底部對(duì)稱設(shè)有振動(dòng)電機(jī)6，振動(dòng)平臺(tái)5上設(shè)有與脫模裝置7連通的料缸4，所述的料缸4如圖2所示，它包括缸體21，缸體21內(nèi)設(shè)有開有若干小孔的底座22，底座22開有凹槽，槽口向下構(gòu)成集水槽23，缸體21的底部開有通孔，底座22上設(shè)有穿過缸體21底部通孔的連通管，連通管與脫模裝置7相連；缸體21的入口內(nèi)設(shè)有分別插裝供氣管17、測(cè)溫管、測(cè)壓管的活塞18，活塞18上設(shè)有密封環(huán)19，活塞18上設(shè)有與靜壓裝置2相連的活塞桿；所述活塞18的下端面和底座22的上端面上分別設(shè)有濾膜20。料缸4上設(shè)在固定在主機(jī)架I頂部的靜壓裝置2，主機(jī)架I 一側(cè)設(shè)有行程測(cè)量裝置3 ;所述的料缸4上部分別設(shè)有蒸汽入口 8、測(cè)溫口 9和氣體出口管11，氣體出口管11上分別設(shè)有泄壓閥10 —、測(cè)壓口 12;所述的料缸4底部設(shè)有分別穿過振動(dòng)平臺(tái)5的測(cè)溫口 13和出水口管16，出水口管16分別設(shè)有測(cè)壓口 14和泄壓閥15 二。工作原理:將煤粉裝載至料缸4內(nèi)，密閉料缸4，通過靜壓裝置2施加2MPa壓力以防止在后續(xù)加熱過程中水分汽化；從蒸汽入口 8通入蒸汽，經(jīng)供氣管17均勻通入料缸4內(nèi)，與煤粉直接接觸加熱；通過測(cè)溫口一 9、測(cè)溫口二 13檢測(cè)溫度，達(dá)到預(yù)定溫度后停止加熱；將靜壓裝置2增大壓力至預(yù)定值，開啟振動(dòng)電機(jī)6，進(jìn)行振動(dòng)熱壓脫水成型；振動(dòng)熱壓脫水成型過程中煤粉釋放出氣體，當(dāng)料缸內(nèi)壓力超過設(shè)定值后，經(jīng)泄壓閥一 10由氣體出口 11排出，脫除的水收集至集 水槽23內(nèi)，當(dāng)料缸內(nèi)4的壓力超過設(shè)定值后，經(jīng)泄壓閥二 15由出水口管16排出；振動(dòng)熱壓脫水成型過程完成后，由脫模裝置7從料缸4中頂出產(chǎn)品。
權(quán)利要求1.一種用于褐煤脫水提質(zhì)成型的振動(dòng)熱壓裝置，包括主機(jī)架(I)、設(shè)在主機(jī)架(I)內(nèi)的脫模裝置(7)，主機(jī)架(I) 一側(cè)設(shè)有行程測(cè)量裝置(3);其特征在于:所述的脫模裝置(7)上設(shè)有固定在主機(jī)架(I)上的振動(dòng)平臺(tái)(5)，所述的振動(dòng)平臺(tái)(5)的底部對(duì)稱設(shè)有振動(dòng)電機(jī)(6)，振動(dòng)平臺(tái)(5)上設(shè)有與脫模裝置(7)連通的料缸(4)，料缸(4)上設(shè)在固定在主機(jī)架(I)頂部的靜壓裝置(2)，所述的料缸(4)上部分別設(shè)有蒸汽入口(8)、測(cè)溫口一(9)和氣體出口管(11)，氣體出口管(11)上分別設(shè)有泄壓閥一(10)、測(cè)壓口二(12);所述的料缸(4)底部設(shè)有分別穿過振動(dòng)平臺(tái)(5)的測(cè)溫口(13)和出水口管(16)，出水口管(16)上分別設(shè)有測(cè)壓口 (14)和泄壓閥二(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于褐煤脫水提質(zhì)成型的振動(dòng)熱壓裝置，其特征在于:所述的料缸(4)包括缸體(21)，缸體(21)內(nèi)設(shè)有開有若干小孔的底座(22)，缸體(21)的入口內(nèi)設(shè)有分別插裝供氣管(17)、測(cè)溫管、測(cè)壓管的活塞(18)，活塞(18)上設(shè)有密封環(huán)(19)，活塞(18)上設(shè)有與靜壓裝置(2)相連的活塞桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于褐煤脫水提質(zhì)成型的振動(dòng)熱壓裝置，其特征在于:所述活塞(18)的 下端面和底座(22)的上端面上分別設(shè)有濾膜(20)。
專利摘要一種用于褐煤脫水提質(zhì)成型的振動(dòng)熱壓裝置，包括主機(jī)架、脫模裝置、行程測(cè)量裝置，脫模裝置上設(shè)有固定在主機(jī)架上的振動(dòng)平臺(tái)，振動(dòng)平臺(tái)的底部對(duì)稱設(shè)有振動(dòng)電機(jī)，振動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有與脫模裝置連通的料缸，料缸上設(shè)在固定在主機(jī)架頂部的靜壓裝置，所述的料缸上部分別設(shè)有蒸汽入口、測(cè)溫口一和氣體出口管，氣體出口管上分別設(shè)有泄壓閥一、測(cè)壓口二；所述的料缸底部設(shè)有分別穿過振動(dòng)平臺(tái)的測(cè)溫口和出水口管，出水口管上分別設(shè)有測(cè)壓口和泄壓閥二。對(duì)進(jìn)行褐煤脫水，在振動(dòng)—靜壓力—熱的協(xié)同作用下，能使褐煤在較為溫和的條件下高效脫除水分，形成具有一定強(qiáng)度的煤塊，可有效防止復(fù)吸和自燃，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過程安全。
文檔編號(hào)F26B5/14GK203144365SQ20132006682
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者武建軍, 張一昕, 周國(guó)莉, 劉炯天, 萬永周, 李國(guó)寧, 胡雪蓮, 李霞, 代應(yīng)杰, 王勇, 馬江, 尚曉玲, 石鑫, 蔡志丹, 商玉坤 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)