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1、前  言
    “大型帶清掃裝置的滾筒式干燥機(jī)及其工藝系統(tǒng)的研究”，是國家“八五”攻關(guān)課題。該課題以平朔安太堡露天礦選煤廠煤泥干燥工程為依托，采用大型NXG3.4×20滾筒干燥機(jī)，并對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工藝系統(tǒng)進(jìn)行了開發(fā)研究。干燥處理安太堡礦選煤廠圓盤過濾機(jī)回收的煤泥濾餅，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并為解決大秦線冬季煤運(yùn)凍車問題探索出一條治本的路子。
2、滾筒干燥機(jī)烘干機(jī)的研究
2.1  煤泥干燥特性
    圓盤過濾機(jī)回收的煤泥濾餅粒度細(xì)、水分高和粘度大，流動(dòng)性極差，不便于貯、裝、運(yùn)和利用。其主要特征是，粘附性強(qiáng)，運(yùn)輸和給料困難，干燥過程中不易分散，而且易使己分散的物料重新粘結(jié)成團(tuán)。其水分和物料結(jié)合的狀態(tài)屬毛細(xì)管水、滲透水、吸附水和結(jié)構(gòu)水，故水分在物料中的傳遞阻力較大。因此，必須設(shè)法將物料分散成細(xì)小顆粒，增加其表面積，以增加熱交換面積而減少傳熱傳質(zhì)的阻力，從而大幅度降低干燥所需的時(shí)間和熱能消耗。
2.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)
    NXG3.4×20滾筒式干燥機(jī)，由簡體、托輪裝置、傳動(dòng)裝置、擋托輪裝置和密封裝置等組成。為適應(yīng)煤泥干燥，對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。
    (1)揚(yáng)料板為圓弧形蓖條式，死角小，物料易于流動(dòng)破碎且揚(yáng)塵量小；
    (2)干燥機(jī)縱向有錨鏈清掃裝置，簡體每轉(zhuǎn)一周，便對揚(yáng)料板內(nèi)外清掃一次；
    (3)將干燥機(jī)縱向分6個(gè)區(qū)間（如圖1）：1區(qū)間為大傾角導(dǎo)料板；2區(qū)間為傾斜揚(yáng)料板；3區(qū)間為活動(dòng)蓖條式翼板；4區(qū)間為帶自動(dòng)清掃裝置的圓弧型揚(yáng)料板；5區(qū)間為帶清掃裝置的圓弧型蓖條式揚(yáng)料板；6區(qū)間為無揚(yáng)料板區(qū)。
    大傾角導(dǎo)料板（1區(qū)間），將給入簡體內(nèi)的濕物料迅速向揚(yáng)料板（2區(qū)間）傾斜，并隨滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)和其自身的傾斜度，物料被自筒底提至筒頂而落下，與進(jìn)入的高溫?zé)煔鈱?shí)現(xiàn)對流干燥。3區(qū)間的活動(dòng)蓖條式翼板可將物料排散，擴(kuò)大物料與熱介質(zhì)的接觸面積。當(dāng)物料移到第4區(qū)間時(shí)，揚(yáng)料板對物料的提升能力加強(qiáng)。為防止物料在揚(yáng)料板上粘結(jié)，清掃裝置可對圓弧形揚(yáng)料板內(nèi)外進(jìn)行自動(dòng)清掃并兼有破碎作用。當(dāng)物料移到圓弧形蓖條式揚(yáng)料板（第5區(qū)間）時(shí)，部分物料干燥后呈粉狀不再被提升而由揚(yáng)料板蓖條的間隙漏下；未干燥物料仍隨揚(yáng)料板提升、拋灑摔落、破碎后被干燥，其干燥后的松散物料進(jìn)入第6區(qū)間。為減少揚(yáng)塵，此區(qū)間不設(shè)揚(yáng)料板，物料滑行出干燥機(jī)而進(jìn)入排料箱，完成整個(gè)干燥過程，富通新能源銷售木屑烘干機(jī)、鋸末氣流式烘干機(jī)等機(jī)械設(shè)備。
3、工藝系統(tǒng)配置
    安太堡礦選煤廠原裝備有美國引進(jìn)的麥克納利沸騰床干燥機(jī)及其工藝系統(tǒng)。因其不能適應(yīng)煤泥干燥一直閑置未用。現(xiàn)利用2臺新結(jié)構(gòu)的NXG3.4×20型滾筒干燥機(jī)代替2臺沸騰床干燥機(jī)，并配上給料機(jī)、排料機(jī)和煙氣管道，原有燃燒爐、來料系統(tǒng)、出料系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)保留不動(dòng)，形成新的滾筒干燥工藝生產(chǎn)系統(tǒng)，如圖2所示。
    過濾機(jī)煤泥濾餅及少量中煤經(jīng)緩沖倉( 701)、給料機(jī)(703)、給料箱(705)進(jìn)入滾筒干燥機(jī)(707)；燃燒爐(704)產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)給料箱(705)也進(jìn)干燥機(jī)。在干燥機(jī)內(nèi)，物料與高溫?zé)煔膺M(jìn)行質(zhì)熱交換，濕物料中的水分進(jìn)入高溫?zé)煔狻８珊螽a(chǎn)品經(jīng)排料箱(709)、排料機(jī)(711)至排料皮帶運(yùn)輸機(jī)( 713)外運(yùn)裝倉。高溫?zé)煔鈱�熱量傳給濕物料，并攜帶蒸發(fā)水分在引風(fēng)作用下，經(jīng)排料箱(709)、旋風(fēng)除塵器(712、714)、引風(fēng)機(jī)(718)、濕式除塵器(720)凈化后排至大氣。
4、生產(chǎn)應(yīng)用
    安太堡礦選煤廠入洗能力15 Mt/a，煤泥產(chǎn)量80～100×l04 t/a，水分28%～30%，灰分28%～32%，發(fā)熱量17.98～18. 82 MJ/kg。干燥系統(tǒng)投產(chǎn)前，煤泥全部隨矸石排至排土場，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。改造后，將煤泥水分干燥至15%以下，全部煤泥作為商品煤出售，取得了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。表2為工業(yè)性試驗(yàn)結(jié)果。
    (1)改后干燥系統(tǒng)新老設(shè)備基本匹配。入料水分26%左右時(shí)，產(chǎn)品水分可保證在15%以下，處理能力可達(dá)137 t/h以上，干燥機(jī)蒸發(fā)強(qiáng)度高達(dá)102.5～120.5 kg／m3．h；
    (2)由于受燃燒爐設(shè)計(jì)出口溫度(593 C)限制，干燥機(jī)的入口溫度在600 C左右，達(dá)不到滾筒干燥機(jī)要求的入口溫度700～800℃，降低了滾筒干燥機(jī)干燥過程中加速干燥階段的干燥推動(dòng)力，因而影響了干燥機(jī)內(nèi)的熱質(zhì)交換速度；
    (3)由于干燥系統(tǒng)中風(fēng)速過大，使熱介質(zhì)在干燥機(jī)內(nèi)停留時(shí)間過短，導(dǎo)致滾筒干燥機(jī)出口溫度在200 ℃左右，高出設(shè)計(jì)溫度100 C左右，排煙熱損失過大，影響干燥系統(tǒng)熱利用率。因此，應(yīng)在干燥機(jī)內(nèi)增設(shè)阻尼裝置，以增加煙氣在干燥機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間，使之與煤泥進(jìn)行充分的熱質(zhì)交換，提高干燥系統(tǒng)的熱利用率。
    該干燥系統(tǒng)1995年1月進(jìn)入正常運(yùn)行。系統(tǒng)處理能力120 t/h以上，干后產(chǎn)品水分15%以下，年經(jīng)濟(jì)效益近4 000萬元，同時(shí)，避免了煤泥對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的污染，社會(huì)效益亦十分顯著。
5、結(jié)  語
    NXG3.4×20滾筒式干燥機(jī)系統(tǒng)，對水分26%以下的煤泥濾餅處理能力可達(dá)120 t／h，干后產(chǎn)品水分在15%以下，干燥工藝合理，技術(shù)先進(jìn)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠；干燥機(jī)蒸發(fā)強(qiáng)度100 kg/m3·h，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)能防止物料在揚(yáng)料板上的粘結(jié)并對團(tuán)球物料有一定的破碎作用。對安太堡礦選煤廠圓盤過濾機(jī)回收的煤泥濾餅火力干燥的成功，為我國煤泥脫水，尤其為解決大秦線冬季煤運(yùn)凍車問題提供了一條有效途徑。