一种微波热风联合干燥褐煤的装置和方法与流程

本发明属于褐煤干燥领域，特别涉及一种微波热风联合干燥褐煤的装置和方法。

背景技术：

褐煤属于低品质煤，由于孔隙和表面发达，故吸水性强，自身水分高(20～50%)。燃烧烟雾大、热值低，易风化和自燃等自身缺陷，不便于贮存和运输，在很大程度上限制了其有效转化利用，严重制约其经济效益与竞争性。为了清洁、高效的利用褐煤资源，降低利用成本，对褐煤进行燃烧前的脱水提质改性是必不可少的步骤。

目前，国内外常规的褐煤干燥方法主要为流化床或旋转干燥方法，普遍存在以下缺点：①只能去除褐煤外在水分，不易干燥内在水和毛细水，干燥成品易发生水分复吸；②易出现引燃粉煤事故，存在燃烧甚至爆炸的危险；③干燥设备结构复杂，耗能大，占地面积大，且设备造价高；④褐煤末和块的含水量不均匀，干燥不均匀。微波干燥速率快，选择性好，穿透性强，可即停即用，是一种环境友好型的褐煤干燥方式。

专利号为cn102564095公开了“一种低压过热蒸汽干燥褐煤的装置和方法”，采用蒸汽自下而上运动，褐煤自上而下运动的方式进行干燥，其工艺复杂、工艺条件严格，存在日处理量低、干燥不均匀的缺点。专利号为cn102207350b公开了“一种微波流化干燥褐煤的方法”，此方法是将原料褐煤先经过通有热风的微波装置进行预干燥，再经过通有热风的流化床装置进行流化干燥，实现对褐煤的干燥过程。但是该专利方法流程复杂，设备占地面积大，两次热风的流程植入，能耗高和工业成本高。

为了达到预期的节能环保、降耗和有效提质的目的。因此，开发一种工艺方法简单，安全，低能耗，脱水率高且不复吸水的褐煤干燥技术，对于褐煤的工业化应用是极具实际意义的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种微波热风联合干燥褐煤的装置和方法，采用微波热风联合干燥技术与振动筛结合，减少作业过程中环境污染问题，提高褐煤的干燥速率和水分去除率，可连续处理褐煤，增加日处理量，实现规模化应用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种微波热风联合干燥褐煤的装置，其特征在于，包括：进料装置、振动传动机构(13)、热风发生装置、微波发生装置(7)、干燥腔体(11)、测温系统和尾气处理装置(10)，所述进料装置包括进料斗(4)和螺旋进料器(5)，所述热风发生装置包括鼓风机(1)和热风炉(2)，所述干燥腔体(11)的上方设有1个以上微波发生装置(7)和1个以上排气口(6)，腔体内设有保温层和可屏蔽微波的金属外壳，所述振动传动机构(13)与腔体外部的振动电机(12)相连接，其末端设有可抽动的挡板(18)和出料口(19)，最后干燥后的褐煤收集到成品煤仓(20)。

所述微波发生装置(7)进一步包括交流电源(21)、磁控管(22)、微波波导管(23)和天线(24)，所述微波发生装置(7)可调节频率和功率，功率为1~20kw，频率为915±50mhz或2450±50mhz。

所述振动传动机构(13)进一步包括传动电机(25)、主动传动辊(26)、振动筛面(27)、传送带(28)、底板(29)、支架(30)和从动传动辊(31)，所述振动传动机构(13)具有一定的倾斜角，其下端设有减震弹簧(15)和支撑座(16)，所述振动筛面(27)为耐磨筛面。

所述测温系统进一步包括红外测温探头(8)和数字显示测温仪(9)。

所述干燥腔体(11)中的热风流动方向与原料褐煤的输送方向互逆。

所述热风发生装置提供的热风温度为80～220℃，氧含量20%以下。

所述尾气处理装置(10)内设有空气过滤器，经常规技术气固分离和脱水处理后的尾气，通过分气阀(3)循环回热风发生装置，余热回收，将固体回收到成品煤仓(20)中。

此外，本发明作为微波热风联合干燥褐煤的方法，可包括步骤：

1)将原煤粉碎，经筛分处理得到煤样；

2)将步骤1)得到的煤样通过进料斗加入螺旋进料器，在螺旋叶片的搅拌下连续向微波干燥腔体中供给；

3)开启热风发生装置和微波发生装置，向微波干燥腔体提供热风和微波，并调节所述热风发生装置的温度和所述微波发生装置的功率和频率；

4)开启测温装置，对微波干燥腔体进行实时测温；

5)通过振动传动机构振动并传送，微波热风联合对供给到所述微波干燥腔体的褐煤进行干燥；

6)将步骤5)干燥得到的成品，通过活动挡板收集到成品煤仓；

7)蒸汽由微波干燥腔体上部的一个以上的排气口向尾气处理装置供给，处理后的蒸汽回收到热风发生装置，所得固体回收到成品煤仓中。

所述的微波热风联合干燥褐煤的方法，其特征在于，所述步骤1)中经粉碎筛分处理的煤样粒度≤3mm。

所述的微波热风联合干燥褐煤的方法，其特征在于，所述步骤3)中热风发生装置的温度为80~220℃，氧含量20%以下。

所述的微波热风联合干燥褐煤的方法，其特征在于，所述步骤3)中微波发生装置的功率为1~20kw，频率为915±50mhz或2450±50mhz，干燥时间为2~20min。

所述的微波热风联合干燥褐煤的方法，其特征在于，所述步骤4)中测温装置量程为-30~650℃。

所述的微波热风联合干燥褐煤的方法，其特征在于，所述步骤5)中热风流动方向与原料褐煤的输送方向互逆，且热风水平运动至倾斜的振动传动机构后变为向上的运动趋势，利于蒸汽排出。

所述的微波热风联合干燥褐煤的方法，其特征在于，整个干燥过程为连续式。

本发明的有益效果：

1、本发明提供一种微波热风联合干燥褐煤的装置，装置结构简单，投资成本低，占地面积小，操作效率高，可实现连续生产。

2、本发明装置中，利用微波能对褐煤中的水分进行选择性加热，解决了传统干燥技术不能深度干燥的问题，有利于保持褐煤基质的完整性，微波干燥过程中传质传热的方向一致，由褐煤基质内部到表面，结合热风干燥，干燥速率大大加快。

3、本发明装置采用具有一定倾斜角的振动传动机构装置，解决了物料在传送过程中易堵料的问题，使得物料在整个干燥过程中增加了气固接触面积，且热风与物料的运动方向互逆，充分换热，干燥效果更均匀，热风水平运动至倾斜的振动传动机构后变为向上的运动趋势，利于蒸汽排出。

4、热风携带水蒸气在腔体内流动，避免了微波干燥褐煤过程中易出现打火和燃烧的安全隐患。

5、微波热风联合干燥时，褐煤中析出的微量的煤焦油在其表面凝结堵塞毛细孔，从而降低褐煤的亲水性，达到褐煤干燥提质的效果。

6、干燥温度低，能量的利用率高，降低了能耗，安全性高，环境污染小。

附图说明

图1为本发明微波热风联合干燥褐煤的装置结构示意图；

图2为微波发生器示意图；

图3为振动传动机构示意图；

其中：1为鼓风机，2为热风炉，3为分气阀，4为进料斗，5为螺旋进料器，6为排气口，7为微波发生装置，8为红外测温探头，9为数字显示测温仪，10为尾气处理装置，11为干燥腔体，12为振动电机，13为振动传动机构，14为保温层，15为减震弹簧，16为支撑座，17为金属外壳，18为挡板，19为出料口，20为成品煤仓，21为交流电源，22为磁控管，23为微波波导管，24为天线，25为传动电机、26为主动传动辊，27为振动筛面，28为传送带，29为底板，30为支架，31为从动传动辊。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段易于明白了解，下面，参照附图，结合具体实例对本发明的技术方案作进一步的说明，但本发明不局限于下述实施例。

实施例1

如图1所示，一种微波热风联合干燥褐煤的装置，包括：进料装置、振动传动机构(13)、热风发生装置、微波发生装置(7)、干燥腔体(11)、测温系统和尾气处理装置(10)，所述进料装置包括进料斗(4)和螺旋进料器(5)，所述热风发生装置包括鼓风机(1)和热风炉(2)，所述干燥腔体(11)的上方设有1个以上微波发生装置(7)和1个以上排气口(6)，腔体内设有保温层和可屏蔽微波的金属外壳，所述振动传动机构(13)与腔体外部的振动电机(12)相连接，其末端设有可抽动的挡板(18)和出料口(19)，最后干燥后的褐煤收集到成品煤仓(20)，虚线箭头表示气体的运动方向，实线箭头表示物料的运动方向。

如图2所示，所述微波发生装置(7)进一步包括交流电源(21)、磁控管(22)、微波波导管(23)和天线(24)，所述微波发生装置(7)可调节频率和功率。

如图3所示，所述振动传动机构(13)进一步包括传动电机(25)、主动传动辊(26)、振动筛面(27)、传送带(28)、底板(29)、支架(30)和从动传动辊(31)，所述振动传动机构(13)具有一定的倾斜角，其下端设有减震弹簧(15)和支撑座(16)，所述振动筛面(27)为耐磨筛面。

所述测温系统进一步包括红外测温探头(8)和数字显示测温仪(9)。

所述干燥腔体(11)中的热风流动方向与原料褐煤的输送方向互逆。

所述热风发生装置提供的热风温度为80～220℃，氧含量20%以下。

所述尾气处理装置(10)内设有空气过滤器，经常规技术气固分离和脱水处理后的尾气，通过分气阀(3)循环回热风发生装置，将固体回收到成品煤仓(20)中。

一种微波热风联合干燥褐煤的方法，采用的褐煤煤样为云南昭通褐煤，包括以下步骤：

1)将原煤粉碎，经筛分处理得到煤样粒度为≤1mm；

2)将步骤1)得到的煤样通过进料斗加入螺旋进料器，在螺旋叶片的搅拌下连续向微波干燥腔体中供给；

3)开启热风发生装置和微波发生装置，向微波干燥腔体提供热风和微波，并调节所述热风发生装置的温度为100℃和所述微波发生装置的功率为2000w和频率为2450mhz；

4)开启测温装置，对微波干燥腔体进行实时测温；

5)通过振动传动机构振动并传送，微波热风联合对供给到所述微波干燥腔体的褐煤干燥6min；

6)将步骤5)干燥得到的成品，通过活动挡板收集到成品煤仓；

7)蒸汽由微波干燥腔体上部的一个以上的排气口向尾气处理装置供给，处理后的蒸汽回收到热风发生装置，所得固体回收到成品煤仓中。

通过此微波热风联合干燥褐煤的装置和方法，褐煤脱水率可达80%以上。

实施例2

微波热风联合干燥褐煤的装置结构同实施例1。

一种微波热风联合干燥褐煤的方法，采用的褐煤煤样为云南昭通褐煤，包括以下步骤：

1)将原煤粉碎，经筛分处理得到煤样粒度为≤2mm；

2)将步骤1)得到的煤样通过进料斗加入螺旋进料器，在螺旋叶片的搅拌下连续向微波干燥腔体中供给；

3)开启热风发生装置和微波发生装置，向微波干燥腔体提供热风和微波，并调节所述热风装置的温度为120℃和所述微波发生装置的功率为1000w和频率为915mhz；

4)开启测温装置，对微波干燥腔体进行实时测温；

5)通过振动传动机构振动并传送，微波热风联合对供给到所述微波干燥腔体的褐煤干燥8min；

6)将步骤5)干燥得到的成品，通过活动挡板收集到成品煤仓；

7)蒸汽由微波干燥腔体上部的一个以上的排气口向尾气处理装置供给，处理后的蒸汽回收到热风发生装置，所得固体回收到成品煤仓中。

通过此微波热风联合干燥褐煤的装置和方法，褐煤脱水率可达85%以上。

实施例3

微波热风联合干燥褐煤的装置结构同实施例1。

一种微波热风联合干燥褐煤的方法，采用的褐煤煤样为云南昭通褐煤，包括以下步骤：

1)将原煤粉碎，经筛分处理得到煤样粒度为≤3mm；

2)将步骤1)得到的煤样通过进料斗加入螺旋进料器，在螺旋叶片的搅拌下连续向微波干燥腔体中供给；

3)开启热风发生装置和微波发生装置，向微波干燥腔体提供热风和微波，并调节所述热风发生装置的温度为150℃和所述微波发生装置的功率为4000w和频率为915mhz；

4)开启测温装置，对微波干燥腔体进行实时测温；

5)通过振动传动机构振动并传送，微波热风联合对供给到所述微波干燥腔体的褐煤干燥4min；

6)将步骤5)干燥得到的成品，通过活动挡板收集到成品煤仓；

7)蒸汽由微波干燥腔体上部的一个以上的排气口向尾气处理装置供给，处理后的蒸汽回收到热风发生装置，所得固体回收到成品煤仓中。

通过此微波热风联合干燥褐煤的装置和方法，褐煤脱水率可达90%以上。