利用LXG型傳導式螺旋干燥機實施煤泥干燥的可行性試驗分析報告

摘要：介紹了LHG型傳導式螺旋干燥機的主要工作原理及結構組成；并對其在煤泥干燥中的實際應用和使用方法作了簡述。

關鍵詞：LHG型   傳導式螺旋干燥機    煤泥干燥     可行性分析   試驗報告

 

一、前言   
     隨著國家可持續發展戰略的實施，煤炭等礦產資源的合理開發和綜合利用已成重要課題，原來作為廢棄物閑置堆放的煤泥的充分開發利用已刻不容緩。利用好寶貴的煤泥資源，使之變廢為寶，不僅能產生可觀的經濟效益，還解決了煤泥堆放占用土地和污染環境等一系列問題。正常情況下，煤泥含水率高（20%-30%），無法直接使用，也不便于冬季儲運；如經干燥脫水后，煤泥可直接用于鍋爐燃燒和發電，可對我國煤炭供應緊張局勢的緩解有所助益。鑒于這一情況，有的選礦廠已開始想辦法解決這一問題，濰坊天潔環保科技有限公司在引進國外先進技術的基礎上，經過一年多科研攻關，研制生產的LHJ 型螺旋干燥機很好的解決了這一問題，LHG型傳導式螺旋干燥機是近年來采用國外熱能綜合利用新技術，綜合其他干燥設備的優點自主研發的新一代大型干燥設備,適應于煤泥及各種精礦粉等的干燥脫水，其獨創的內外同時加熱方式不僅增大了加熱面積，提高了熱效率，大幅度降低干燥成本，而且可以節省人工，減少污染，避免精礦的損耗。該產品現已申請國家專利（專利號200520125146.5）。

    濕煤泥水份（濕基）：25~27％ 

    產品終水份：12~15％        

    熱源：導熱油爐

干燥機形式：LHG型傳導式螺旋式干燥機

    由于煤泥處理量大、粘性大，在干燥過程中表現為易結塊、分散性差、輸送困難等特點，針對煤泥的干燥特性，濰坊天潔公司開發了煤泥專用干燥機，落地含濕量為25％的煤泥，經過定量加料裝置均勻連續的加入到皮帶上料機，通過皮帶上料機將煤泥送入螺旋給料器，螺旋給料器把煤泥送入螺旋式干燥機進料端，濕煤泥在干燥機內被螺旋推進，干燥成為終水份為12～15％的產品，產品從干燥機尾部出料口排出，經螺旋出料機混合后排放到皮帶輸送機，經皮帶輸送機輸送至下游工序。

供熱系統選用有機載體加熱系統：直燃式燃煤（燃氣）導熱油爐，燃料適應性寬，操作穩定，輸出熱量及輸出溫度便于調節、控制。

    LHG型螺旋干燥機干燥所需熱量依靠熱傳導間接加熱，因此干燥過程不需或只需少量氣體以帶走濕分。這就極大地減少了被氣體帶走的這部分熱量損失，提高了熱量利用率，是一種節能型干燥設備。它適合顆粒狀及粉末物料的干燥，對膏狀物料也能進行干燥。

    其工作原理為：煤泥在LHG型干燥機本體內通過螺旋片被連續推進和攪拌打散，高溫導熱油通過筒體夾套主要以熱傳導和熱輻射方式間接加熱煤泥，進而使煤泥中水分不斷吸熱蒸發，達到干燥脫水的目的；高溫導熱油經過干燥機本體后溫度降低再進入加熱爐加熱升溫循環工作，這樣最大限度提高熱能綜合利用，降低了干燥成本，提高了干燥效率，符合環保要求。在干燥過程中通過調節螺旋軸轉速快慢從而調節干燥時間進而達到控制干燥水分的目的。

    本套裝置根據煤泥的特性專門設計，主要特點有：

⑴、間接密閉加熱，環保節能，減少煤泥損失。

⑵、投資省，占地小，配套土建少。

⑶、運行可靠，操作簡單，維護方便，安全耐用。

⑷、干燥水分可控，最低可達1%以下，適應物料廣。

⑸、干燥過程溫度均勻，保證了煤泥質量不發生變化。

⑹、工作連續，處理量大。

    LHG型螺旋式干燥機由帶夾套的端面呈W型殼體、上蓋、兩根有葉片的中空軸、兩端的端蓋、通有熱介質的旋轉接頭、金屬軟管以及包括齒輪、鏈輪的傳動機構等部件組成。此設備的核心是兩根空心軸和焊在軸上的攪拌葉片。葉片形狀為楔形的半圓形，起攪拌作用，葉片的兩主要側面成斜面，因此當物料與斜面接觸時，隨著葉片的旋轉，顆粒很快就從斜面滑開，使傳熱表面不斷更新，強化了傳熱。在葉片的三角形底部設有刮板，以將沉積于殼底的物料刮起，防止產生死角。葉片的布排和各部位尺寸均有一定要求，而且在進料區、干燥區、排料區除葉片外，另設有輔助機構，以保證整機操作穩定，干燥均勻。此外，停留時間亦可調。本設備加熱介質用熱油加熱，因為需要考慮管內液體流速，所以軸結構比較復雜。

    有機有載體加熱系統是一種以有機熱載體（導熱油）作為傳熱介質的新型熱動力設備，其核心部件為導熱油爐。由于有機熱載體具有熱穩定性能好傳熱性能佳，低蒸汽壓，以及無毒無味，對設備無腐蝕等許多優點，有機熱載體加熱系統在工業應用中具有無可比擬的優越性。有機熱載體加熱系統可在常壓液相下，為熱用戶輸出高達350℃的熱油。溫度可準確控制在要求使用的范圍內，能同時為多個用熱單元提供熱量，通過熱交換器可產生氯化鉀干燥所需要的熱能。有機熱載體加熱系統為液相閉路循環，輸出的熱油經熱用戶使用（熱交換后，全部熱量通過系統管道回到鍋爐，避免了蒸汽鍋爐的冷凝及排污熱損失，具有明顯的節能效果、因而熱利用率很高，系統不需要水處理設備，因而系統較為簡單，由于鍋爐承受低壓力等，所以整個系統投資較少。有機有載體加熱系統的環保效果主要體現在煙氣排放量少，無排污污染及熱污染，各項指標（煙氣排放濃度和噪音）低于國家規定的標準要求。由于系統只承受泵壓，有機有載體無爆炸危險，因而有機熱載體加熱系統更加安全。

    1、LHG型干燥機系統壓力檢驗, 正常。

    2、LHG型干燥機主機壓力檢驗, 正常。

    3、燃煤爐壓力檢驗, 正常。

    4、儲油罐、膨脹油罐壓力檢驗, 正常。

    5、循環油管道壓力檢驗, 正常。

    6、LHG型干燥機系統動力啟動、冷態試車, 正常。

    7、點火：在冷態調試結束無故障后，進入熱態調試。

    8、檢查：再一次檢查高溫循環狀態下的所有主機、附機、管道、支撐、膨脹節、儀表、電氣控制情況，一切正常。

    9、帶料運行

    14：30開始往LHG型干燥機儲料斗中投入煤泥，58分鐘內順序投入煤泥50 公斤，此時，主機轉速為6（r/min），14：45，干燥機下料口開始順利卸出干燥后的煤泥，肉眼觀察煤泥粉末較細且非常干燥，目測水分在1%以下，現場有少量粉塵飛揚，物料通過正常。15時左右，干燥機滑動軸承處開始出現輕微煙霧，經查原因系因操作工失誤，誤將常溫潤滑脂當作高溫潤滑脂加入造成，改用高溫潤滑脂后煙霧消失。15：20，第一次取樣，因直接取自干燥機下料口，煤泥溫度較高，將備用的塑料瓶燙壞，所以又換用磨口玻璃瓶取樣。此階段技術數據見系統熱態試驗表1、表2。

    15：28，主機轉速調整為10（r/min），38分鐘內順序投入煤泥50 公斤，此階段肉眼觀察煤泥粉末仍然較細且非常干燥，目測水分在2%左右，現場也仍有少量粉塵飛揚，物料通過正常。15：40第二次取樣。此階段技術數據見系統熱態試驗表1、表2。

    16；06，主機轉速調整為15（r/min），43分鐘內順序投入煤泥100 公斤，肉眼觀察，產量明顯增加，干燥后的煤泥顆粒變大，目測水分在4%左右，干燥機下料口卸出的干燥煤泥在堆放時有明顯可見白色水汽蒸發，現場已無粉塵飛揚，物料通過正常。第三次取樣。此階段技術數據見系統熱態試驗表1、表2。

    16：49，主機轉速調整為20（r/min），40分鐘內順序投入煤泥150 公斤，肉眼觀察，產量大為增加，干燥后的煤泥中出現較大顆粒，目測水分在6%左右，干燥機下料口卸出的干燥煤泥在堆放時有較多明顯可見白色水汽蒸發，現場已無粉塵飛揚。物料通過正常。17：16第四次取樣。此階段技術數據見系統熱態試驗表1、表2。

    17：30，本次試驗結束。

名    稱	功   率（KW）	備    注
干燥機主機電機	4	變頻調速
導熱油爐引風機	2.2	配風量調節閥
循環熱油泵	3
注油泵	1.5	系統注油、卸油用
注：本系統總裝機容量10.7KW,實際運行總功率9.2KW

項目 名稱	進油壓力 （MPa）	回油壓力 （MPa）	循環時間 (小時)	備   注
干燥機循環系統	0.17	0.16	3.5	壓力表針無波動， 指示正常。

項目 名稱	試驗轉速（r/min）	進油壓力(MPa)	回油壓力(MPa)	循環時間(min)	出油溫度(℃)	回油溫度(℃)	備   注
干燥機 循環系統	6	0.04	0.04	58	330	320	壓力表針無波動，指示正常。
干燥機 循環系統	10	0.06	0.06	38	350	320	壓力表針無波動，指示正常。
干燥機 循環系統	15	0.04	0.04	43	340	330	壓力表針無波動，指示正常。
干燥機 循環系統	20	0.04	0.04	40	340	330	壓力表針無波動，指示正常。

項目   名稱	理論轉速r/min	試驗轉速r/min	實際加入量kg	干燥時間min	實際烘干量 （平均）kg /h	干燥前 水 份%	干燥后 水 份 %
干燥機主機	6～20	6	50	58	51.72	30％	0.1
干燥機主機	6～20	10	50	38	78.94	30％	1.6
干燥機主機	6～20	15	100	43	139.53	30％	5.6
干燥機主機	6～20	20	150	40	225	30％	7.0

    根據試驗現場觀測和試驗技術數據分析：主機轉速為6（r/min）和10（r/min）時，煤泥在LHG型干燥機內通過時間長，水分低，產量小，干燥機下料口因水分太低而有少量粉塵飄揚；主機轉速為15（r/min）和20（r/min）時，煤泥在LHG型干燥機通過時間短，產量大，水分高，隨著水分地提高，干燥機下料口有較多明顯可見白色水汽出現，不再有粉塵飛揚的現象。縱觀整個試驗過程，無論產量大小、水分高低，煤泥在LHG型干燥機內均運行流暢，不粘連、不堵塞，設備運行始終平穩。值得注意的是，試驗時因時間所限，采用了實時取樣方式，實際生產時如間隔一定時間取樣，由于煤泥較高殘余熱量（約100℃）的烘焙，還要蒸發部分水分，因此實際水分應比試驗所測水分還要低1%～2%。主機轉速為20（r/min）時，實測水分為7%，產量為225kg/min。也就是說如產品水分要求為15%時，只要調整一下主機轉速，產量還可增加一倍。

    根據以上分析，可得出以下結論：

    1、該LHG型干燥機運行穩定，操作簡單，各機械轉動部件在整個試驗過程中一切正常。

    2、工作連續，處理量大，LHG型干燥機生產能力達到設計要求。

    3、干燥過程溫度均勻，干燥水分可控，干燥后煤泥水份達到設計要求。

    4、特有的螺旋推進設計，煤泥在LHG型干燥機內不粘連、不堵塞。

    經過本次實際試驗，充分顯現出濰坊天潔環保科技有限公司的LHG型傳導式螺旋干燥機在煤泥干燥領域的先進性和穩定性，建議可以將該LHG型螺旋干燥機應用于大型煤泥干燥生產，盡快發揮其性能優勢，以提高經濟效益，利用好寶貴的煤泥資源，解決煤泥堆放占用土地和污染環境等一系列問題，使之變廢為寶。

    作者單位：濰坊天潔環保科技有限公司

    作者簡介： 李金華（1976-），高工，濰坊天潔環保科技有限公司干燥技術一部副部長，從事干燥工程技術設計研發工作。  聯系電話：0536-4876766 4876799。