一种煤泥干燥脱水装置及干燥脱水方法与流程

本发明属于煤泥干燥技术领域，具体涉及一种煤泥干燥脱水装置及干燥脱水方法。

背景技术：

煤泥是指在洗选煤炭过程中产生的一种副产品，本质是煤粉与水形成的半固体物。煤泥因其含水量高，热值低因而经济效益较低，因此煤炭行业尝试使用各种办法降低煤泥的含水量，提高其热值。

现有技术中，采用常规干燥技术对煤泥颗粒进行干燥时，为了避免煤泥颗粒的表面过热分解，通常会缩短干燥时间，但是，干燥时间短会造成煤泥颗粒内部的温度较低，无法实现对煤泥的充分干燥。

技术实现要素：

鉴于上述的分析，本发明旨在提供了一种煤泥干燥脱水装置，解决了现有技术中无法在保证煤泥颗粒表面不过热分解的基础上实现煤泥颗粒充分干燥的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种煤泥干燥脱水装置，包括依次连接的制条单元、干燥破碎单元和煤泥收集单元，煤泥干燥破碎单元包括干燥筒以及设于干燥筒内的一次干燥网带、破碎机和二次干燥网带，干燥筒内通入干燥气体，制条单元的出料口位于一次干燥网带一端的上方，一次干燥网带的另一端与破碎机的进料口连接，破碎机的出料口位于二次干燥网带一端的上方，二次干燥网带的另一端与煤泥收集单元连接。

进一步地，煤泥干燥破碎装置适用于高粘煤泥，该高粘煤泥的含水率24～28wt.％。

进一步地，破碎机包括机壳以及位于机壳内的破碎组件和破碎筛板，机壳上开设破碎进料口和破碎出料口，破碎筛板位于破碎组件的下方。

进一步地，破碎组件包括转子盘以及与转子盘固定连接的多个锤头。

进一步地，多个锤头通过螺钉与转子盘连接。

进一步地，锤头沿转子盘径向布置。

进一步地，破碎机还包括驱动转子盘转动的破碎电机，破碎电机的输出端通过转子轴与转子盘固定连接。

进一步地，破碎机还包括设于破碎进料口处且向下倾斜的挡板。

进一步地，破碎机还包括设于机壳内壁上的反击板，颗粒较大的煤泥被锤头带起，撞击在反击板上。

进一步地，破碎机还包括设于机壳前端外周面的护板。

进一步地，破碎机还包括设于转子轴两端的隔尘环。

进一步地，煤泥干燥脱水装置还包括用于驱动一次干燥网带运动的一次转动滚筒以及用于驱动二次干燥网带运动的二次转动滚筒。

进一步地，制条单元包括位于干燥筒上方的挤压组件以及位于挤压组件和干燥筒之间的制条孔板，挤压组件包括挤压筒以及位于挤压筒内的活塞，挤压筒中活塞与制条孔板之间的空间为挤压腔，挤压腔与进料管连通。

进一步地，沿竖直方向，活塞、挤压腔、制条孔板和干燥筒依次布置。

进一步地，制条单元还包括用于检测挤压腔内煤泥压力的压力传感器。

进一步地，压力传感器位于挤压腔的底部、制条孔板上。

进一步地，制条单元还包括驱动挤压筒和进料管振动的激振器。

进一步地，激振器设于进料管的下方且与进料管的侧壁相接触。

进一步地，制条单元还包括位于挤压腔内的布料组件，布料组件包括传料板和布料板，传料板的一端为连接端，另一端为悬空端，其连接端与挤压腔的侧壁转动连接，布料板挂设于传料板的悬空端。

进一步地，悬空端延伸至挤压腔的轴线。

进一步地，传料板的形状为向下倾斜的平板状，布料板的形状为伞形。

进一步地，布料组件还包括升降带，升降带的一端与传料板的悬空端连接，升降带的另一端穿过进料管与活塞的上端面连接，使得传料板的悬空端与活塞的运动方向相反。

进一步地，传料板的连接端通过扭簧与挤压腔的侧壁转动连接；或者，传料板的悬空端朝向制条孔板一侧通过螺旋拉簧与挤压腔的侧壁连接。

进一步地，制条单元还包括驱动组件，驱动组件包括杠杆、往复电机、轴承和轴承座，杠杆的一端与往复电机的输出轴连接，杠杆的另一端与活塞杆连接。

进一步地，杠杆通过轴承与轴承座转动连接。

进一步地，煤泥干燥脱水装置还包括供气单元，该供气单元包括干燥气体泵、主气管和主气流分散器，主气流分散器位于干燥筒的一侧，干燥气体泵、主气管、主气流分散器和干燥筒依次连接。

进一步地，供气单元还包括辅气管以及与辅气管连通的辅气流分散器，干燥气体泵、辅气管、辅气流分散器和干燥筒依次连接。

进一步地，主气流分散器和辅气流分散器分别位于干燥筒的两侧。

进一步地，主气流分散器和辅气流分散器位于同一水平线上，且两者相对于干燥筒的轴线对称设置。

进一步地，干燥气体为天然气燃烧得到的尾气。

进一步地，供气单元还包括控制器，控制器控制干燥气体泵的开启、关闭以及供气流量。

进一步地，控制器为可编程逻辑控制器(plc)。

进一步地，煤泥收集单元包括煤泥收集口和煤泥收集室，煤泥收集室通过煤泥收集口与干燥筒的出料口连接。

本发明还提供了一种煤泥干燥脱水方法，包括如下步骤：

步骤1：将煤泥滤饼输送至制条单元进行制条，得到煤泥条；

步骤2：煤泥条输送至干燥破碎单元，在一次干燥网带上进行一次干燥；

步骤3：将一次干燥后的煤泥条输送至破碎机，破碎机对煤泥条进行破碎，得到煤泥颗粒；

步骤4：煤泥颗粒在二次干燥网带上进行二次干燥，完成煤泥的干燥脱水。

进一步地，制条单元包括挤压筒、活塞、制条孔板，上述步骤1包括如下步骤：

步骤11：活塞向制条孔板方向运动，挤压筒的挤压腔容积减小；

步骤12：活塞挤压煤泥滤饼，在压力的作用下，煤泥滤饼通过制条孔板的制条孔，完成煤泥滤饼的压缩切割和挤压干燥，得到煤泥条，活塞复位。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

a)本发明提供的煤泥干燥脱水装置中，一次干燥网带、破碎机和二次干燥网带设在干燥筒内，在从制条单元输送到破碎机的过程中以及从破碎机输送到煤泥收集单元的过程中，煤泥条(大颗粒煤泥条或小颗粒煤泥条)始终与干燥气体进行传质传热，从而能够提高上述煤泥条的干燥效果。

b)本发明提供的煤泥干燥脱水装置中，大颗粒煤泥在一次干燥网带进行一次传质传热，能够在短时间内对大颗粒煤泥条表面的水分进行烘干，不会造成煤泥条表面过热分解；经过一次传质传热的大颗粒煤泥，在干燥筒中直接进行破碎，得到小颗粒煤泥条，经过二次传质传热对小颗粒煤泥条的表面和内部进行烘干，从而能够在保证煤泥条表面不过热分解的基础上实现煤泥条的充分干燥。

c)本发明提供的煤泥干燥脱水装置结构简单、操作便捷易实现、干燥效率高、获得的煤泥产品性质好，适用于大规模生产。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例一提供的煤泥干燥脱水装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的煤泥干燥脱水装置中破碎机的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的煤泥干燥脱水装置中制条单元的结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的煤泥干燥脱水装置中制条孔板、挤压筒的结构示意图。

附图标记：

1-挤压筒；2-活塞；3-制条孔板；4-破碎机；41-机壳；42-破碎筛板；43-隔尘环；44-转子盘；45-锤头；46-挡板；47-反击板；48-护板；5-进料管；6-压力传感器；7-激振器；8-布料组件；81-传料板；82-布料板；83-升降带；9-主气管；10-主气流分散器；11-辅气管；12-辅气流分散器；13-干燥筒；14-一次干燥网带；15-二次干燥网带；16-一次转动滚筒；17-二次转动滚筒；18-煤泥收集口；19-煤泥收集室；20-干燥气体泵；21-杠杆；22-轴承；23-轴承座。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

实施例一

本实施例提供了一种煤泥干燥脱水装置，参见图1至图4，包括依次连接的制条单元、干燥破碎单元和煤泥收集单元，其中，煤泥干燥破碎单元包括干燥筒13以及设于干燥筒13内的一次干燥网带14、破碎机和二次干燥网带15，干燥筒13内通入干燥气体，制条单元的出料口位于一次干燥网带14一端的上方，一次干燥网带14的另一端与破碎机的进料口连接，破碎机的出料口位于二次干燥网带15一端的上方，二次干燥网带15的另一端与煤泥收集单元连接。

需要说明的是，本实施例提供的煤泥干燥破碎装置适用于高粘煤泥，该高粘煤泥的含水率24～28wt.％。

同样需要说明的是，上述大颗粒煤泥和小颗粒煤泥均是相对的，并没有粒径上的量化，也就是说，大颗粒煤泥的粒径大于小颗粒煤泥，大颗粒煤泥经过破碎得到小颗粒煤泥。

实施时，煤泥滤饼输送到制条单元，在制条单元中将煤泥滤饼制成大颗粒煤泥条，大颗粒煤泥条进入干燥破碎单元的干燥筒13内，落在一次干燥网带14上，在一次干燥网带14上运行的过程中，大颗粒煤泥与干燥气体进行一次传质传热，对大颗粒煤泥条表面的水分进行烘干；一次干燥网带14将大颗粒煤泥条输送到破碎机内，破碎机对大颗粒煤泥条进行破碎，得到小颗粒煤泥；小颗粒煤泥落在二次干燥网带15上，在二次干燥网带15上运行的过程中，小颗粒煤泥与干燥气体进行二次传质传热，对小颗粒煤泥表面和内部水分进行烘干。

与现有技术相比，本实施例提供的煤泥干燥脱水装置中，一次干燥网带14、破碎机和二次干燥网带15设在干燥筒13内，在从制条单元输送到破碎机的过程中以及从破碎机输送到煤泥收集单元的过程中，煤泥条(大颗粒煤泥条或小颗粒煤泥条)始终与干燥气体进行传质传热，从而能够提高上述煤泥条的干燥效果。

同时，大颗粒煤泥在一次干燥网带14进行一次传质传热，能够在短时间内对大颗粒煤泥条表面的水分进行烘干，不会造成煤泥条表面过热分解；经过一次传质传热的大颗粒煤泥，在干燥筒13中直接进行破碎，得到小颗粒煤泥条，经过二次传质传热对小颗粒煤泥条的表面和内部进行烘干，从而能够在保证煤泥条表面不过热分解的基础上实现煤泥条的充分干燥。

此外，上述煤泥干燥脱水装置结构简单、操作便捷易实现、干燥效率高、获得的煤泥产品性质好，适用于大规模生产。

对于破碎机4的结构，具体来说，其包括机壳41以及位于机壳41内的破碎组件和破碎筛板42，机壳41上开设破碎进料口和破碎出料口，破碎筛板42位于破碎组件的下方，破碎组件包括转子盘44以及与转子盘44固定连接的多个锤头45，多个锤头45通过螺钉与转子盘44连接，锤头45沿转子盘44径向布置，机壳41内为相对封闭状态，保证不会向外排放煤尘。大颗粒煤泥从破碎进料口进入机壳41内，转子盘44带动锤头45高速转动，对进入机壳41内的大颗粒煤泥进行冲击破碎，破碎筛板42分离粒度不同的煤泥，达到粒度要求的穿过筛板排出，未达要求的则在破碎机4内继续进行破碎。

可以理解的是，为了实现转子盘44的转动，上述破碎机4还包括驱动转子盘44转动的破碎电机，破碎电机的输出端通过转子轴与转子盘44固定连接。

考虑到进入机壳41内的大颗粒煤泥的初始速度较大，对机壳41产生的冲击力较大，为了对大颗粒煤泥进行缓冲，上述破碎机4还包括设于破碎进料口处且向下倾斜的挡板46。大颗粒煤泥进入破碎进料口后，会先与挡板46进行作用挡板46能够吸收大颗粒煤泥的大部分动力势能，降低大颗粒煤泥的运动速度，从而能够有效降低大颗粒煤泥对机壳41内壁的冲击力。

为了能够对锤头45冲击破碎后的颗粒较大的煤泥进行进一步破碎，上述破碎机4还包括设于机壳41内壁上的反击板47，颗粒较大的煤泥被锤头45带起，撞击在反击板47上，颗粒较大的煤泥与反击板47相互作用，对颗粒较大的煤泥进行进一步破碎。

值得注意的是，锤头45对大颗粒煤泥进行破碎后，破碎的煤泥会撞击在机壳41的前端，为了提高机壳41前端的强度和耐磨性，上述破碎机4还包括设于机壳41前端外周面的护板48，该护板48相当于机壳41的加强板，其能够有效地保护机壳41，增强机壳41的强度和耐磨性，从而延长破碎机4的使用寿命。

为了避免大颗粒煤泥在破碎过程中产生的粉尘进入转子轴影响转子盘44的转动，上述破碎机4还包括设于转子轴两端的隔尘环43，隔尘环43的设置能够对转子盘44和转子轴之间的空间进行封闭，防止粉尘进入转子盘44和转子轴之间，从而能够减少转子轴的磨损，延长破碎机4的使用寿命。

可以理解的是，为了实现一次干燥网带14和二次干燥网带15的运动，上述煤泥干燥脱水装置还包括用于驱动一次干燥网带14运动的一次转动滚筒16以及用于驱动二次干燥网带15运动的二次转动滚筒17。

对于制条单元的结构，具体来说，其包括位于干燥筒13上方的挤压组件以及位于挤压组件和干燥筒13之间的制条孔板3，其中，挤压组件包括挤压筒1以及位于挤压筒1内的活塞2，挤压筒1中活塞2与制条孔板3之间的空间为挤压腔，挤压腔与进料管5连通；也就是说，沿竖直方向，活塞2、挤压腔、制条孔板3和干燥筒13依次布置。煤泥滤饼进入挤压腔，当挤压腔内的煤泥达到一定量时，停止煤泥滤饼的输送，活塞2向制条孔板3方向运动，挤压腔容积逐渐减小，活塞2挤压煤泥滤饼，在压力的作用下，煤泥滤饼通过制条孔板3的制条孔，完成煤泥滤饼的压缩切割和挤压干燥，当活塞2压缩到一定距离后停止压缩，活塞2复位；通过挤压形成的煤泥条垂直悬挂于制条孔板3的下方、干燥筒13内，从而完成煤泥的制条。这样，通过活塞2对煤泥滤饼进行挤压和制条，挤压过程中可以将煤泥中的水分挤出，同时完成制条和干燥。此外，通过活塞2将煤泥压成条状，不仅能够防止细颗粒接触高温烟气直接燃烧，还能够减少煤泥干燥后粉末现象造成的粉尘污染，保护环境。

考虑到挤压腔内的压力会影响煤泥条的挤压效率，上述制条单元还包括用于检测挤压腔内煤泥压力的压力传感器6，示例性地，压力传感器6位于挤压腔的底部、制条孔板3上。通过压力传感器6能够实时监测挤压腔中煤泥的压力，根据煤泥的压力调整活塞2的运转距离，从而实现挤压效率的调控。

为了促进煤泥在挤压腔中的分散和填充，上述制条单元还包括驱动挤压筒1和进料管5振动的激振器7，示例性地，激振器7设于进料管5的下方且与进料管5的侧壁相接触。在激振器7的作用下，煤泥自动从进料管5进入挤压腔，并分散填充在挤压腔的底部，也就是制条孔板3上，经过激振器7的进一步振动后，挤压腔内的煤泥量达到一定厚度和充实度，且厚度均匀性有所提高，实现均匀入料，在活塞2挤压煤泥过程中，煤泥受力均匀，更加有利于活塞2对煤泥的挤压。

同样地，为了促进煤泥在挤压腔中的分散，上述制条单元还包括位于挤压腔内的布料组件8，对于布料组件8的结构，具体来说，其包括传料板81和布料板82，传料板81的一端为连接端，另一端为悬空端，示例性地，悬空端延伸至挤压腔的轴线，其连接端与挤压腔的侧壁(也就是挤压筒1位于活塞2下方的侧壁)转动连接，布料板82挂设于传料板81的悬空端，传料板81的形状为向下倾斜的平板状，布料板82的形状为伞形。这样，当煤泥从进料管5进入挤压腔中后，先落在传料板81上，然后沿着传料板81向下运动至布料板82上，并沿着伞形的布料板82均匀分散至挤压腔的底部，从而提高煤泥在挤压腔中的分散均匀性。

值得注意的是，为了完成煤泥的挤压，活塞2需要在挤压筒1中往复运动，布料组件8的存在不应影响活塞2的往复运动，因此，上述布料组件8还包括升降带83，升降带83的一端与传料板81的悬空端连接，升降带83的另一端穿过进料管5与活塞2的上端面连接，使得传料板81的悬空端与活塞2的运动方向相反。具体来说，当活塞2向靠近制条孔板3方向移动时，与活塞2连接的部分升降带83延长，与传料板81的悬空端的连接的部分升降带83缩短，使得传料板81的悬空端向远离制条孔板3方向移动，也就是说，传料板81以传料板81的连接端为转轴顺时针旋转，传料板81的悬空端以及布料板82进入进料管5，使其离开挤压腔，从而不会对活塞2的往复运动产生干涉；活塞2向远离制条孔板3方向移动时，与活塞2连接的部分升降带83缩短，与传料板81的悬空端的连接的部分升降带83延长，使得传料板81的悬空端向靠近制条孔板3方向移动，也就是说，传料板81以传料板81的连接端为转轴逆时针旋转，传料板81的悬空端以及布料板82进入挤压腔，继续进行布料。需要说明的是，当传料板81和布料板82进入进料管5时，其还能够对进料管5进行关闭，进一步保证在活塞2挤压过程中不会有煤泥进入挤压腔。

需要说明的是，为了保证传料板81和布料板82能够再次回复到挤压腔中，上述传料板81的连接端可以通过扭簧与挤压腔的侧壁转动连接，通过扭簧的扭转力促使传料板81和布料板82能够再次回复到挤压腔中；或者，传料板81的悬空端朝向制条孔板3一侧通过螺旋拉簧与挤压腔的侧壁连接，通过螺旋拉簧的张紧力促使传料板81和布料板82能够再次回复到挤压腔中。

为了实现活塞的往复运动，上述制条单元还包括驱动组件，驱动组件包括杠杆21、往复电机(图中未示出)、轴承22和轴承座23，杠杆21的一端与往复电机的输出轴连接，杠杆21的另一端与活塞杆连接，杠杆21通过轴承22与轴承座23转动连接。示例性地，往复电机的输出轴驱动杠杆21的一端向上运动，杠杆21的另一端向下运动，从而带动活塞杆和活塞向下运动，对煤泥滤饼进行挤压；反之，往复电机的输出轴驱动杠杆21的一端向下运动，杠杆21的另一端向上运动，从而带动活塞杆和活塞向上运动，实现活塞的复位。

为了向干燥筒13内输送干燥气体，上述煤泥干燥脱水装置还包括供气单元，该供气单元包括干燥气体泵20、主气管9和主气流分散器10，主气流分散器10位于干燥筒13的一侧，干燥气体泵20、主气管9、主气流分散器10和干燥筒13依次连接。干燥气体经过主气管9进入气流分散器，通过气流分散器的均布板形成均匀稳定的干燥气体，吹入干燥筒13，对垂挂于干燥筒13的煤泥条进行干燥。

为了保证干燥筒13内煤泥条的干燥均匀性，上述供气单元还包括辅气管11以及与辅气管11连通的辅气流分散器12，干燥气体泵20、辅气管11、辅气流分散器12和干燥筒13依次连接，主气流分散器10和辅气流分散器12分别位于干燥筒13的两侧，示例性地，主气流分散器10和辅气流分散器12位于同一水平线上，且两者相对于干燥筒13的轴线对称设置。这是因为，主气流分散器10位于干燥筒13的一侧，从侧方吹入干燥气体，靠近主气流分散器10的煤泥条先与干燥气体进行传质传热，传质传热后的干燥气体温度降低，干燥能力逐渐降低，会导致远离主气流分散器10的煤泥条干燥不彻底，通过在干燥筒13的另一侧设置辅气管11和辅气流分散器12，能够对远离主气流分散器10的煤泥条进行进一步干燥，从而保证了干燥筒13内煤泥条的干燥均匀性。

示例性地，上述干燥气体为天然气燃烧得到的尾气，由于其成分中无有害气体，干燥过程中不会产生有害气体，可以直接排出室外，也不会产生烟尘积灰现象，从而能够简化除尘装置，节能环保。

为了实现干燥气体的自动供气，上述供气单元还包括控制器(例如，plc)，控制器控制干燥气体泵20的开启、关闭以及供气流量。

对于煤泥收集单元的结构，具体来说，其包括煤泥收集口18和煤泥收集室19，煤泥收集室19通过煤泥收集口18与干燥筒13的出料口连接。

实施例二

本实施例提供了一种煤泥干燥脱水方法，包括如下步骤：

步骤1：将煤泥滤饼输送至制条单元进行制条，得到煤泥条；

步骤2：煤泥条输送至干燥破碎单元，在一次干燥网带14上进行一次干燥；

步骤3：将一次干燥后的煤泥条输送至破碎机，破碎机对煤泥条进行破碎，得到煤泥颗粒；

步骤4：煤泥颗粒在二次干燥网带15上进行二次干燥，完成煤泥的干燥脱水。

与现有技术相比，本实施例提供的煤泥干燥脱水方法的有益效果与实施例一提供的煤泥干燥脱水装置的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

制条单元包括挤压筒1、活塞2、制条孔板3，上述步骤1包括如下步骤：

步骤11：活塞2向制条孔板3方向运动，挤压筒1的挤压腔容积减小；

步骤12：活塞2挤压煤泥滤饼，在压力的作用下，煤泥滤饼通过制条孔板3的制条孔，完成煤泥滤饼的压缩切割和挤压干燥，得到煤泥条，活塞复位。

以上所述、仅为本发明较佳的具体实施方式、但本发明的保护范围并不局限于此、任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内、可轻易想到的变化或替换、都应涵盖在本发明的保护范围之内。