轉(zhuǎn)筒干燥設(shè)備在煤泥干燥中的應(yīng)用

紀(jì)長順，任祥軍，戴昭斌

(安徽省煤炭科學(xué)研究院，安徽 合肥 230041)

煤泥作為煤炭洗選加工過程中產(chǎn)生的粒度在0.5 mm以下的副產(chǎn)物，具有粒度細(xì)、水分含量高、灰分高、黏性較大、熱值偏低等特點(diǎn)[1-2].隨著煤炭加工業(yè)的快速發(fā)展，煤泥的產(chǎn)量增加較為明顯，煤泥若得不到合理利用，長期堆存將會(huì)占用大量土地，而且在堆積狀態(tài)下形態(tài)極不穩(wěn)定，遇水流失，風(fēng)干飛揚(yáng)。目前，部分礦區(qū)對煤泥的處置缺乏有效的手段與方法，不僅浪費(fèi)了資源，而且造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，有時(shí)甚至制約了煤炭洗選作業(yè)的正常開展[3-4].為解決上述困難，進(jìn)一步提升煤泥附加值，安徽某礦區(qū)經(jīng)綜合考察決定對煤泥進(jìn)行干燥，引入了煤泥轉(zhuǎn)筒干燥設(shè)備。煤泥經(jīng)干燥后可大幅下調(diào)物料總水分，進(jìn)一步提升煤泥熱值，處理后的煤泥可實(shí)現(xiàn)與中煤摻和外運(yùn)及銷售，有效避免了冬季煤泥與中煤混合后凍車、影響洗中煤品質(zhì)。

1 設(shè)備結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

1.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)

礦區(qū)用煤泥干燥設(shè)備需與選煤廠生產(chǎn)和組織管理能力相適應(yīng)，應(yīng)優(yōu)先選用技術(shù)成熟性高、工作可靠、操作方便的設(shè)備，同時(shí)還要確保設(shè)備對物料的適應(yīng)性，物料不沾筒體和內(nèi)壁，且具有高效節(jié)能，維修保養(yǎng)簡單的技術(shù)要求[5].經(jīng)反復(fù)比選后，該廠最終采用技術(shù)成熟的轉(zhuǎn)筒式干燥設(shè)備對壓濾機(jī)壓濾后的煤泥進(jìn)行干燥處理，引入的轉(zhuǎn)筒式干燥設(shè)備主要由打散裝置、輸送裝置、熱源、進(jìn)料裝置、烘干裝置、出料裝置、引風(fēng)與除塵裝置等結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成。設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖見圖1.

圖1 轉(zhuǎn)筒式干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 技術(shù)參數(shù)

一般礦區(qū)煤泥生產(chǎn)具有連續(xù)性，對同類型入洗煤炭，經(jīng)洗選及壓濾設(shè)備處理后生產(chǎn)的煤泥，其理化特性也具有良好的一致性。該礦區(qū)煤泥經(jīng)洗選壓濾后，生產(chǎn)及理化特性見表1.

由表1中數(shù)據(jù)可知，礦區(qū)煤泥產(chǎn)量穩(wěn)定，板式壓濾機(jī)處理后的煤泥，水分較大，且黏性較強(qiáng)，發(fā)熱量一般為8.50～12.50 MJ/kg，熱值能夠達(dá)到電力用煤摻配燃燒的需求，需要解決的是煤泥干燥問題，以便順利實(shí)現(xiàn)摻配，發(fā)揮燃燒價(jià)值。

表1 煤泥生產(chǎn)及理化特性表

在確定煤泥干燥設(shè)備技術(shù)參數(shù)時(shí)，應(yīng)使設(shè)備適應(yīng)礦區(qū)煤泥的特性，才能實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)比選，煤泥轉(zhuǎn)筒干燥設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)見表2.

表2 干燥設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)表

2 干燥原理及特點(diǎn)

2.1 原 理

轉(zhuǎn)筒干燥設(shè)備主要工作原理是利用燃燒裝置即熱源產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈱枯^大的濕煤泥采取順流式加熱，煤泥在設(shè)備內(nèi)部經(jīng)過一系列的物理與化學(xué)狀態(tài)變化，通過與筒內(nèi)不同階段高溫氣流的熱交換，逐步減少水分含量，形成可用于直接摻燒的燃料用煤。

干燥過程主要為煤泥物料在進(jìn)入轉(zhuǎn)筒干燥設(shè)備后，依次通過打散區(qū)、導(dǎo)料區(qū)、清理區(qū)、揚(yáng)料板區(qū)、出料區(qū)，最終實(shí)現(xiàn)干燥。在打散區(qū)，濕煤泥由輸送系統(tǒng)供入打散裝置，經(jīng)快速打散后形成塊狀的煤泥，后送入內(nèi)部呈負(fù)壓狀態(tài)的干燥機(jī)。在導(dǎo)料區(qū)煤泥與高溫負(fù)壓熱風(fēng)接觸后被迅速蒸發(fā)出大量水分，在大導(dǎo)角的抄板抄動(dòng)下，煤泥在黏結(jié)前即被送入清理區(qū)。在煤泥清理區(qū)，清掃裝置可快速有效清理掉黏結(jié)在壁筒的煤泥，同時(shí)對物料團(tuán)球結(jié)塊也起到了良好的破碎作用，進(jìn)一步增加了熱交換面積，提高了傳熱傳質(zhì)的效率。在揚(yáng)料板區(qū)，干燥溫度相對較低，煤泥呈低水分松散狀態(tài)，已不具有明顯的黏結(jié)現(xiàn)象，經(jīng)熱交換達(dá)到成品所要求的水分值。該區(qū)煤泥滾動(dòng)滑行至排料口，該區(qū)不設(shè)置抄板，完成干燥后的煤泥經(jīng)輸送裝置轉(zhuǎn)移至堆場，完成整個(gè)干燥過程。

2.2 特 點(diǎn)

設(shè)備加熱氣流采取順流方式，干燥煙氣與濕煤泥由同一側(cè)進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，充分利用了高溫?zé)煔猥@得較強(qiáng)的蒸發(fā)強(qiáng)度。同時(shí)，在物料出口處，溫度較低增加了設(shè)備的熱效率。通過對設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)，能在設(shè)備筒體內(nèi)形成穩(wěn)定的全斷面料幕，熱交換更為充分。進(jìn)一步優(yōu)化后的內(nèi)部揚(yáng)板清掃和熱傳導(dǎo)作用更好，可有效清除內(nèi)壁的物料黏結(jié)現(xiàn)象，對水分、黏性的適應(yīng)性更強(qiáng)。設(shè)備還具有燃料消耗相對較少，干燥成本低的特點(diǎn)。

3 應(yīng)用情況

該礦區(qū)使用煤泥干燥裝置后，日產(chǎn)煤泥量約550 t，可滿足日常生產(chǎn)的實(shí)際需要，與礦區(qū)生產(chǎn)及管理相匹配。設(shè)備日常生產(chǎn)煤泥參數(shù)滿足礦方要求，煤泥干燥前后的參數(shù)見表3.

表3 煤泥干燥前后參數(shù)表

由表3可知,該礦區(qū)煤泥經(jīng)轉(zhuǎn)筒干燥裝置處理后，全水分可降低至15.0%以下，熱值平均提高1.59 MJ/kg,裝置對煤泥的處理指標(biāo)參數(shù)符合生產(chǎn)要求。

4 設(shè)備常見問題及對策

干燥裝置在投入使用后存在問題，經(jīng)分析提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1)由于該煤泥干燥裝置的軸承幾乎負(fù)擔(dān)設(shè)備的全部負(fù)荷，因此承載負(fù)荷大，易磨損，影響裝置轉(zhuǎn)運(yùn)率和使用壽命。應(yīng)定期對軸承等部件注入潤滑油，且應(yīng)保證潤滑油的清潔度，密封良好。設(shè)備主要注油處為轉(zhuǎn)動(dòng)軸承、軋輥軸承、活動(dòng)軸承、活動(dòng)平面、齒輪等。

2)實(shí)際生產(chǎn)中部分煤泥易形成大顆粒料團(tuán)，在表面形成氣膜層，阻礙了內(nèi)層物料的熱質(zhì)交換。因此，在對煤泥進(jìn)行干燥前應(yīng)增設(shè)和改進(jìn)煤泥打散裝置，加強(qiáng)對煤泥物料的破碎與處理能力。

3)揚(yáng)料板煤泥給料不均勻，易黏結(jié)堆積在筒體上。在給料端安裝經(jīng)優(yōu)化后的螺旋形導(dǎo)料板，可解決該問題，同時(shí)可避免倒料。

4)膠帶輸送機(jī)滾筒易黏結(jié)煤泥，導(dǎo)致輸送機(jī)膠帶跑偏，影響正常生產(chǎn)。可在輸送機(jī)滾筒上增設(shè)活動(dòng)清掃器，實(shí)現(xiàn)對滾筒黏附煤泥及時(shí)清除。

5)設(shè)備運(yùn)行過程中，大齒輪與小齒輪間出現(xiàn)異響，一般為齒輪間隙存在異常，需結(jié)合設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，將大小齒輪之間的嚙合間隙調(diào)整至合適位置。

5 結(jié) 語

通過轉(zhuǎn)筒干燥裝置的現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)踐，提高了煤泥綜合利用的附加值，經(jīng)處理后的煤泥既可以獨(dú)立使用，也可以摻配后外銷，還可以用于制備型煤等產(chǎn)品，解決了煤泥長期堆積的問題，實(shí)現(xiàn)了煤泥資源的再利用。同時(shí)，煤泥干燥后減少了污水外流，風(fēng)干揚(yáng)塵等環(huán)境污染。煤泥轉(zhuǎn)筒干燥設(shè)備經(jīng)過長期的現(xiàn)場改進(jìn)以及不斷的優(yōu)化，目前在煤泥干燥行業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。