专利名称：炼焦煤料的气流分级和气流干燥工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种煤料的分级和干燥同时进行的工艺，特别涉及一种采用流态化 原理，将气流分选和气流干燥组合在一起对炼焦煤料进行同时分级和干燥的工艺。
背景技术：
炼焦煤一般含水量在8 10%左右。最大时在14%以上。炼焦过程中煤料水 分波动大时，将影响正常生产操作和降低焦炉寿命。进入炼焦炉的煤料中水分在炼焦过 程中，以水蒸汽的形式随煤气排出后被冷凝成含酚废水。如果煤料先经干燥脱水后再进 入炼焦炉，不仅可节省焦炉加热煤气，缩短结焦时间，减少外排废水量，还因煤料经干 燥可使堆比重增加，增加炼焦炉装煤量。据资料介绍，煤料水分干燥到6 7%时，可增 产焦炭约10%，并能多配入弱粘接性煤10 15%。
目前，已有的煤干燥技术有很多种，主要有煤料与干燥介质直接接触的转筒干 燥机、间接加热的回转管式干燥器、带搅拌器的室式干燥器、直立管式气流干燥器、固 定布风板的流化床干燥器、带喷动床的流化床干燥器、振(摇)动床干燥器、竖轴式干燥 器、移动床干燥器等多种。上列各种方法，都因其在某一方面存在不足，均未能独占煤 干燥领域。所用的干燥介质有专用燃烧废气、烟道气和水蒸汽等。发明内容
本发明的目的是提供一种炼焦煤料的气流分级和气流干燥工艺，该工艺采用焦 炉烟道废气作为干燥介质，做到废热利用节省了能源，采用流态化技术实现煤料干燥， 并在干燥的同时利用气流分选原理使煤料按颗粒大小分成几级。本装置可以处理未经 粉碎的煤料，使煤料干燥的同时，将不需粉碎的小颗粒煤料和需要粉碎的大颗粒煤料分 离，可减轻粉碎机的负荷，并避免煤料过粉碎。本装置还可以处理已粉碎的煤料，使煤 料干燥的同时，将煤料中极细颗粒的煤尘分离另外处理，能改善焦炉操作环境，降低煤 尘危害。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现
炼焦煤料的气流分级和气流干燥工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤
1)该工艺所采用的装置，由流化振动床主体和分级收集装置组成，流化振动床 主体包括自下而上相连的一次送风装置、带布风板的振动主箱体、沉降分级段和带二次 进风的干燥段组成；
幻煤料由振动主箱体的前端煤料进口进入，除少部分极大颗粒的煤料外，绝大 部分的煤料在振动主箱体内受一次送风装置送入的风力作用下成为流化态；流化态煤料 在沉降分级段按粒径分级，大颗粒煤料下降由振动主箱体后端的大颗粒煤料出口排出， 小颗粒煤料随一次风上升进入干燥段，与干燥段进入的二次风混合后，最终由干燥段顶 部排出口随干燥气体排出，进入分级收集装置；
3)分级收集装置根据工艺对粒径分级的不同要求，选用一组或结构不同的几组除尘装置完成小颗粒物料的最终收集。
所述的振动主箱体内的布风板随主箱体振动；振动布风板除能起到固定式布风 板流化物料的作用外，还具有输送极大颗粒物料和振散团粒的双重作用；在振动力作用 下，使不能在风力作用下流化而成为固定床的极大颗粒向主箱体后端的煤料出口运动排 出，受振动力输送部分形成移动床，不参与流化，可降低流化用风量和风压；在与风力 共同作用下，还可使由多个小颗粒被水粘结形成大直径团粒，分散成可流化的小颗粒。
所述的振动主箱体布风板上部沿物料前进方向用溢流堰和分区隔板分割成两组 功能不同的区域，布风板上部中间区域为主流化区，两侧区域为分级物料干燥区，两区 截面气速不同，主流化区的气速高，流化物料的空隙率大；分级物料干燥区是利用边壁 效应收集已分级物料并使之干燥，分级物料干燥区的气速低，其目的是不使该区物料过 度飞扬。
为防止小颗粒物料随流化物料从布风板后端出口排出，在分级物料干燥区设置 不开通风孔的无风区，其上设出料口分离挡板。
所述的主箱体布风板开孔率为可调结构，采用可拆卸堵孔部件，根据不同要 求，任意改变通风孔的数量和分布位置。
所述的沉降分级段横截面采用渐扩结构，使流化速度逐渐减小。
与现有技术相比，本发明的有益效果是
1)节省能源。干燥装置采用焦炉烟道废气，属于废热利用；
2)减少炼焦过程产生的废水量。减少环境污染；
3)能提高焦炉的生产能力，可节省建厂投资；
4)能选择性回收极微细的煤尘，可避免焦炉装煤时大量飞尘并能改善煤气精制 系统的操作，减少焦油渣。
图1是本发明基本结构图2是流化振动床结构主视图3是硫化振动床结构侧视图4是流化振动床主箱体结构图。
图中1-振动主箱体2-软连接圈3-中间连接件4-一次送风装置5-大颗粒 排出口 6-沉降分级段7-中部溢流堰8-出料口分离挡板9-细颗粒干燥段10-小颗粒排 出口 11-物料干燥区12-主流化区13-返回通道14-多孔布风板15-二次进风口 16-分 区隔板17-缓冲仓18-定量给料装置19-原料抛料装置20-流化振动床主体21-分级收 集装置22-风量分配装置23-流化风机24-除尘引风机具体实施方式
炼焦煤料的气流分级和气流干燥工艺，利用散体物料在流化状态的特性，该工 艺具有对炼焦煤料分级和干燥的双重功能。可通过调整结构尺寸和流化速度，适应各种 要求。
见图1，是本发明装置由流化振动床主体和分级收集装置两部分组成。煤料的干燥和初步分级在流化振动床中完成；小颗粒的再分级由分级收集装置完成。其分级和干 燥过程叙述如下
煤料由缓冲仓17经定量给料装置18和原料抛料装置19进入流化振动床主体 20，煤料在流化用气体作用下，干燥并按粒径大小分成两部分。大颗粒煤料由下部煤料 出口 5排出，小颗粒煤料由顶部排出口 10(见图幻随干燥气体排出，进入分级收集装置 21。分级收集装置可根据工艺对粒径分级的不同要求，选用一组或结构不同的几组除尘 装置完成小颗粒物料的最终收集及再分级。一次风(烟气)由流化风机23给入，经风量 分配装置22进入流化振动床主体20。经分级收集装置21处理后的烟气经除尘引风机排 入大气或送回烟囱。
见图2、图3，流化振动床主体由一次送风装置4、带多孔布风板14的振动主箱 体1、沉降分级段6和带二次进风的细颗粒干燥段9组成。
主箱体采用振动结构，可处理煤料中混入的不能流化的超大颗粒，避免固定式 布风板流化床中超大颗粒物料积存；还可以振散由多个小颗粒被水粘结形成大直径团 粒。
主箱体布风板上部沿物料前进方向用溢流堰7和分区隔板16分割成两组功能不 同的区域。布风板上部中间区域为主流化区12，两侧区域为分级物料干燥区11。两区 截面气速不同。主流化区12的气速高，流化物料的空隙率大；分级物料干燥区11是利 用边壁效应收集已分级物料并使之干燥，本区的气速低，其目的是不使本区物料过度飞 扬。
沉降分级段6横截面采用渐扩结构，使流化速度逐渐减小，便于分离。
带二次进风的干燥段9设与主风向相同的一组二次进风管15，补入剩余的干燥 风量。可降低振动主箱体1的风量，能减小设备尺寸，节省设备费和操作费。
图4是流化振动床主箱体结构图。对于先干燥后粉碎的煤料由螺旋输送机给入 流化振动床主体后，在分区隔板16的约束下在主流化区12内向前运动。控制布风板下 一次送风的截面风速，使之大于粒径IOmm的临界流化速度1.5m/s，并小于粒径3mm的 终端流化速度7.5m/s。将煤料分成可流态化物料和不可流态化物料两部分。不可流态化 物料是> IOmm中的极大颗粒，组成固定床，受振动力推动边干燥边前进。< IOmm的 物料为可流态化物料，在风力作用下成为空隙率为0.7 0.9的快速流化态。快速流化床 存在典型的环状流动。在中心区(即主流化区12)以上升运动为主，在壁的近侧(即物 料干燥区11)以下降流为主。由于上述流化态的边壁效应，通过溢流堰7将下降流物料 再分成两组。中间为较大颗粒，两侧为较小颗粒。布风板主流化区12开孔率大，两侧 物料干燥区11开孔率小。两侧的截面风速小，物料降入两侧后，除一小部分经返回通道 13再循环回到主流化区12，大部分物料干燥区11内完成干燥过程。此种分区方法，可 减轻流化用风量和降低风压，节省风机电能消耗。在振动主箱体1的大颗粒排出口 5的 上方亦设出料口分离档板8，能阻挡<3mm的物料排出。<3mm在风力作用下，上升 到沉降分离段与> 3mm物料分开。
粉碎后干燥煤料的处理机理与上述相同，如以0.3mm作为分级标准，流化振动 床主箱体截面风速不应大于1.5m/s。
本工艺采用的装置增加振动输送功能，形成下层为振动移动床、上层为流化床的联合机构。可用选择性流化速度使物料仅部分流化，以节省流化能量消耗。并根据分 级和干燥所需风量不同，采用两次进风，进一步节省流化能量消耗。是一种新型的将气 流分选和气流干燥组合一起对炼焦煤料进行同时分级和干燥的装置。
权利要求
1.炼焦煤料的气流分级和气流干燥工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤1)该工艺所采用的装置，由流化振动床主体和分级收集装置组成，流化振动床主体 包括自下而上相连的一次送风装置、带布风板的振动主箱体、沉降分级段和带二次进风 的干燥段组成；2)煤料由振动主箱体的前端煤料进口进入，除少部分极大颗粒的煤料外，绝大部分 的煤料在振动主箱体内受一次送风装置送入的风力作用下成为流化态；流化态煤料在沉 降分级段按粒径分级，大颗粒煤料下降由振动主箱体后端的大颗粒煤料出口排出，小颗 粒煤料随一次风上升进入干燥段，与干燥段进入的二次风混合后，最终由干燥段顶部排 出口随干燥气体排出，进入分级收集装置；3)分级收集装置根据工艺对粒径分级的不同要求，选用一组或结构不同的几组除尘 装置完成小颗粒物料的最终收集。
2.根据权利要求1所述的炼焦煤料的气流分级和气流干燥工艺，其特征在于，所述的 振动主箱体内的布风板随主箱体振动；振动布风板除能起到固定式布风板流化物料的作 用外，还具有输送极大颗粒物料和振散团粒的双重作用；在振动力作用下，使不能在风 力作用下流化而成为固定床的极大颗粒向主箱体后端的煤料出口运动排出，受振动力输 送部分形成移动床，不参与流化；在与风力共同作用下，还可使由多个小颗粒被水粘结 形成大直径团粒，分散成可流化的小颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的炼焦煤料的气流分级和气流干燥工艺，其特征在于，所 述的振动主箱体布风板上部沿物料前进方向用溢流堰和分区隔板分割成两组功能不同的 区域，布风板上部中间区域为主流化区，两侧区域为分级物料干燥区，两区截面气速不 同，主流化区的气速高，流化物料的空隙率大；分级物料干燥区是利用边壁效应收集已 分级物料并使之干燥，分级物料干燥区的气速低。
4.根据权利要求3所述的炼焦煤料的气流分级和气流干燥工艺，其特征在于，为防止 小颗粒物料随流化物料从布风板后端出口排出，在分级物料干燥区设置不开通风孔的无 风区，其上设出料口分离挡板。
5.根据权利要求2所述的炼焦煤料的气流分级和气流干燥工艺，其特征在于，所述的 主箱体布风板开孔率为可调结构，采用可拆卸堵孔部件，根据不同要求，任意改变通风 孔的数量和分布位置。
6.根据权利要求1所述的炼焦煤料的气流分级和气流干燥工艺，其特征在于，所述的 沉降分级段横截面采用渐扩结构，使流化速度逐渐减小。
全文摘要
本发明涉及一种炼焦煤料的气流分级和气流干燥工艺，该工艺采用焦炉烟道废气作为干燥介质，采用流态化技术实现煤料干燥，并在干燥的同时利用气流分选原理使煤料按颗粒大小分成几级。装置由流化振动床主体和分级收集装置组成，流化振动床主体包括自下而上相连的一次送风装置、带布风板的振动主箱体、沉降分级段和带二次进风的干燥段组成；分级收集装置根据工艺对粒径分级的不同要求，选用一组或结构不同的几组除尘装置完成小颗粒物料的最终收集。本发明的有益效果是节省能源，减少炼焦过程产生的废水量。减少环境污染，能提高焦炉的生产能力。
文档编号B07B9/02GK102019275SQ200910187508
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者于涛, 吕成, 尹华, 张晓光, 段有龙, 蔡承祐, 马增礼 申请人:中冶焦耐(大连)工程技术有限公司, 中冶焦耐工程技术有限公司