一种立式高温环保型煤烘干炉的制作方法

本发明涉及一种型煤烘干炉，特别是涉及一种立式的型煤专用烘干炉，更特别地涉及一种立式高温环保型煤专用烘干炉。此外，本发明还涉及所述型煤烘干炉在型煤烘干中的用途，以及型煤烘干方法。

背景技术：

目前，在京津冀治理大气雾霾的背景下，我国型煤产业，尤其是民用型煤的推广正如火如荼地进行。2017年河北省计划推广型煤量约为800万吨左右。随着型煤产业的不断发展，生产线的不断建立，使用型煤烘干炉必然是提高产量的重要方向。

现有技术通常使用卧式烘干炉和立式烘干炉。

现有卧式烘干炉存在的缺点是：(1)风量小，仅为2-10万m³/h热烟气；(2)热风沿着产品层之间进行穿梭，煤对热量的吸收效率低，烘干效率低；(3)热烟气沿着型煤流表面走，型煤产品的表面烘干程度高，内部型煤产品烘干程度低，造成产品质量不均匀；(4)炉内温度高，机械润滑程度低，链条或翻板承载型煤压力大，易导致链条或者网带走偏和断裂，被迫停车；(5)由于炉内承载力有限，网带和翻板难以加宽，也不能将转速提高，整体产量较低，大多为5-15t/h。

鉴于上文所述的卧式烘干炉的缺点，立式型煤烘干炉依靠其特有的产量大、投资低、热效率高等优势，在越来越多的企业中得到推广和应用。我国目前应用的型煤烘干炉约有400台左右，其中立式烘干炉有250余台，预计未来仍有500余家型煤企业会选用立式烘干炉。

一般来说，烘干型煤所需的热量是恒定的，但操作过程中温度一直难以提高，因此被迫使用大风量进行烘干，因此立式烘干炉在操作过程中易出现诸多状况：(1)着火问题突出，一旦温度高于100℃，则很容易导致内部温度积聚，致使着火事故频发；(2)粉尘问题严重，型煤向下运动过程中，相互摩擦导致的粉尘外溢现象非常严重；(3)粉尘问题容易导致炉体部分风道被堵塞，致使布风不均匀，产品水分含量高低差异较大，而湿型煤在运动过程中易碎又加剧了粉尘的问题，并且严重影响了产量；(4)型煤产品烘干不均匀使得企业不得不提高烘干时间，在影响产量的同时，也显著提高了着火的可能性；(5)粉尘问题导致生产厂房的环境状况显著恶化。

因此，高效、环保、大产量的型煤专用立式烘干炉的研究和开发越来越受到重视。该类烘干炉的研究和开发，可以充分缓解当前民用型煤生产线产量低、效率低、生产条件恶劣、着火事故频发的状况，其开发和应用是未来发展的重要方向。

现有技术已经提出了一系列烘干炉：

CN201620211471.1公布了一种立式间歇换热烘干炉，所述炉体内部传热介质与型煤不直接接触，而通过间接换热进行烘干，烟气由下自上进行输送，烟气温度可控制较高。

CN201620074649.2公布了一种立式直接换热烘干炉，与传统烘干炉不同，内部设置了类似于多层填料塔式的布风板，降低了型煤机械运动过程中造成的磨损，烟气温度较低。

CN201320476298.4公布了一种立式圆形烘干炉，其内部设置了螺旋结构，使其下料方式有着显著的优势。

CN201220031892.8公布了一种斜体的防失火烘干炉，烘干炉内型煤通道为倾斜状，其产品排料装置为流量控制滚筒，可控制型煤产品的排料速度，避免了积料。该专利的烘干炉仍然存在型煤易卡在滚筒与料仓之间，从而导致电机过载或型煤粉碎的问题。此外，该烘干炉的型煤通道和供气层并列设计，烟气与型煤并不互相接触，属于间接换热类型，换热效率低下。同时该烘干炉的产量较低。此外，该专利需要使用流量控制滚筒来排料，使设备变得复杂和难以维修，此外还增加了动力和设备成本。

CN200820049249.1公布了一种斜底式的烘干炉，类似于炭化装置，其排料通过底部的坡度进行自动移动，布风方式也较为特殊。

CN200620068442.0公布了一种立式烘干炉，其内部布料分了多层，分别设置了斜体和竖向布风板，排料方式接近传统烘干炉，烟气温度约为90-120℃。

上述现有技术的烘干炉仍存在烘干温度低、产量低、积料、存在着火可能以及热效率低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种新型立式高温环保型煤烘干炉，其能克服上述现有技术烘干炉的缺点。具体地，本发明涉及一种新型立式高温环保型煤烘干炉，其主要体现在炉体结构有着显著的不同，显著改善了操作工况，包括改善了型煤运动方式、型煤承压、烘干温度、风量、入料方式等技术，基本解决了物料运动积聚、粉尘产生、烘干时间长、余热回收量大、烘干不均匀，炉体体积大等立式和卧室窑炉的关键技术瓶颈。

本发明烘干炉的布料口设置为多个布料口，优选为2-3个布料口。与现有技术的一个物料口和配套物料分布器不同，物料在入料前就已经被分成了多份，有效地遏制了布料不均匀的问题，由此使得型煤在炉体内堆积和分布相对均匀，在一定程度上使得物料压力分布均匀，从而减少了型煤因堆积所导致的破碎，更保障了物料在向下运动中的速度均匀。

在本发明的烘干炉中，在布料管外侧和布料管之间设置有废气回收管，每节箱体设置废气抽口，抽风口抽出的废气经过除湿装置，60-80％的热风返回至热风炉进行再次配风，以实现回收热量。

本发明烘干炉的箱体高度仅约1.0-1.5米，相比市场上箱体高度为3米的烘干炉，本发明烘干炉底部的型煤承重降低。同时，箱体为与水平面成约2045°角的斜体，将型煤之间的压力全部由型煤承担变为由箱体承担部分分力，从而使得箱体底部型煤承受的重量进一步降低约30-66％。相比市场上的烘干炉，本发明烘干炉底部型煤的承重大大降低，有效地减少了物料运动的摩擦力，从而降低了粉尘量，进而减少了着火可能性，此外还有效地改善了因压力产生的物料积聚造成的型煤破碎和出料不均。

本发明烘干炉的布风管路设计了三条通道，并且都为三角形，其目的是利用形状调整了布风管内部的风压和风量，更调整了在不同的布风孔位置的布风量和压力。供风管底部风量和压力大，使得同水平的型煤产品受热程度最高，供风管顶部风量和压力低，使得同水平型煤产品受热程度最低。

本发明烘干炉的布风板设计使得上部为矩形，在对应于箱体从下部计为1/3-1/2的高度处，该布风板以两个倒梯形的形式收窄，由此在布风板的下部，在该布风板与炉壁之间、两个收窄的倒梯形之间形成三角形的布风管路。优选地，所述两个倒梯形的形状相同。布风板下部(对应于从倒梯形的底部至倒梯形高度1/2处)风量较大，但布风口较少，使其风速显著提高，从而使其进入型煤仓时具有较高的动能。布风板中部(对应于倒梯形高度1/2处至倒梯形的顶部)风量较小，布风口较多，使更多的风量进入型煤仓，适当提高热辐射强度。上部(对应于布风板的矩形上部)不设置布风孔，目的是降低风量和风压，从而使中部和底部的热风向压力较低的上部进行扩散。对于箱体底部的型煤来说，烟气温度为180-200℃，物料温度为140-160℃，对于箱体中部的型煤来说，烟气温度为140-180℃，物料温度为100-140℃，对于箱体上部的型煤来说烟气温度为100-140℃，但物料温度仅为60-100℃。总体上实现了温度梯度场的重新布局，使得型煤的加热更均匀，避免了局部热点，由此减少着火可能性，更实现了热量的梯级利用，使得热效率提高，缩短型煤的加热时间，减少着火可能性。

在本发明烘干炉中，型煤向下运动，但箱体上方设置了较大体积的废气回收管，总体上为负压，气体的流向总体上是向着压力低的方向运动，因此热风由底部逆流向上沿着压力低的废气回收管运动。这一设计降低了出料口的风量，有效的改善了出料口的扬尘工况，更重要的是可以将废气有效的集中起来并循环至热风炉回收利用，降低了能耗。

在本发明中，“较大体积”是相对于现有技术的烘干炉而言，与现有技术的烘干炉相比，本发明烘干炉的废气储存室和废气回收管体积高10-80％，优选高15-60％，更优选高20-40％。

此外，本发明烘干炉通过布风管路和下料口的构造布局，使下料口收窄的位置向上提高至箱体1/3-1/2处(从箱体下部计)，而此位置上部型煤量较少，压力较低，可显著降低其积料和卡料。虽然使物料下行通道逐级变窄，但箱体侧板收口角度与XZ平面(其中X轴为烘干炉的纵向，Y轴为烘干炉的横向，Z轴为烘干炉的竖向)成15-25°角，优选15-22°，更优选16-20°，例如19°的角，远远小于现有技术装置的30°角，避免了物料运动路径长短不一，可保障物料均匀的向下溜行，而下料口收口与XZ平面成5-15°，例如3-15°，优选5-12°，更优选8-12°，例如10°的角，也就是说物料运动至此处，通道反而更宽敞，更避免了底部积料的问题。更避免了下料口物料架桥的问题，从而整体上避免了积料和物料下行速度不一致的问题。下料速度一致，有利于解决烘干物料不均匀，进一步改善部分物料停留时间过长进而导致着火问题。而且无需使用额外的下料装置，使得操作更简单，成本更低。

本发明的烘干炉由于同时设置了多个布料口，使其物料分布较为均匀，而箱体为倾斜式设计，在型煤向下运动过程中有效的降低了重力压力，从而降低了摩擦力，使得粉尘产生量显著降低。另外布风管路和布风孔的特殊结构设计，使得型煤烘干强度变得均匀有序。下料收窄处的提高，有效的解决了出料速度不一致的问题，解决了积料问题。粉尘和积料问题的解决，使得着火的可能性大大降低，进而可将炉温设计提高为200℃。根据实验室结果，烘干时间为1h，相比市场上的90-120℃、烘干时间为4h的烘干窑，时间节约75％。也就是说一个箱体的产量提高了4倍。另外，由于设置了废气循环回收，降低了总体风量，也将余热进行了回收，热效率可提高20％。

对本发明烘干炉中所使用的钢板材料没有特别的限制，其可为任何市售的钢板，推荐使用锅炉钢板，所述厚度为8mm。

此外，本发明还涉及所述型煤烘干炉在型煤烘干中的用途，以及使用本发明的烘干炉烘干型煤的方法。在本发明的方法中，烘干温度可为150-200℃，优选160-200℃，更优选170-200℃，最优选180-200℃，甚至更优选190-200℃。

附图说明

图1为本发明一个实施方案的烘干炉的透视图；

图2为本发明一个实施方案的烘干炉的主视图；

图3为本发明一个实施方案的烘干炉的侧面剖视图；

图4为本发明一个实施方案的烘干炉的布风板的示意图。

在各图中，各附图标记具有如下含义：

1.废气回收口

2.废气抽口

3.布料口

4.箱体

5.布风口

6.布风管路

7.下料口

8.振动板

9.弹簧

10.底座

11.布风板

12.炉壁

具体描述

下文参照附图具体描述本发明烘干炉的具体实施方案。需要指出的是，这是实施方案仅仅是出于更清楚地阐述本发明的目的给出的，不能视为是对本发明范围的限制。

参照图1，本发明的烘干炉具有位于上部的布料口3，位于布料口下方的布风板11，两个相邻的布风板之间的空间限定出了箱体4。由布料口3供入的待烘干型煤进入箱体4中。本发明烘干炉的上部设置了较大空间的废气空间和废气回收管，总体上为负压，因此气体的流向总体上是向着压力低的方向运动，热风由底部逆流向上沿着压力低的空间运动。这一设计使得热量全部被湿型煤吸收，实现了热量的逐级利用，同时降低了出料口的风量，有效的改善了出料口的扬尘工况，更重要的是可以将废气有效的集中起来并循环至热风炉回收利用，降低了能耗。

布风板上设置有布风口5。布风口5的形状没有特别的限制，例如其可为狭缝状、孔状等。布风口5的排布没有特别的限制，例如为水平排布、垂直排布、水平和垂直交错排布、或者倾斜排布等。

当烘干型煤时，热风由布风管路6经布风口5吹入箱体4中，从而烘干其中的型煤。

当型煤烘干后，型煤经由下料口7排出。

此外，本发明的烘干炉的每节箱体设置废气抽口2，抽出的废气经废气抽口2经过除湿装置，60-80％的热风返回至热风炉进行再次配风，以回收热量。

参照图2，本发明烘干炉的箱体4与水平面(即图1中的XY平面)成约20-45°的斜角，从而使得箱体底部型煤承受的重量进一步降低约30-66％，相比现有技术的烘干炉，底部型煤承重大大降低，有效的减少了物料运动的摩擦力，从而降低了粉尘量，有效的改善了因压力产生的物料积聚造成的出料不均。

参照图3，本发明烘干炉的布料口3设置为多个布料口，优选为2-3个布料口(其中图3仅示出了3个布料口)。与现有的一个物料口和配套物料分布器不同，物料在入料前就已经被分成了多份，有效地遏制了布料不均匀的问题，由此使得型煤均匀烘干。

从图3可以看出，本发明烘干炉通过布风管路6和下料口7的构造布局，使下料口7收窄的位置向上提高至箱体4的约1/3-1/2处(从箱体下部计)，而此位置上部型煤量较少，压力较低，可显著降低其积料和卡料的现象。虽然物料下行通道逐级变窄，箱体下部侧板与XZ平面成15-25°角，优选15-22°，更优选16-20°，例如19°的角，收口角度远远小于现有技术装置的30°角，避免了物料运动路径长短不一，可保障物料均匀的向下溜行，而下料口收口与XZ平面成5-15°，例如3-15°，优选5-12°，更优选8-12°，例如10°的角，也就是说物料运动至此处，通道反而更宽敞，更避免了底部积料的问题。更避免了下料口物料架桥的问题，从而整体上避免了积料和物料下行速度不一致的问题。下料速度一致，有利于解决烘干物料不均匀，进一步改善部分物料停留时间过长进而导致着火问题。而且无需使用额外的下料装置，使得操作更简单，成本更低。

图4是本发明烘干炉布风板11的示意图。本发明烘干炉的布风板11设计使得上部为矩形，在对应于箱体4从下部计为1/3-1/2的高度处，该布风板11以两个倒梯形的形式收窄，由此在布风板的下部，在该布风板11与炉壁12之间、两个收窄的倒梯形之间形成三个布风管路6。优选地，所述两个倒梯形的形状相同。布风板11的底部(对应于倒梯形的底部)风量较大，但布风口较少，使其风速显著提高，增加了其进入型煤仓时具有较高的动能。中部(对应于倒梯形的上部)风量较小，布风口较多，使更多的风量进入型煤仓，适当提高热辐射强度。上部(对应于布风板的矩形上部)不设置布风孔，目的是降低风量和风压，从而使中部和底部的热风向压力较低的上方进行扩散。

实施例

在下文实施例中，使用如下本发明的型煤烘干炉：高度为1.5米、具有三个进料口、箱体与水平面成45°的斜角、箱体侧板收窄的位置向上提高至箱体4的1/3处、箱体侧板收口角度与XZ平面呈19°角，而下料口收口与XZ平面呈10°角。

与之对比，使用高度为3米，仅具有一个进料口，箱体与水平面垂直，侧板箱体收窄的位置位于箱体4的1/2处，收口角度与XZ平面呈19度角，而下料口收口与XZ平面呈30度角的市售型煤烘干炉。

将待烘干的型煤分别加入本发明的型煤烘干炉和市售型煤烘干炉中，发现在本发明的型煤烘干炉中，烘干温度可最高升至200℃，在该温度下的烘干时间为1h。与此相对照，市售型煤烘干中的烘干温度最高仅可升至120℃，在该温度下的烘干时间为4h。

由此可见，与市售型煤烘干炉相比，使用本发明的型煤烘干炉可大大提高型煤烘干温度，从而缩短烘干时间，提高效率。

此外发现，与使用市售型煤烘干炉相比，使用本发明的型煤烘干炉使得粉尘量减少了大约60-80％。

由此可见，当使用本发明的型煤烘干炉时，可大大提高炉温，缩短烘干时间，且使得粉尘量大大减少，由此使得着火的可能性大大降低。

具体地，本发明涉及如下方面：

1.一种型煤烘干炉，其包括具有位于上部的布料口(3)，位于布料口下方的布风板(11)，两个相邻的布风板(11)之间的空间限定出了箱体(4)，其特征在于：箱体(4)与水平面成约20-45°的斜角。

2.如第1项所述的型煤烘干炉，其特征在于：在对应于箱体4从下部计为1/3-1/2的高度处，布风板(11)以两个倒梯形的形式收窄，由此在布风板的下部，在该布风板(11)与炉壁(12)之间、两个收窄的倒梯形之间形成三角形的布风管路(6)。

3.如第1或2项所述的型煤烘干炉，其特征在于：布风板(11)的底部风量较大，但布风口较少；中部风量较小，但布风口较多；上部不设置布风孔。

4.如第1-3中任一项所述的型煤烘干炉，其特征在于：箱体侧板收口角度与XZ平面成15-25°的角，而下料口收口与XZ平面成5-15°的角。

5.如第1-4中任一项所述的型煤烘干炉，其特征在于：所述烘干炉的每节箱体(4)设置有废气抽口(2)，抽出的废气经废气抽口(2)经过除湿装置，60-80％的热风返回至热风炉进行再次配风。

6.如第1-5中任一项所述的型煤烘干炉，其特征在于：布料口(3)设置为多个布料口，优选为2-3个。

7.如第1-6中任一项所述的型煤烘干炉，其特征在于：所述烘干炉的箱体(4)高度为约1.0-1.5米；在箱体(4)上部设置较大空间的废气空间和废气回收管，其总体上为负压。

8.如第1-7中任一项所述的型煤烘干炉在型煤烘干中的用途。

9.一种烘干型煤的方法，其中使用如第1-8中任一项所述的型煤烘干炉。

10.如第9项所述的方法，其中烘干温度为150-200℃，优选160-200℃，更优选170-200℃，最优选180-200℃，甚至更优选190-200℃。