在工业型煤生产过程中,以往各生产厂家大部分采用的是免烘干生产工艺,由于其受气候、场地
等因素的影响,只能间断性生产。现今,在新建的型煤生产厂中,为保证其生产线能够正常的工
业化连续生产,大部分都在自己的生产线中增加了干燥设备,过去的一些老型煤生产厂家,为适
应市场发展也补增了干燥设备。各厂所选择的干燥设备形式大部分为翻板多带式,也有选用立窑
式、洞道式等。各类型干燥设备在性能上虽各有所长,但由于不同的料对干燥设备的功能要求不
同即使同一类型的干燥设备,为满足不同物料的要求,其内部具体结构也不尽相同。为此,若在
干燥设备的选型及设计中出现失误,必将会影响型煤生产厂的正常生产,严重时还会导致事故。
目前,在各型煤生产厂所使用的干燥设备中所存在的问题主要有以下几种:一是型煤自燃,严重
时烧坏设备;二是热能利用率低,燃料消耗大;三是实际干燥能力低于设备标定能力。在
以上问
题严重制约着型煤生产厂家的正常生产,并遭受较大的经济损失,究其原因,主要有两方面:一
是对设备的选型不当,二是设备本身存在先天性不足。
针对以上问题,在这里我们粗略地谈一下我们对型煤干燥机及其干燥设备选型等方面的认识与看
法:
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型煤干燥设备的选型
1.1 干燥设备的分类
干燥设备以其操作压强和操作方式可分为:
(1)间歇式常压干燥器:厢式干燥器等;
(2)间歇式减压干燥器:减压干燥橱、带有搅拌器的减压干燥器等;
(3)连续式常压干燥器:洞道式干燥器、多带式干燥器、多带翻板式干燥器、滚筒式干燥器、气流
式干燥器、喷雾式干燥器、双螺旋鹅掌带式干燥器、立式干燥器等;
(4)连续式减压干燥器:减压滚筒干燥器等。
1.2 型煤干燥时对干燥设备的要求
(1)操作稳定,连续运行;
(2)温度调节方便:
(3)干燥时间调节方便;
(4)热能利用率高、燃料消耗少、动力消耗少;
(5)安全可靠、维护方便。
1.3 型煤的特性
(1)块度均匀、适中;
(2)堆积层透气性较好;
(3)高温易燃;
(4)初始强度较低。
1.4 干燥器型式选择
根据型煤的特性及其对于干燥设备的要求,其干燥设备以选择连续常压类的多带翻板式和双螺旋
鹅掌带式为最佳。
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干燥基本理论
从含有水分的固体物料中除去水分简称“去湿”,去湿的方法有以下3类:第一类是物理化学去湿
法;第二类是机械去湿法:第三类是热能去湿法(型煤只能采用此法)。
用热能使固体物料中水分气化排除的过程称为“干燥”。由于干燥过程系水分从固体内部借扩散
作用到达表面,并从固体表面借热能而气化,再经流动的惰性气体带走,所以干燥的整个过程是
由扩散、气化、排除三个过程来完成的。
干燥过程的本质为去除的水分从固相中转移到气相中,固相为被干燥的物料,气相为干燥介质。
这个过程的得以进行,必须使干燥物料表面上的蒸汽压强超过干燥介质(例如空气)的蒸汽压强,
只有这样才能使物料表面的水分气化,而正由于物料表面水分的不断气化,物料内部水分方可继
续扩散到其表面。
干燥过程的力学与其它过程类似,也分为静力学和动力学两方面。干燥静力学是说明被干燥物料
和干燥介质的最初与最终状态间的关系。通过物料衡算和热量衡算,干燥静力学可以确定物料的
干燥程度、去除的水分量以及所需消耗的热量。干燥动力学是说明在干燥过程中物料在任一时间
的温度与各种支配因素的关系,包括两方面:一方面是物料的性质和构造以及形状和大小;另一
方面是干燥介质的情况;如空气的温度、湿度、流动方向和速度等。根据干燥动力学,可以确定
物料中除去水分量与干燥时间的关系,并可在某种固定干燥情况下预先估计物料干燥的某种程度
所需的时间。
在同时明确了干燥静力学和干燥动力学以后,才可作出干燥过程的计算和干燥设备的设计。
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型煤干燥机理
当型煤超过其平衡湿度而与热空气接触时,虽然在开始时水分系均匀地分布在型煤中,但由于湿
型煤表面间的湿度差,于是型煤内部的水分借扩散作用向其表面移动而有表面气化。由于热空气
连续不断地将此气化的水分带走,从而达到使型煤干燥的目的。
虽然型煤中水分的内部扩散与表面气化是在同时进行着,但在干燥过程不同期间干燥机理不一定
相同,这是由于型煤的结构,性质以及温度等和周围热空气的情况的影响。因此,型煤在整个干
燥过程中的机理是非常复杂的,只在很短期间其水分的内部扩散与表面气化的速率才恰巧相等,
实际上,型煤在干燥过程前期,水分在其表面的气化速率是小于在其内部扩散速率的,而在干燥
后则相反。由于物料干燥过程的主要控制对象是速率较慢的对象,因此,型煤干燥前期主要控制
气化速率,而后期主要控制扩散速率。这在确定干燥设备的风量、风温、风速、空气流向、送风
方式时要重点考虑。
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干燥速度
在热空气的温度、湿度、速度以及与型煤接触情况不变的恒定干燥情况下,为了确定型煤干燥所
必须的时间,首先要决定物料的干燥速度,干燥速度为每单位时间在每单位干燥面积上被干燥物
料所能气化的水份量。干燥所需时间与干燥速度成反比,因此干燥设备的生产能力在其它情况不
变时由干燥速度来决定。
影响型煤干燥速度的因素很多,其中较为重要的有:
(1)型煤的性质与形状:包括粘结剂的物理结构、化学组成、型煤的形状及大小、型煤层的厚薄,
以及水分的结合方式等。
(2)型煤的最初与最终湿含量以及其临界湿含量:此项与干燥速度随时间而降落有关。
(3)热空气的温度:热空气的温度愈高则干燥速度愈快,惟以不使型煤自燃、动力与燃料消耗恰当
为原则。