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型煤生产工艺主要存在的问题

发布时间:2016-04-26
  (1)没有一个厂有煤料的烘干装置,致使在一定的成型水分要求下液体粘结剂加入受到限制。型煤含水量过大,会使型煤成球量降低、初始强度减小,后续型煤烘干负荷较大、烘干时间长、生产率低,并且使型煤在烘干过程中形成裂纹,气孑L率增加,降低型煤的强度。原料煤含水量较大,会使一些有机粘结剂不易润湿煤粒表面,致使粘结性变差,影响了型煤的强度。此外,原料煤含水较大,还造成煤料堆比重减小,成型压力降低,直接影响型煤的强度。

  (2)一些生产厂家未安装原料计量装置,特别是液体粘结剂计量装置,影响了配料的准确性和型煤的冷、热强度。

  (3)成型机的压力较小,型煤的强度主要是由粘结剂的性能及配入量决定的。此外,国内较大重量的型煤还不能生产,即辊径大于2MM的成型机还未研究出;还没有一台能生产不同重量混合球的成型机来满足燃烧与造气要求。笔者认为,均匀的球对燃烧和造气不一定是好事。大小球配合可使造气过程中较易起火,且减少了吹气过程中粉尘的吹出,大小球配合可使床层相对稳定,不像均匀球造气时同时烧烬,造成床层同时塌落,气体携带物增加。有较大的球配合,在高风时不致使床层吹翻,甚至将型煤吹出。上述观点有待进一步的工业验证,以便早日实现100%型煤造气的愿望。

  (4)型煤原料的混合与搅拌需要优化。目前,生产厂家搅拌工序主要分为间隙搅拌和连续搅拌两种。间隙搅拌能控制搅拌时间,搅拌相对均匀,且配料相对准确,但需多套设备才能使成型连续化。连续搅拌一般为两个卧式搅拌机相串联或一个卧式搅拌机串联一个立式搅拌机。实践证明,后者搅拌效果较好,但立式搅拌的动力需求较大,立轴易断,维修费较高。搅拌
设备及工艺选择的好坏,直接影响到煤料的均化、型煤的质量及产量,应引起设计单位和生产厂家的重视。

  (5)经考察,目前生产厂家使用的型煤烘干炉存在着许多问题。一是加热速度过快,造成型煤裂缝,强度降低,二是加热温度过高,发生型煤燃烧,烧坏设备;三是气流速度小,致使干燥速度慢,影响生产量。可见,烘干炉性能好坏直接影响到型煤厂的产量及产品质量,因而有必要对型煤的干燥原理与干燥设备进行分析。

  型煤的干燥过程主要以热空气或热烟气为干燥介质,热气体主要以对流方式进行传热。型煤的干燥过程既是传热过程,也是传质过程,传热过程与传质过程又是相互联系的。型煤的干燥不仅需要型煤中水分自内部向表面移动,还需要吸收热量使水分气化。因此,干燥过程的条件是:型煤获得热量,型煤表面所产生的水蒸汽分压大于干燥介质中水蒸汽的分压,压差越大,干燥进行得越迅速。在干燥过程中,当型煤表面水蒸汽的分压等于周围介质的水蒸汽分压时,型煤中的水分不能够再排除,水分的蒸发处于动态平衡状态。因而干燥介质必须及时地将气化的水蒸汽带走;型煤中的水分不断地由内部向表面移动。整个干燥过程由内扩散、蒸发及外扩散等过程组成,它包括了热的交换和物质和传递,是传热、传质过程的综合。为了提干燥速率可采取如下方法:
型煤生产工艺主要存在的问题
  首先是加速传热过程:

  一是提干燥介质的温度,增大温差,这有利于加快传热。但介质温度过高易使型煤表面温度迅速提高,型煤表面水分与中心水分浓度差太大,型煤表面受张,内部受压,易使型煤变形或裂开。

  二是提干燥介质的流速,加快传热过程。

  三是增加传热面积。

  其次是加速传质过程:

  一是外扩散过程。型煤表面水分的扩散与型煤表面边界层的厚度及型煤表面水蒸汽的分压和干燥介质的水蒸汽分压有关。增加干燥介质的流速,可减薄边界层的厚度,有利于水气的扩散,可加快干燥速率;此外,降低干燥介质的水蒸汽分压,也可加快干燥速率。

  二是内扩散过程。型煤内部水分移动的动力有两种:一种是由于型煤内部存在水分梯度而引起的水分移动,称为湿扩散。水分自型煤内部移动到表面主要靠扩散渗透力和毛细管力的作用,并遵循扩散定律。另一种是由于型煤内部,温度梯度而引起的水分移动,称为热扩散。引起水分移动的原因有:水分子在高温处的动能大于低温处的动能;毛细管中水在高温处的表面张力小于低温处;毛细管中或空隙中温度高处的空气压强大于低处。上述种种情况使型煤体内的水分由高温处向低温处移动。

  经调查,目前型煤烘干主要采用隧道式烘干炉、链式烘干炉和直立式烘干炉。隧道式烘干炉可连续生产,且产量大,热耗低,干燥制度稳定,易于控制与调节,劳动条件好。但由于隧道内气体流动方式类似于水平流动,因此易产生气体分层现象,造成上下温差,使干燥不均匀。此外,隧道式烘干炉占地较大,机械投资较多。

  为使隧道烘干炉内温度均匀,可采取的措施有:控制气流方向,送风口设在上部,排风口设在下部,适当增加气流速度,以减少几何压头的影响;干燥介质循环,自下部抽出,上部打人,使气体产生扰动;装车时尽量上密下疏,减少与顶部的间隙,以增加上部气流的阻力;干燥炉应严密,防止漏气。

  在一般链式烘干炉中,干燥介质的流速很小(1M/S以下),对流换热系数很小,传热慢,并且水气化后外扩散过程也慢,使干燥速度的提高受到限制。为使烘干炉内温度均匀,干燥介质应从顶部集中或分散鼓人,废气由底部集中或分散抽出。为利用余热及调节干燥介质的温度、湿度,可采用部分废气循环。应特别注意,型煤人口端温度过高时,会造成型煤干燥剧烈,使型煤形成多裂纹,降低型煤的强度。

  立式烘干炉与隧道式烘干炉相比,气体流动方式较合理,型煤球自上而下运行,热气体由下往上流动,两者逆向换热,炉内温差较小,型煤干燥均匀。根据烘干方式的需要,热气体可以在烘干炉中下部一次导人,也可分段多处导人,烘干后的废气可从不同部位导出。内热直立炉生产能力大,加热速度快,热利用率高,操作环境好。型煤自动下行,具有动力消耗低、机械投资少、占地面积小、无机械磨损等优点。存在的缺点是炉容有限,生产率较低,需多座炉来适应生产需要。

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