浅议型煤(煤棒)加工装置设计

摘要：选用煤棒装置，使细煤粉变煤棒，供造气炉使用。

关键词：笼式粉碎机；双轴搅拌机；煤棒挤压机；型煤烘干热风炉；烘干塔；布置

Abstract: choose coal rods device, make fine coal become coal rods, the gasification furnace for use.

Keywords: cage grinder; Dual axle mixer; Coal rods extrusion machine; Type coal drying stove; Drying tower; layout

中图分类号： F407.21 文献标识码：A 文章编号：

1.概述

随着全国煤炭供应形势日趋严峻,我国的优质块煤资源日趋紧张，块煤的价格不断攀升，对我国中小型合成氨生产厂家带来了较大的影响，严重制约了企业的进一步发展。如何原料本地化就地取材问题是长期困扰企业发展的障碍，如何用廉价粉煤来替代高价块煤降低生产成本，提高企业的经济效益，成为我国中小氮肥企业亟待解决的问题。采用煤末资源加工成型煤，来代替块煤制气是我国煤气化工艺的重要趋势.

型煤就是把粉煤通过粘合，经机械压制成不同形状的块煤 ，型煤可分为两种，煤球和煤棒。煤棒、煤球制气哪个更好？颇有争议。虽然煤球干燥后比煤棒冷强度更好，然而煤球一般是采取机械对辊挤压，一般生产的煤球内部结构疏松，热稳定性远不如煤棒好。煤棒是让经过堆沤熟化的原料煤在煤棒机里成型过程中，通过螺旋叶片、走料筒应用挤压原理与煤磨擦发热产生高温，析出了一部分的挥发分并使煤中的结晶水与煤表面吸附的游离水分析出来，改变了其原有的理化特性。由于强力挤压改变了以往型煤冷强度低粘合力不够的问题，增加了原料煤本身的粘结性的作用，使煤棒内部结合致密。其成型机理决定了煤棒的热稳定性好，具有高温不产生爆裂、塌陷、粉化的特点。煤棒制气使造气炉况更稳定。 德邦化工有限公司为节能降耗，新建一套年产15万吨煤棒装置，由大连大化工程设计有限公司承担详细设计，湖北三盟机械制造有限公司提供生产线。

2.流程简介

煤仓内的细煤经往复给料机、胶带输送机、直线振动筛筛分后，再由胶带输送机输送、笼式粉碎机粉碎、刮板输送机输送与配液罐中的溶液混合一起进入双轴搅拌机，搅拌后经胶带输送机至沤制区储存沤制。

装载机将沤制煤铲入沤制煤斗中，经往复给料机、胶带输送机运至集煤料斗，单轴搅拌机搅拌后入煤棒挤压机；挤压成型的煤棒由胶带输送机及卸料小车卸入煤棒烘干塔，烘干后的煤棒由胶带输送机输送、直线振动筛分，成品煤棒可供造气炉使用，筛下的灰粉经刮板输送机入储灰斗。

3.流程的特点

该煤棒装置具有流程简单、机械化程度高、设备国产化率100%，利用细煤粉加入一定比例的褐煤与粘结剂经挤压等过程变成煤棒，供造气炉使用。做到节能降耗，降低成本。

4.主要设备简介

煤棒装置的设备主要有原煤部分、煤棒成型部分、烘干部分、除尘部分组成。

原煤部分有以下设备组成，煤料仓、往复给料机、除铁器、胶带输送机、直线振动筛、笼式粉碎机、刮板输送机、配液搅拌罐、双轴搅拌机。主要作用是通过煤料仓储存一定数量的煤，在输送的过程中除铁器除去煤中的铁器及振动筛除去煤中的木块等不易粉碎的杂物，笼式粉碎机粉碎块煤，双轴搅拌机将粉碎后的煤与配液罐中的混合液搅拌均匀，使之成为沤制煤，并用胶带机输送至沤制区进行沤制。

煤棒成型部分有以下设备组成，沤制煤上煤斗、往复给料机、除铁器、胶带输送机、单轴搅拌机、煤棒挤压机。特点是将沤制好的煤通过单轴搅拌机搅拌均匀后直接送入煤棒挤压机挤压成型。

烘干部分由烘干塔、振动筛、胶带输送机、型煤烘干热风炉等设备组成。型煤烘干热风炉由上煤斗提机、刮板除渣机、鼓风机和炉排机组成。型煤烘干热风炉通过燃烧烟煤产生热风供烘干塔使用。挤压成型的煤棒由胶带输送机运送至烘干塔内，通过热风的干燥使之成为成品。

除尘部分是由高效旋流板脱硫除尘器与排风机组成，主要特点是将烘干塔的烟气进行脱硫除尘达到安全排放，以减少对大气的污染。

5.设备布置

在煤棒装置中由于有煤粉输送及粉碎，粉尘较大，宜将整个装置布置在相对封闭的厂房内。厂房南北长66米，东西分为两跨，每跨24米，高10米，厂房为钢结构。原煤部分在东侧这一跨厂房中沿南北方向布置。西侧的另一跨厂房布置煤棒成型部分及长54米宽6米的沤制区域。根据装置的用电要求，在厂房的南侧设置了煤棒控制配电楼，楼内设有变、配电室、操作室及休息室。除尘器及排风机布置在厂房外面的西侧。

沤制区域是由9个独立的沤制区组成，相互之间设有混凝土挡墙，挡墙高6米，每个沤制区可储存约90吨的沤制煤。

原煤部分有两个上煤仓，分别对应两条煤粉碎生产线，每条生产线上各设置一台仓下往复给料机及除铁器，一台直线振动筛及筛上与筛下各一条胶带输送机，一台笼式粉碎机，一条埋刮板输送机，两台配液搅拌罐及一套双轴搅拌机。

原装置中原煤部分的煤料仓的容积为25立方米，仓下地坑深2.5米。由于煤料仓容积偏小要不断的上煤以满足实际生产的需求。为保证生产的连续性结合实际情况对此进行了优化设计。设置了两个总容积为100立方米的煤仓，并在煤仓的锥段设置了减压锥，以保证物料出口的流畅顺利。另外将仓下至振动筛之间的胶带机倾角由18°降至11.94°，仓下的地坑最深处为1.75米，往复给料机处的地坑深仅1米，便于检修，减少土建的施工量，节省投资。

在煤棒成型部分中设置了一个沤制煤斗，一台往复给料机及除铁器，一条胶带输送机，四台集煤斗及相对应的单轴搅拌机，四台煤棒挤压机，一台烘干塔、塔上入料及塔下集合各一条胶带输送机，一台直线振动筛，一条运灰埋刮板输送机和储灰仓。

将型煤烘干热风炉及附属设备、热风引风机布置在原煤部分的南侧，且出风口及配管靠近烘干塔，以减少热量的损失。

由于供应商只提供煤棒装置中单体设备，因此为设备相互之间的连接与支撑、操作与检修需配置相应的平台，结合设备的特点，设置大小不一，长短不同，高矮不等的钢平台，以满足实际生产和设备检修的需求。

6.结论与建议

虽然完成了煤棒装置的设计，还有待于现场施工及生产运行进行检验。再此仅提两点建议，〔1〕料仓下的往复给料机可改成振动输送机，同样可以起到将料仓中散装物料连续定量的输送到下道工序或进行物料的转载。〔2〕加大双轴搅拌机、煤棒挤压机处的检修空间。调整胶带输送机的倾角则更加完美。

随着型煤的推广运用，煤棒造气由于其设备较简单，投资少，占地面积小，加工容易，制出半水煤气的气质气量能满足合成氨生产的需要，较大幅度地降低了氮肥生产成本，深受企业欢迎。为企业的节能降耗提供的可靠的保障，对中小氮肥厂的发展有着广阔前景。

参考文献:

[1]《机械化运输工艺设计手册》化学工业出版社1998年.

[2]《化工粉体工程设计通用规范》HG/T50518-2008.