煤去活化处理装置的制作方法

本发明涉及一种煤去活化处理装置，其利用含氧处理气体进行煤的去活化处理。

背景技术：
干馏后的煤其表面活化，容易和氧相结合，如果直接保管，则有可能会在其和空气中的氧所产生的反应热作用下发生自燃。因此，通过将干馏后的煤曝露于含氧处理气体环境中，可以首先使氧结合到该煤的表面，实现该煤的去活化，防止保管时发生自燃。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2007-237011号公报专利文献2：国际公开第95/13868号手册发明概要发明拟解决的问题此外，作为对干馏后的煤进行去活化处理的装置，研究有如下所述的煤去活化处理装置：设置有被供应干馏后的煤及处理气体的回转窑，并设置有多根进料管，其在该回转窑内在其圆周方向邻接配置，供冷却水流通。上述煤去活化处理装置通过旋转回转窑及多根进料管，利用在进料管内流通的冷却水对煤进行冷却，同时利用回转窑主体的旋转对煤进行搅拌，并且多根进料管穿过煤在回转窑内堆积而成的煤层内，将该煤抬高到煤层表面的上方，使其从上方掉落到煤层表面，借此对煤进行搅拌，从而利用处理气体对煤进行去活化处理。然而，相关业者要求上述煤去活化处理装置能更进一步有效地实施上述煤的去活化处理。根据这一情况，本发明是为了解决上述问题开发而成，其目的在于提供一种煤去活化处理装置，可以防止煤自燃，并使氧被有效地吸附到煤的表面上。

技术实现要素：
为了解决上述问题，第一发明相关的煤去活化处理装置是利用含氧处理气体进行煤的去活化的煤去活化处理装置，其特征在于，具备窑主体和进料管，所述窑主体设置为可旋转，上述煤及上述处理气体被供应到其内部，所述进料管设置为可以和上述窑主体一同旋转，并且在上述窑主体的长度方向延伸、设置，冷却水于其内部流通，在上述进料管的外周部设置有一对向其直径方向突出的叶片，以上述窑主体旋转时穿过上述煤在上述窑主体内堆积而成的煤层的方式配置上述进料管及上述一对叶片，并且以上述进料管中心轴所通过的轨迹的切线和上述一对叶片的平分线所成角为0度～40度的方式配置上述进料管及上述一对叶片。为了解决上述问题，第二发明相关的煤去活化处理装置是上述第一发明相关的煤去活化处理装置，其特征在于，以上述一对叶片中的一个与上述一对叶片的平分线所成的叶片角大于休止角的方式配置上述一对叶片。为了解决上述问题，第三发明相关的煤去活化处理装置是上述第二发明相关的煤去活化处理装置，其特征在于，上述叶片角为45度～85度。为了解决上述问题，第四发明相关的煤去活化处理装置是上述第一至第三发明中的任一个发明相关的煤去活化处理装置，其特征在于，上述叶片在上述进料管的直径方向上的最小长度为该进料管半径的5％～45％。发明效果根据本发明相关的煤去活化处理装置，通过以窑主体旋转时穿过煤在窑主体内堆积而成的煤层的方式配置进料管及一对叶片，并且以进料管中心轴所通过的轨迹的切线和一对叶片的平分线所成角为0度～40度的方式配置进料管及一对叶片，从而可以利用在进料管内流通的冷却水对煤进行冷却，同时利用窑主体的旋转对煤进行搅拌，并且利用进料管及一对叶片将规定量的煤抬高到窑主体内的煤层表面的上方，使其从上方掉落，对煤进行搅拌，使该煤和处理气体有效地接触。借此，可以防止煤自燃，并使氧被有效地吸附到煤的表面上。和进料管上未设置叶片的情况相比，可以缩短窑主体的全长，实现装置的小型化。附图说明图1是本发明相关的煤去活化处理装置的一个实施方式的概要构成图。图2是图1中的II-II向视截面放大图。图3是上述煤去活化处理装置所具备的进料管的放大图。具体实施方式以下，基于附图说明本发明相关的煤去活化处理装置的一个实施方式，但本发明并不仅限定于基于附图所说明的以下实施方式。基于图1～图3，说明本发明相关的煤去活化处理装置的一个实施方式。如图1所示，对干馏后的煤1进行去活化处理的煤去活化处理装置100具备接收干馏后的煤1的料斗101和螺旋进料器102，该螺旋进料器102的基端侧连接、设置到料斗101的出料口，是旋转上述料斗101内的上述煤1，将其从一端侧(基端侧)搬运到另一端侧(前端侧)的旋转式搬运机构。螺旋进料器102的前端侧连接到呈圆筒形的回转窑主体(窑主体)103的基端侧。回转窑主体103的基端侧通过密封装置108，和基端侧壳体111相连接。在基端侧壳体111的上部设置有用于导入处理气体13的气体接收口111a。气体接收口111a和用于供应处理气体13的处理气体供应管121的前端侧相连接。在处理气体供应管121的中途，设置有鼓风机127及加热装置128。在处理气体供应管121的基端侧，连接有用于供应空气11的空气供应管122的前端侧、及用于供应氮气12的氮供应管123的前端侧。空气供应管122的基端侧曝露于大气中。氮供应管123的基端侧和类似氮气罐等的氮供应源124相连接。在空气供应管122及氮供应管123的中途，分别设置有流量调节阀125、126。回转窑主体103的前端侧通过密封装置109a、109b，和前端侧壳体112相连接。在前端侧壳体112的上部设置有用于排出使用后的处理气体14的气体排出口112a。气体排出口112a和用于排出使用后的处理气体14的处理气体排出管131的基端侧相连接。在处理气体排出管131的中途设置有温度传感器131a。在前端侧壳体112的下部设置有用于使去活化处理后的煤(改质煤)3掉落、排出的吹射机112b。在回转窑主体103外周部的前端侧及基端侧设置有环状突条部104，突条部104由滚筒105支撑。在回转窑主体103的外周部，设置有和驱动用电动机107的齿轮107a咬合的齿轮106。借此，通过驱动用电动机107的齿轮107a旋转，回转窑主体103也随之进行旋转。上述煤去活化处理装置100进而具备冷却装置140。冷却装置140具备固定于回转窑主体103前端侧的侧壁部103a上的轴承145。冷却装置140具备设置于轴承145上的冷却水进料联箱141，其从系统外送入冷却水21。冷却水进料联箱141上连接有多根，例如8根(参照图2)用于送入冷却水21的进料管142(例如双管)。冷却装置140具备冷却水排出联箱146，用于将在进料管142中流通的、使用后的冷却水22排出到系统外。如图1及图2所示，多根进料管142在回转窑主体103内，在回转窑主体103的圆周方向上等间隔地邻接配置。多根进料管142配置在如下位置上，即回转窑主体103旋转时，即便煤2在回转窑主体103内的填充率为例如10％～15％，也会穿过煤2堆积而成的煤层内的位置上，并且以其中心轴C2和回转窑主体103的中心轴C1之间的距离D1相同的方式配置。在回转窑主体103内，多根进料管142和回转窑主体103的中心轴C1平行地延伸，从回转窑主体103的前端侧延伸到基端侧。借此，在利用供应到回转窑主体103内部的处理气体13对煤2进行去活化处理的区域中，利用在进料管142内流通的冷却水21，调节为煤2不会发生自燃的温度。多根进料管142贯穿回转窑主体103的侧壁部103a而配置。多根进料管142由配置于其长度方向多个部位上的支撑物(未图示)支撑。借此，随着回转窑主体103的旋转，多根进料管142和该回转窑主体103一同旋转。这里，参照图2及图3，对上述进料管142的规格进行说明。在图2中，A表示回转窑主体103的旋转方向。L1表示多根进料管142的中心轴C2所通过的轨迹，L2表示上述轨迹L1的切线。γ表示上述切线L2和后述平分线L3所成的锐角。在图2及图3中，L3表示后述一对叶片143、144的平分线。在图3中，L4表示煤层表面2a的左右对称线。L11表示穿过进料管142和煤层表面2a的接点P1与进料管142和煤层表面2a的左右对称线L4的接点P2的辅助线。L12、L13分别表示穿过进料管142的中心轴C2和接点P1、P2的辅助线。L21、L22分别表示穿过叶片144、143和进料管142的中心轴C2的辅助线。α是平分线L3和辅助线L21(叶片144的延长线)所成的锐角，表示叶片角，β表示平分线L3和辅助线L12所成的锐角。θ表示休止角。另外，辅助线L11、L12、L13呈以中心轴C2为顶点的等腰三角形，由于辅助线L12和煤层表面层2a成直角，因此角β的大小和休止角θ相同。如图2及图3所示，进料管142的直径方向截面呈正圆。在进料管142的外周部，设置有朝向该进料管142的直径方向突出的一对叶片143、144。和进料管142一样，上述一对叶片143、144配置在如下位置上，即回转窑主体103旋转时，即便煤2在回转窑主体103内的填充率为例如10％～15％，也会穿过煤2堆积而成的煤层内的位置上。进料管142及设置在该进料管142上的一对叶片143、144以上述角γ的角度为0度～40度的方式配置。这是因为，如果上述角γ的角度小于0度或者大于40度，则无法利用上述一对叶片143、144将煤2抬高到煤层表面2a的上方，只能利用进料管142抬高煤2。因此，和没有叶片的情况相比，利用进料管142及一对叶片143、144抬高到煤层表面2a上方的煤量增加，可以使从上方掉落到煤层表面2a上的煤和处理气体13有效地接触。进料管142及设置在该进料管142上的一对叶片143、144优选以角γ的角度和休止角θ相等的方式配置。这是因为，使上述角γ的角度和上述休止角θ(参照图3)相等时，利用进料管142及一对叶片143、144抬高到煤层表面2a上方的煤量达到最大，可以使由上述角γ的角度引起的、煤2和处理气体13的接触效率达到最好。再者，一对叶片143、144优选以上述角(叶片角)α的角度大于上述休止角θ的方式配置。这是因为，如果使上述角(叶片角)α的角度小于休止角，则利用进料管142及一对叶片143、144抬高到煤层表面2a上方的煤量相应地减少，无法使煤2和处理气体13有效地接触。上述角(叶片角)α的角度优选为45度～85度，更优选为55度～75度。这是因为，如果使上述角(叶片角)α的角度在上述范围外，则利用进料管142及一对叶片143、144抬高到煤层表面2a上方的煤量相应地减少，无法使煤2和处理气体13有效地接触。上述叶片143、144在进料管142直径方向上的最小长度Hmin优选为上述进料管142的半径的5％～45％，更优选为10％～35％。这是因为，如果上述叶片143、144的最小长度Hmin低于上述下限值，则利用上述进料管142及上述叶片143、144抬高的煤量和未设置该叶片143、144的情况相同，无法利用上述叶片143、144增加抬高到煤层表面2a上方的煤量，也就无法提高煤2和处理气体13的接触效率。另一方面，如果上述叶片143、144的最小长度Hmin高于上述上限值，则利用上述进料管142及上述叶片143、144抬高的煤量变多，进料管142自身、进料管142和叶片143、144的连接部位的相关负荷变大。再者，在上述煤去活化处理装置100中，更优选进料管142的半径r2与回转窑主体103的中心轴C1和进料管142的中心轴C2之间的距离D1满足以下关系式(1)。1/50D1＜r2＜1/10D1···(1)进料管142的半径r2为1/10D1(D1的10分之1)以上时，相对于回转窑主体103内的煤层厚度，进料管142的管径过大，煤2的流动变大，因此会促进煤2的粉化。另一方面，进料管142的半径r2为1/50D1(D1的50分之1)以下时，进料管142较细，如果不对煤2层设置大量进料管142，就无法进行热交换，这不仅会导致设备成本增加，向进料管142供应冷却水21的供应水压也变高，会消耗更多的功率。因此，通过满足上述(1)式，可以抑制煤2粉化，抑制设备成本增加及功耗增加。2r2＜D3＜6r2···(2)邻接的进料管142、142之间的距离D3为2r2(进料管142的半径r2的2倍)以下时，邻接的进料管142、142过于靠近，煤2在邻接的进料管142、142之间会发生架桥现象。另一方面，邻接的进料管142、142之间的距离D3为6r2(进料管142的半径r2的6倍)以上时，进料管142内的冷却水21和煤2的传热面积减少，因此无法确保煤2的冷却传热面积。因此，通过满足上述(2)式，可以抑制邻接的进料管142、142之间发生架桥现象，可以确保利用进料管142内的冷却水21对煤2实施冷却的传热面积。在如上所述的本实施方式中，上述处理气体供应管121、上述加热装置128、上述鼓风机127、上述空气供应管122、上述流量调节阀125、上述氮供应管123、上述流量调节阀126、上述氮供应源124、上述基端侧壳体111、上述气体接收口111a等构成处理气体供应机构。上述冷却水进料联箱141、上述进料管142、上述叶片143、144、上述轴承145、上述冷却水排出联箱146等构成作为冷却机构的上述冷却装置140。上述突条部104、上述滚筒105、上述齿轮106、上述驱动用电动机107、上述齿轮107a等构成旋转机构。上述料斗101、上述螺旋进料器102等构成煤供应机构。上述前端侧壳体112的上述吹射机112b等构成煤排出机构。上述前端侧壳体112、上述气体排出口112a、上述处理气体排出管131等构成处理气体排出机构。上述各机构、上述回转窑主体103、上述密封装置108、109a、109b等构成上述煤去活化处理装置100。接着，对上述煤去活化处理装置100的主要动作进行说明。将上述煤1供应到料斗101内后，利用螺旋进料器102，搬运到回转窑主体103内。另一方面，通过控制鼓风机127的动作，并控制流量调节阀125、126的开度，从而将空气11及氮气12通过空气供应管122及氮供应管123，供应到处理气体供应管121中。借此，空气11及氮气12混合，成为处理气体13(例如，氧浓度约为5～10％左右)。根据由温度传感器131a获得的、使用后的处理气体14的温度数据，利用加热装置128加热处理气体13，并在回转窑主体103内将温度调节为40℃～200℃，利用处理气体供应管121，通过气体接收口111a，将其供应到回转窑主体103内。驱动用电动机107的齿轮107a旋转，通过齿轮106进行传递，回转窑主体103随之旋转。随着回转窑主体103的旋转，对搬运到回转窑主体103内的煤2一边搅拌一边使其从该回转窑主体103的基端侧向前端侧移动。此时，回转窑主体103内的煤2吸附供应到回转窑主体103内部的处理气体13的氧。如此，通过吸附氧，煤2成为去活化处理后的煤(改质煤)3，并通过吹射机112b搬至系统外。虽然回转窑主体103内的煤2吸附处理气体13的氧而发热，但可以利用在进料管142内流通的冷却水21，调节为煤2不会发生自燃的温度。在回转窑主体103内用于煤2的去活化处理的、使用后的处理气体(约50℃～70℃)14沿煤2搬运方向的同一方向流通，从回转窑主体103前端侧所设置的前端侧壳体112的气体排出口112a向处理气体排出管131流通，通过该处理气体排出管131，排出到系统外。这里，在上述煤去活化处理装置100中，多根进料管142以如下方式设置在上述回转窑主体103内，即随着该回转窑主体103的旋转，和该回转窑主体103一同以该回转窑主体103的中心轴C1为中心旋转，并穿过供应到该回转窑主体103内的煤2堆积而成的煤层内，一对叶片143、144按上述规格设置于各进料管142上，因此，进而进行如下动作。即，在本实施方式中，随着回转窑主体103的旋转，多根进料管142以回转窑主体103的中心轴C1为中心，进行旋转、移动，穿过煤层时，利用进料管142及一对叶片143、144，将煤2抬高到煤层表面2a的上方，一对叶片143、144在较以休止角θ抬高煤的区域更广的范围内抬高煤2。因此，根据本发明相关的煤去活化处理装置100，通过以回转窑主体103旋转时穿过煤2在回转窑主体103内堆积而成的煤层的方式配置进料管142及一对叶片143、144，并且以进料管142中心轴C2所通过的轨迹的切线L2和一对叶片143、144的平分线L3所成角γ为0度～40度的方式配置进料管142及一对叶片143、144，从而可以利用在进料管142内流通的冷却水21对煤2进行冷却，同时利用回转窑主体103的旋转对煤2进行搅拌，并且利用进料管142及一对叶片143、144将规定量的煤2抬高到回转窑主体103内的煤层表面2a的上方，使其从上方掉落，对煤2进行搅拌，使该煤2和处理气体13有效地接触。借此，可以防止煤2自燃，并使氧被有效地吸附到煤2的表面上。和进料管上未设置叶片的情况相比，可以缩短回转窑主体103的全长，实现装置的小型化。其他实施方式另外，在多根进料管142上分别设置的一对叶片143、144所成的叶片角α的角度并不仅限一种，也可以制成叶片角α的角度为两种以上的煤去活化处理装置。以上使用具备8根进料管142的煤去活化处理装置100进行了说明，但进料管的数量并不仅限于8根，也可以制成具备7根以下或9根以上进料管的煤去活化处理装置。符号说明1、2、3煤11空气12氮气13、14处理气体21、22冷却水100煤去活化处理装置101料斗102螺旋进料器103回转窑主体(窑主体)104突条部105滚筒106齿轮107驱动用电动机107a齿轮108密封装置109a、109b密封装置111基端侧壳体111a气体接收口112前端侧壳体112a气体排出口112b吹射机121处理气体供应管122空气供应管123氮供应管124氮供应源125、126流量调节阀127鼓风机128加热装置131处理气体排出管131a温度传感器140冷却装置141冷却水进料联箱142进料管143、144叶片145轴承146冷却水排出联箱A回转窑主体的旋转方向C1回转窑主体的中心轴C2进料管的中心轴D1回转窑主体中心轴和进料管中心轴之间的距离D3邻接的进料管之间的距离Hmin叶片最小长度L1进料管中心轴的轨迹L2进料管中心轴的轨迹的切线L3一对叶片的平分线L4煤层表面的左右对称线L11辅助线L12、L13进料管半径方向的线L21、L22叶片的辅助线P1、P2接点r1回转窑主体的半径r2进料管的半径α叶片角θ休止角β线L3和线L12所成的角