利用LXJ型传导式螺旋干燥机实施煤泥干燥的
可行性分析报告
摘要:介绍了LHJ型传导式螺旋干燥机的主要工作原理及结构组成;并对其在煤泥干燥中的实际应用和使用方法作了简述.
关键词:LHJ型传导式螺旋干燥机 煤泥干燥 应用
一、前言
随着国家可持续发展战略的实施,煤炭等矿产资源的合理开发和综合利用已成重要课题,原来作为废弃物闲置堆放的煤泥的充分开发利用已刻不容缓.利用好宝贵的煤泥资源,使之变废为宝,不仅能产生可观的经济效益,还解决了煤泥堆放占用土地和污染环境等一系列问题.正常情况下,煤泥含水率高(20%-30%),无法直接使用,也不便于冬季储运;如经干燥脱水后,煤泥可直接用于锅炉燃烧和发电,可对我国煤炭供应紧张局势的缓解有所助益.鉴于这一情况,有的选矿厂已开始想办法解决这一问题,潍坊天洁环保科技有限公司在引进国外先进设备的基础上,经过一年多科研攻关,研制生产的LHJ 型螺旋干燥机很好的解决了这一问题,LHJ型传导式螺旋干燥机是近年来采用国内外热能综合利用新技术,综合其他干燥设备的优点自主研发的新一代大型干燥设备.适合于煤泥及各种精矿粉等的干燥脱水,其独创的内外同时加热方式不仅增大了加热面积,提高了热效率,大幅度降低干燥成本,而且可以节省人工,减少污染,避免精矿的损耗.该产品现已申请国家专利(专利号200520125146.5).
二、设计参数
湿煤泥水份(湿基):25~27%
产品终水份:12~15%
热源:导热油炉
干燥机形式:螺旋式干燥机
三、工艺流程的确定
由于煤泥处理量大、粘性大,在干燥过程中表现为易结块、分散性差、输送困难等特点,针对煤泥的干燥特性,我公司开发了煤泥专用干燥机,落地含湿量为25%的煤泥,经过定量加料装置均匀连续的加入到皮带上料机,通过皮带上料机将煤泥送入螺旋给料器,螺旋给料器把煤泥送入螺旋式干燥机进料端,湿煤泥在干燥机内被螺旋推进,干燥成为终水份为15~18%的产品,产品从干燥机尾部出料口排出,经螺旋出料机混合后排放到皮带输送机,经皮带输送机输送至下游工序.
供热系统选用直燃式燃煤(燃气)导热油炉,燃料适应性宽,烟气中灰分带出少,操作稳定,输出热量及输出热风温度便于调节、控制.
螺旋干燥机干燥所需热量依靠热传导间接加热,因此干燥过程不需或只需少量气体以带走湿分.这就极大地减少了被气体带走的这部分热量损失,提高了热量利用率,是一种节能型干燥设备.它适合颗粒状及粉末物料的干燥,对膏状物料也能进行干燥.
其工作原理为:煤泥在干燥机本体内通过螺旋片被连续推进和搅拌打散,高温导热油通过筒体夹套主要以热传导和热辐射方式间接加热氯化钾,进而使煤泥中水分不断吸热蒸发,达到干燥脱水的目的,;高温导热油经过干燥机本体后温度降低再进入加热炉加热升温循环工作,这样{zd0}限度提高热能综合利用,降低了干燥成本,提高了干燥效率,符合环保要求.在干燥过程中通过调节螺旋轴转速快慢从而调节干燥时间进而达到控制干燥水分的目的.
四、螺旋干燥机主要特点
本套装置根据煤泥的特性专门设计,主要特点有:
⑴、间接密闭加热,环保节能,减少煤泥损失.
⑵、投资省,占地小,配套土建少.
⑶、运行可靠,操作简单,维护方便,安全耐用.
⑷、干燥水分可控,{zd1}可达1%以下,适应物料广.
⑸、干燥过程温度均匀,保证了煤泥质量不发生变化.
⑹、工作连续,处理量大.
五、螺旋式干燥机介绍
螺旋式干燥机由带夹套的端面呈W型壳体、上盖、两根有叶片的中空轴、两端的端盖、通有热介质的旋转接头、金属软管以及包括齿轮、链轮的传动机构等部件组成.此设备的核心是两根空心轴和焊在轴上的搅拌桨叶.桨叶形状为楔形的半圆形,起搅拌作用,桨叶的两主要传热侧面成斜面,因此当物料与斜面接触时,随着叶片的旋转,颗粒很快就从斜面滑开,使传热表面不断更新,强化了传热.在桨叶的三角形底部设有刮板,以将沉积于壳底的物料刮起,防止产生死角. 桨叶的布排和各部位尺寸均有一定要求,而且在进料区、干燥区、排料区除桨叶外,另设有辅助机构,以保证整机操作稳定,干燥均匀.此外,停留时间亦可调.本设备加热介质用热油加热,因为需要考虑管内液体流速,所以轴结构比较复杂.
五、有机载体加热系统
有机有载体加热系统是一种以有机热载体(导热油)作为传热介质的新型热动力设备,其核心部件为导热油炉.由于有机热载体具有热稳定性能好传热性能佳,低蒸汽压,以及xx无味,对设备无腐蚀等许多优点,有机热载体加热系统在工业应用中具有无可比拟的优越性.有机热载体加热系统可在常压液相下,为热用户输出高达350℃的热油.温度可准确控制在要求使用的范围内,能同时为多个用热单元提供热量,通过热交换器可产生氯化钾干燥所需要的热能.有机热载体加热系统为液相闭路循环,输出的热油经热用户使用(热交换后,全部热量通过系统管道回到锅炉,避免了蒸汽锅炉的冷凝及排污热损失,具有明显的节能效果、因而热利用率很高,系统不需要水处理设备,因而系统较为简单,由于锅炉承受低压力等,所以整个系统投资较少.有机有载体加热系统的环保效果主要体现在烟气排放量少,无排污污染及热污染,各项指标(烟气排放浓度和噪音)低于国家规定的标准要求.由于系统只承受泵压,有机有载体无爆炸危险,因而有机热载体加热系统更加安全.
六、 煤泥干燥试验过程
1、干燥机系统压力检验, 正常.
2、干燥机主机压力检验, 正常.
3、燃煤炉压力检验, 正常.
4、储油罐、膨胀油罐压力检验, 正常.
5、循环油管道压力检验, 正常.
6、干燥机系统动力启动、冷态试车,, 正常.
7、点火:在冷态调试结束无故障后,进入热态调试.
8、检查:再一次检查高温循环状态下的所有主机、附机、管道、支撑、膨胀节、仪表、电气控制情况,一切正常.
9、带料运行
阶段一:
14:30开始往干燥机储料斗中投入煤泥,58分钟内顺序投入煤泥50 公斤,此时,主机转速为6(r/min),14:45,干燥机下料口开始顺利卸出干燥后的煤泥,肉眼观察煤泥粉末较细且非常干燥,目测水分在1%以下,现场有少量粉尘飞扬,物料通过正常.15时左右,干燥机滑动轴承处开始出现轻微烟雾,经查原因系因操作工失误,误将常温润滑脂当作高温润滑脂加入造成,改用高温润滑脂后烟雾消失.15:20,{dy}次取样,因直接取自干燥机下料口,煤泥温度较高,将备用的塑料瓶烫坏,所以又换用磨口玻璃瓶取样.此阶段技术数据见系统热态试验表1、表2.
阶段二:
15:28,主机转速调整为10(r/min),38分钟内顺序投入煤泥50 公斤,此阶段肉眼观察煤泥粉末仍然较细且非常干燥,目测水分在2%左右,现场也仍有少量粉尘飞扬,物料通过正常.15:40第二次取样.此阶段技术数据见系统热态试验表1、表2.
阶段三:
16;06,主机转速调整为15(r/min),43分钟内顺序投入煤泥100 公斤,肉眼观察,产量明显增加,干燥后的煤泥颗粒变大,目测水分在4%左右,干燥机下料口卸出的干燥煤泥在堆放时有明显可见白色水汽蒸发,现场已无粉尘飞扬,物料通过正常.第三次取样.此阶段技术数据见系统热态试验表1、表2.
阶段四:
16:49,主机转速调整为20(r/min),40分钟内顺序投入煤泥150 公斤,肉眼观察,产量大为增加,干燥后的煤泥中出现较大颗粒,目测水分在6%左右,干燥机下料口卸出的干燥煤泥在堆放时有较多明显可见白色水汽蒸发,现场已无粉尘飞扬.物料通过正常.17:16第四次取样.此阶段技术数据见系统热态试验表1、表2.
17:30,本次试验结束.
七、本次试验测试得到的数据
7.1系统装机功率表:
名称功率(KW)
备注干燥机主机电机
4
变频调速
导热油炉引风机
2.2
配风量调节阀
循环热油泵
3
注油泵
1.5
系统注油、卸油用
注:本系统总装机容量10.7KW,实际运行总功率9.2KW
7.2冷态试验表:
项目
名称
进油压力
(MPa)
回油压力
(MPa)
循环时间
(小时)
备注干燥机循环系统
0.17
0.16
3.5
压力表针无波动,
指示正常.
7.3系统热态试验表1:
项目
名称
试验转速(r/min)
进油压力(MPa)
回油压力(MPa)
循环时间(min)
出油温度(℃)
回油温度(℃)
备注干燥机
循环系统
6
0.04
0.04
58
330
320
压力表针无波动,指示正常.
干燥机
循环系统
10
0.06
0.06
38
350
320
压力表针无波动,指示正常.
干燥机
循环系统
15
0.04
0.04
43
340
330
压力表针无波动,指示正常.
干燥机
循环系统
20
0.04
0.04
40
340
330
压力表针无波动,指示正常.
7.4系统热态试验表2:
项目
名称
理论转速r/min
试验转速r/min
实际加入量kg
干燥时间min
实际烘干量
(平均)kg /h
干燥前
水份%
干燥后
水份%干燥机主机
6~20
6
50
58
51.72
30%
0.1
干燥机主机
6~20
10
50
38
78.94
30%
1.6
干燥机主机
6~20
15
100
43
139.53
30%
5.6
干燥机主机
6~20
20
150
40
225
30%
7.0
八、分析和结论
根据试验现场观测和试验技术数据分析:主机转速为6(r/min)和10(r/min)时,煤泥在干燥机内通过时间长,水分低,产量小,干燥机下料口因水分太低而有少量粉尘飘扬;主机转速为15(r/min)和20(r/min)时,煤泥在干燥机通过时间短,产量大,水分高,随着水分地提高,干燥机下料口有较多明显可见白色水汽出现,不再有粉尘飞扬的现象.纵观整个试验过程,无论产量大小、水分高低,煤泥在干燥机内均运行流畅,不粘连、不堵塞,设备运行始终平稳.值得注意的是,试验时因时间所限,采用了实时取样方式,实际生产时如间隔一定时间取样,由于煤泥较高残余热量(约100℃)的烘焙,还要蒸发部分水分,因此实际水分应比试验所测水分还要低1%~2%.主机转速为20(r/min)时,实测水分为7%,产量为225kg/min.也就是说如产品水分要求为15%时,只要调整一下主机转速,产量还可增加一倍.
根据以上分析,可得出以下结论:
1、该干燥机运行稳定,操作简单,各机械转动部件在整个试验过程中一切正常.
2、工作连续,处理量大,干燥机生产能力达到设计要求.
3、干燥过程温度均匀,干燥水分可控,干燥后煤泥水份达到设计要求.
4、特有的螺旋推进设计,煤泥在干燥机内不粘连、不堵塞.
九、建议
经过本次实际试验,充分显现出该干燥机在煤泥干燥领域的先进性和稳定性,建议可以将该螺旋干燥机应用于大型煤泥干燥生产,尽快发挥其性能优势,以提高经济效益,利用好宝贵的煤泥资源,解决煤泥堆放占用土地和污染环境等一系列问题,使之变废为宝.