專利名稱：一種新穎褐煤脫水設備的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一 種用于降低褐煤的含水量的新穎脫水設備，其目的是為了褐煤的長途運輸、進一步加工、直接燃燒，或任何其它應用。本實用新型涉及褐煤機械壓榨脫水技術領域，對高含水量褐煤的提質提供了一種節能減排的方法。
背景技術：
富含水的低品質褐煤是煤化程度較低的煤種，褐煤的資源量約占世界煤炭資源總量的1/3，儲量較多的國家有中國、澳大利亞、德國、俄羅斯和美國，中國的褐煤資源主要分布在內蒙古、云南等地區。褐煤具有含水量高、密度低、易自燃的特點，這些特點使得褐煤不便于長途運輸，其利用價值受到較大影響，近年來隨著煤炭資源的儲量及供應日趨緊張，加之褐煤多數為淺礦層，其開采成本較低，因此褐煤的利用被日益重視起來。褐煤的高水份使之直接用于電廠發電的熱效率很低，且排放大量溫室氣體，大量的水份也使得長途運輸褐煤很不經濟。因此，迫切需要開發高效的褐煤干燥/脫水技術和設備。多年來，各種各樣的包括汽化類的干燥技術和非汽化類的脫水技術已被建議、研究和開發。與汽化類的干燥技術相比，由于水是以液態形式脫除，無需耗費汽化潛熱，非汽化類的脫水技術更具經濟性。另外，低能耗也導致排放較少的溫室氣體。褐煤是煤化程度較低的年輕煤種，在褐煤豐富的微孔和毛細孔中存在著高達70%的水份。常規的汽化類褐煤干燥技術都是用大量的熱能加熱褐煤，使水汽化，從而與煤分離。為了降低能耗和減排，一些非汽化類的褐煤脫水技術已經在實驗室和小試規模被研究開發，這些技術包括水熱脫水，機械-熱力脫水和機械脫水。如澳大利亞專利說明書199712501 (專利號707679)披露的一種擬議的機械-熱力脫水系統。機械壓榨是一種潛在的高能效脫水技術，其脫除相同量的水份所需能量，在理論上只需不到汽化干燥所需能量的百分之一。由于一些水溶性灰份隨水脫除，機械壓榨脫水也可提聞煤質。機械壓榨脫水技術是施加機械壓力，向透水過濾面壓榨褐煤，從而取得固液分離的目的.褐煤的機械壓榨脫水的機理早已被廣泛研究，包括Banks P. J. and BurtonD.R. (’Press dewatering of brown coal’， Part I, Drying Technology 1989), MuraseT. et al. (’Press dewatering of brown coal’，Part 2, Drying Technology 1989),和其他研究者.過去的這些研究都是在實驗室規模的裝置中進行的.由于放大這些實驗裝置和實現連續運行的困難，至今還無實踐可行的機械壓榨技術用于褐煤脫水。對上述之前的技術建議和產品的描述和提及不是作為也不得解釋為對上述澳大利亞公開文件中所描述的一般知識的聲明或承認。
發明內容本實用新型的目的是提供一種有效且相對經濟的用于降低褐煤含水量的設備。[0010]本實用新型的主要目的是提供一種實用且可放大的設備，利用機械壓榨手段脫除褐煤中的大量水份。該裝置的能耗應僅為傳統的汽化類干燥技術所需消耗能量的極小百分比。本實用新型還應能連續運轉，至少可以實現連續的批量運行，以實現高生產吞吐量。本實用新型還有一個主要目的是通過中等機械壓力脫除高達50%的含水量。將本實用新型和采用其它技術的深度干燥過程相結合，整個干燥過程的總能量消耗可以降低高達50%，相應地，整個干燥過程產生的溫室氣體也可以減低高達50%。為此，本實用新型采用以下技術方案一種褐煤脫水設備，包括·將褐煤輸送至壓榨工作站的裝置，壓榨工作站設有至少一個壓榨室且每個壓榨室包括至少一個透水壁或透水部分；利用密閉供料系統將預定數量褐煤輸送至壓榨室的裝置；將機械壓力施加于所述至少一個壓榨室中褐煤的裝置；在壓榨室中利用機械壓力將水份壓榨出褐煤，并使水穿過透水壁或透水部分的
裝置；釋放機械壓力和打開壓榨室的裝置；將脫水褐煤機械式排出壓榨室以用于進一步加工和使用的裝置；通過清潔保持所述壓榨室壁或透水部分的透水性的裝置。優選地，所述設備還包括通過改變液壓機橫梁的配置而構造壓榨室的裝置，所述橫梁安裝了或確定了構成壓榨室壁的部件。優選地，所述施加機械壓力的裝置包括液壓機，其中壓榨室至少有一個壁經液壓驅動可以選擇性移動，將機械壓力施加于壓榨室中的褐煤。優選地，壓榨室相對的兩個壁相對于周邊的壓榨室壁可以移動。在本實施方式中，所述釋放機械壓力和打開壓榨室的裝置也可以包括將其中一個移動壁移出壓榨室的裝置，從而產生開口，其特征在于，另一個移動壁可以相對進一步移動進入壓榨室，將脫水褐煤通過所述開口排出壓榨室。優選地，壓榨室至少一個壁是透水壁，褐煤中的水份經壓榨后可以從所述壓榨室壁透出，從而將壓榨出的水份排出壓榨室。壓榨室的每個可透水的壁由多孔透水板構成，優選地，多孔透水板為燒結不銹鋼多孔板。所述壓榨室是柱形幾何結構，優選地，柱形幾何結構為矩形柱或圓筒柱的幾何結構。本實用新型還可以包括多個壓榨室，它們可同步運轉或相互間具有相位差地周期性運轉，以取得更加連續的脫水褐煤產出。所述褐煤供料的裝置包括一個密閉的原煤供料箱，其用于輸送預定數量的褐煤，密閉的原煤供料箱可以抑制其中的煤料釋放煤塵。密閉的供料箱可以選擇性地推進到壓榨工作站，將煤料加入壓榨室而不產生大量煤塵。供料箱內部可以設置分配器或攪拌器，將褐煤均勻地加入壓榨室。在本實用新型的一個實施例中，脫水褐煤機械排料裝置包括一個推料機，用于將脫水褐煤前向或側向推離壓榨工作站，所述裝置還包括煤塵抽提裝置，其在推料機將脫水褐煤推離壓榨工作站的過程中，用于抽提脫水褐煤周邊的煤塵，從而最大程度地降低釋放到周圍環境中的煤塵。
圖I是本發明一個實施例中褐煤脫水裝置的示意圖。圖2是一種液壓機的構造詳圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的主要特征作進一步說明。應了解，本文中所述的特征和參照附圖所述的特征不是用來限制本實用新型的保護范圍。如圖I所示，本實用新型的一種褐煤脫水設備，包括含有將褐煤加入壓榨室的密閉供料系統的裝置，利用液壓機壓榨褐煤的壓榨裝置，以及將脫水褐煤排出液壓機的排料裝置。褐煤原煤由完全密閉的供料箱4加入壓榨室15。在加料過程中，供料箱4向前滑動至能夠完全覆蓋整個壓榨室15的位置，煤料通過可伸縮的活動管3從供煤倉I流入供料箱
4。供料箱4中設有分布器/攪拌器5，可以確保煤料均勻不斷地加入壓榨室。供料速度由旋轉葉輪閥2控制。如圖I所述，當壓榨室15中的煤料達到預期高度時，供料箱4滑動回起始位置，供料箱4的前部裝有清掃器6，在供料箱向后滑動過程中清除壓榨室15頂部和周圍多余的煤料。整個加料過程均在密閉環境中進行，從而最大程度地降低了煤塵污染。液壓機7包括裝配于四根垂直立柱8上的三個橫梁，即上橫梁10，中橫梁14和下橫梁18。所述橫梁可以沿垂直立柱8滑動或停留在所需的特定位置。圖I和圖2分別顯示了雙向壓榨和單向壓榨液壓機的兩種主要結構。圖I所示的液壓機向上下兩個方向施加壓力，圖2所示的液壓機僅向下施加壓力。如圖I所示，雙向施壓的液壓機，其包含壓榨室15的中橫梁14保持靜止。在加入煤料前，下橫梁18移動至下壓榨頭17與壓榨室15配合的位置，充當壓榨室的底壁。在壓榨過程中，上、下橫梁10，18由上液壓缸9和下液壓缸19驅動，同時施加向下、向上的壓力，從而通過上壓榨頭12和下壓榨頭17將水從褐煤16中壓出。壓榨完成后，上橫梁10上升至起始位置，下橫梁18也上升將煤塊16從壓榨室15中排出。液壓機的另一種配置方式如圖2所示，液壓機包括裝有上壓榨頭31的上橫梁32，中橫梁28和下壓榨頭27。在加入褐煤煤料前，中橫梁28由液壓缸30驅動上升至某一位置與安裝在底座26上的下壓榨頭27形成壓榨室29。在壓榨過程中，由液壓缸33驅動的上橫梁32通過所連接的上壓榨頭31向下施加壓力，壓榨壓榨室29中的煤料，直至壓榨過程完成。中橫梁28可以在單向壓榨時保持靜止或緩慢向下移動，以實現雙向壓榨的效果。壓榨過程結束后，上橫梁32上升，中橫梁28在液壓缸30的驅動下向下移動，煤塊在下壓榨頭27相對上推作用下從壓榨室29中排出。形成壓榨室、壓榨和排出脫水褐煤可通過改變不同橫梁運動構造得以實現。橫梁的運動構造并不僅限于以上兩種方式。中橫梁14、28中的壓榨室可建成不同形狀，如矩形柱和圓筒柱，中橫梁14、28也可以包含單壓榨室或多壓榨室，壓榨室15、29可以直接設于中橫梁14，28內或獨立存在。[0038]上、下橫梁10、18或32、26連接透水的壓榨頭12、17或27、31，從而將壓榨出的水
排出。透水的壓榨頭可以包括多孔燒結過濾板21，如不銹鋼多孔燒結板，多孔支撐板22和排水通道23。水通過接口 20排出。壓榨水的排水通道23無需僅局限于上、下壓榨頭。同理，壓榨水還可以通過壓榨室15、29的透水側壁排出。透水燒結板應定期清潔，例如在機器每次運行后或運行一段時間后，通過接口 11反吹壓縮空氣進行清潔，保持其透水性。機械裝置13向前/向側向推動被排出的脫水煤塊至集料倉24，脫水后的褐煤可作進一步處理，如熱干燥等，煤塵抽提系統25覆蓋整個排煤區域，防止煤塵釋放到周圍環境 中。以上所描述的優選脫水設備的運轉步驟包括加料、煤的壓榨和煤的排出。所述步驟自動循環進行，實現連續批量操作。粉碎的褐煤原煤通過密閉式供料系統加入位于液壓機中橫梁的壓榨室。液壓機可包括三個橫梁上橫梁，中橫梁和下橫梁。根據壓力施加方式和脫水褐煤排料方式，包含或放置壓榨室的中橫梁可以保持靜止或移動。上橫梁、下橫梁可單獨或同時裝配壓榨頭，由液壓缸驅動，將機械壓力施加于壓榨室中的褐煤。壓榨頭包括多孔燒結過濾板，支撐板和排水通道，燒結透水板/側壁可以由不銹鋼、其它金屬材料或其它有機、無機材料構成。燒結過濾板在每次壓榨后或定期通過反吹壓縮空氣進行清潔。中橫梁和下橫梁相對移動可以將脫水褐煤從壓榨室中排出，或者中橫梁向下移動、下橫梁保持固定位置，或者中橫梁保持固定位置、下橫梁推動煤塊向上排出。機械式推料機推動褐煤進入集料倉，褐煤隨后落至輸送機，輸送到下一步處理工序。優選地，本實用新型的褐煤脫水設備利用中等壓力可以脫除高達50%的含水量，例如含水量為70wt%的原煤經處理后含水量可以降至54wt%，脫水后的褐煤可再經進一步的傳統加熱干燥，將54wt%的含水量降至適于運輸、儲藏或使用的所需水平。根據優選實施例，本實用新型的褐煤脫水裝置的優點或特點包括其具備利用機械手段從褐煤中脫除大量水份的能力，脫水過程消耗的能量僅為傳統的汽化類干燥過程所需能量的很小部分。褐煤可以利用密閉供料系統加入壓榨室，所述系統包括可伸縮的活動供料管和密閉供料箱。供料箱包括分布器/攪拌器和清除器，攪拌器確保均勻持續的送料，清除器確保清除多余的煤料，供料箱可以覆蓋整個壓榨室工作面，開始加料時，供料箱滑至加料位置，當壓榨室充滿足夠的原煤時，供料箱向后滑動回原位。液壓機用于向壓榨室中的褐煤施加機械壓力。液壓機主要包括可以由液壓缸驅動的上橫梁、中橫梁和下橫梁。改變不同橫梁的移動方式可以將力應用于單向或雙向壓榨，同時決定脫水褐煤從壓榨室排出的方式。例如脫水褐煤塊在中橫梁和下橫梁的相對移動過程中可以被排出。脫水褐煤由機械推料機與相關的煤塵抽提系統配合排出，在脫水褐煤排出時，煤塵抽提系統可以防止產生的煤塵釋放到周圍環境中。透水過濾板/側壁可以通過反吹壓縮空氣進行定期清潔。本實用新型采用的技術可以將褐煤中的水份以液態形式排出，因此，相對于傳統的汽化類干燥技術而言，脫除等量的水僅消耗很小部分的能量.。由此，提質低階煤的能效大大增加，干燥過程產生的溫室氣體也可以大幅降低。應了解，根據優選實施例，對于本實用新型裝置的特征，在未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的各種修改、改變和/或添加都包含在本 發明的保護范圍之內。
權利要求1.一種褐煤脫水設備，其特征在于，它包括 將褐煤輸送至壓榨工作站的裝置； 壓榨工作站設有至少一個壓榨室且每個壓榨室包括至少一個透水壁或透水部分； 利用密閉供料系統將預定數量褐煤進料輸送至壓榨室的裝置； 將機械壓力施加于所述至少一個壓榨室中褐煤進料的裝置； 在壓榨室中利用機械壓力將水份壓榨出褐煤，并使水穿過透水壁或透水部分的裝置； 釋放機械壓力和打開壓榨室的裝置； 將脫水褐煤機械式排出壓榨室以用于進一步加工和使用的裝置； 通過清潔保持所述壓榨室壁或透水部分的透水性的裝置。
2.根據權利要求I所述的一種褐煤脫水設備，其特征在于，所述褐煤脫水設備還包括通過改變液壓機橫梁的配置而構造壓榨室的裝置，所述橫梁安裝了或確定了構成壓榨室壁的部件。
3.根據權利要求I所述的一種褐煤脫水設備，其特征在于，施加機械壓力的裝置包括液壓機，其中壓榨室至少有一個壁經液壓驅動可以選擇性移動，將機械壓力施加于壓榨室中的褐煤。
4.根據權利要求I至3中任一權利要求所述的一種褐煤脫水設備，其特征在于，壓榨室相對的兩個壁相對于周邊的壓榨室壁可以移動。
5.根據權利要求4所述的一種褐煤脫水設備，其特征在于，釋放機械壓力和打開壓榨室的裝置包括將其中一個移動壁移出壓榨室的裝置，從而產生開口，另一個移動壁可以進一步相對移動進入壓榨室，將脫水褐煤通過所述開口排出壓榨室。
6.根據權利要求I至3中任一權利要求所述的一種褐煤脫水設備，其特征在于，壓榨室至少一個壁是透水壁，褐煤中的水份經壓力壓榨后可以從所述壓榨室壁透出，從而將壓榨出的水份排出壓榨室。
7.根據權利要求6所述的一種褐煤脫水設備，其特征在于，壓榨室的每個透水壁都由多孔透水板構成。
8.根據權利要求7所述的一種褐煤脫水設備，其特征在于，所述多孔透水板為燒結不銹鋼多孔板。
9.根據權利要求I至3中任一權利要求所述的一種褐煤脫水設備，其特征在于，所述壓榨室是柱形幾何結構。
10.根據權利要求9所述的一種褐煤脫水設備，其特征在于，所述柱形幾何結構為矩形柱或圓筒柱的幾何結構。
11.根據權利要求I至3中任一權利要求所述的一種褐煤脫水設備，其特征在于，所述設備還包括多個壓榨室，其可同步運轉或相互間具有相位差地周期性運轉，以取得更加連續的脫水褐煤產出。
12.根據權利要求I至3中任一權利要求所述的一種褐煤脫水設備，其特征在于，褐煤加料裝置包括一個密閉的原煤供料箱，其用于輸送預定數量的褐煤，密閉的供料箱可以選擇性地推進到壓榨工作站，將煤料加入壓榨室而不產生大量煤塵。
13.根據權利要求12所述的一種褐煤脫水設備，其特征在于，密閉的原煤供料箱內部可設置分配器或攪拌器，用于將煤料均勻地分配至壓榨室。
14.根據權利要求I至3中任一權利要求所述的一種褐煤脫水設備，其特征在于，脫水褐煤機械排料裝置包括一個推料機，用于將脫水褐煤前向或側向推離壓榨工作站，所述裝置還包括煤塵抽提裝置，其在推料機將脫水褐煤推離壓榨工作站的過程中，用于抽提脫水褐煤周邊的煤塵，從而最大程度地降低釋放到周圍環境中的煤塵。
專利摘要本實用新型提供了一種有效的褐煤脫水設備,它采用機械手段從褐煤中脫除大量水份。本實用新型包括了一系列連續操作步驟:通過密閉的加料系統將粉碎的褐煤原煤加入壓榨室、通過液壓機施加機械壓力將水從褐煤中壓榨出、通過多孔燒結過濾板將水與褐煤分離、強制卸料和反吹清洗過濾板。本實用新型為高含水量褐煤的提質提供了一種新穎的節能減排技術。
文檔編號F26B25/12GK202792820SQ201220192620
公開日2013年3月13日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者過健 申請人:澳銀能源開發有限公司