用于减少固体材料和/或矿泥中水分的 设备、压滤机及控制和调节装置 本发明涉及按照专利权要求第1条总概念的一种设备、压滤机及控制与调节装置,用以减少含碳的细磨固体材料和/或矿泥中凝结在毛细纤维组织内的水分。
根据原始专利DE19535315.3的发明的基础在于,采用一种新方法通过热力机械除水实现大规模工业利用原褐煤的任务,借以提高发电厂作业过程中的发电总效率和达到为此目的所需要的连续生产大量固体含碳材料的能力。为了避免在蒸汽压力作用下料层垫的边缘上发生吹风和做到挤压面上的热能分布均匀而又不降低边缘上的蒸汽压力,进一步促使创造了一种没有上述缺点的,或更准确地说,避免了上述缺点的设备和压力机的技术解决办法。
这一方法课题地解决办法是由综合以下工艺步骤构成的:
a)使用物料,在工作流程开始时是处在一个基本上不透蒸汽并预热到摄氏100度以上的密闭压力室内,用高达≥150摄氏度的过热水蒸气进行蒸发处理,同时
b)作用在物料上的压实压力大于物料中松装密度形成的压力,最大时大约相当于5bar到8bar的渗透蒸汽压力,接着
c)当物料中达到大约≥125摄氏度的温度后,蒸汽吹入结束,然后按物料颗粒直径的大小,施加最高达到75bar的高机械单位挤压力,就能除去多达占重量20%的剩余水分。
按照符合原始专利DE19535315.3的热力机械式除水方法,通过少量的热能和机械能消耗,能够经济地达到褐煤除水的目的。为了把高湿度的褐煤变为电能,通过采用符合本发明的有利于能源利用的方法进行除水,可以明显提高发电厂作业过程的总效率。此外,于熟知的热烘干法相比较,可以节省水的蒸发所需要的能量。
实施按照原始专利DE19535315.3的工艺步骤所需设备的解决办法在于,让一条循环的分料带穿过一个与一台单层压力机合成一体的压力室,而压力室则通过一套闸门系统根据处理过程的节奏顺序开启和关闭,其中,设备的主要部件由一台可反转的连续工作的分料机、一台可加热的不连续工作的压滤机和一套装有褐煤粒状粉末矩形分料型板的分料带料箱系统组成,系统的装有两根环形边钢带的环形分料带被引导穿过压力机中可气密密封的压力室进行循环运转,在进出压力室处横对着输送方向通过一可提升和下降的插板和闸门关闭和开启压力室。
由于在发电厂发电能力很大的情况下,例如百万千瓦的发电能力,必须投入多条压力机流水线,各流水线的原褐煤吞吐量在每小时约200吨的装料范围内,而且各以约10分钟为一周期完成烘干过程,因此,把如此大量的褐煤经过分料机送入压力室,要每小时断断续续输送六次,即每一装料过程约为33吨。这就是说,当松装比重约为600kg/m3时,必须以每秒钟约0.5m的输送速度在约70秒钟的时间内把大约55m3的粒化原褐煤用矩形分料型板均匀地送入压力室。问题在于,要掌握每秒钟0.8到1m3的流量在不连续的作业过程中达到均匀的分料高度,用连续分料和可反转的分料机经过立式分料装料带是不能圆满地解决这个问题的。此外,所需要的分料装料带的长度以及占有必不可少的空间也对设备的成本有不利的影响。
本发明的任务在于,制造一种设备,用这种设备,在不连续工作的压滤机“停停走走”的运行状态下,能够在装料过程自始至终使原褐煤粒状粉末平整堆积在400至500mm分料高度的矩形分料型面正确地产生出来,并以较小的空间需求和较低的安装费用实现输送方向上断续地准连续运行状态。
上述任务的解决办法可从有关专利权要求中得出,设备从专利权要求第1条表述特征的部分得出,压滤机从专利权要求第9条表述特征的部分得出,控制和调节装置从专利权要求第10条表述特征的部分得出。
作为本发明解决方案的优点是,可按照任务的需要,使每一分料和装料过程的定量配料都能精确地保持在矩形分料型面内,根据分料装料带的输送速度均衡地进行传送。
作为优点和同时降低成本,还可提出设备和压滤机的其它如下特点:
●分料机与料斗构成一个结构单元,并固定布置在压滤机前,
●分料机内原褐煤粒状粉末的出口前设有疏松给料滚筒,
●分料机上有一个与每次原褐煤粒状粉末的排放量相配合的和可调的出料口。
●在分料机的出料口内还布置了一个与分料装料带的输送速度相匹配的振动回转溜槽,而且,为了在分料装料带上构成矩形分料型面,分别在分料机下布置了固定隔壁,在压滤机前布置了挠性隔壁以及在压滤机内布置了可移动式隔壁。
其优点还在于,转运皮带机可以直接布置在料斗的正上方,因而整个装置明显所缩短,减少了安装空间需求。
从下文对图纸的说明和附带及从属的专利权要求中可以了解本发明的另外一些优越性。
图纸说明:
图1符合本发明的设备示意图,用侧视剖面图表示分料和装料行程中向符合本发明的压滤机供应原褐煤粒状粉末,
图2根据图1放大比例后带分料机的压滤机,
图3带分料机的压滤机平面图,
图4压滤机前视剖面图,
图5根据图2压滤机进口和出口处的压力室系统截面详图。
按照图1的图纸所示发明对象,包含了原褐煤粒状粉末6的热力机械除水系统的设备范围,其组成包括:
A)用来把装填物料一垄一垄不连续地分散到分料装料带4上的分料段,
B)配有综合压力室和闸门系统的单层压滤机5,以及
C)使用粗碎装置74把挤压成型的褐煤板块31从压力室40中运出供下面进行粉碎烘干。
图1的分料段进一步表明原褐煤粒状粉末6被转运皮带机2连续转运到固定的料斗1中。同料斗1构成一个结构单元的固定式分料机3把原褐煤粒状粉末6分散到分料装料带4上,后者在循环中被引导穿过压滤机5。分料装料带系统由下部的环形分料装料带4和两道垂直固定布置于其左右的压滤机5内部隔壁63及外部隔壁70与76组成。分料装料带4为透蒸汽的金属织物结构型式,在同步运行中被引导穿过压滤机5的压力室40。原褐煤粒状粉末6由分料机3分撒到料层高度H,呈精确的几何矩形截面,然后原样被送入压力室40,经挤压后送出,如图1到5所示。
图1、2和3为按照发明的原褐煤粒状粉末6的输送和分料系统。经过转运皮带机2把粗碎处理过的原褐煤即原褐煤粒状粉末6连续装入料斗1。料斗1的存储容积大约为压滤机5工作循环的2个装填单位。分料机3布置在与它构成一个结构单元的料斗1的下部。为了使原褐煤粒状粉末6达到有控制的定量配料,必需防止物料输送流堵塞在料斗中。为此,在外围壁69上布置了相应的振动装置72,以便使原褐煤粒状粉末6形成连续的体积流量,尤其是在倾斜的围壁69上形成连续的体积流量。在料斗1内,在疏松给料滚筒64之上设置了输送流导板67,这样可逐个进行调节的功能部件在工作方式上不至于因散料堵塞受到妨碍。料斗1内输送到疏松给料滚筒64的输送流因导板68的作用而形成不会堵塞的几何形状。分料过程不连续地被引导着,并根据分料装料带4的输送速度(v≥0.5m/s),延续大约21秒钟。为了做到在分料装料带4上尽可能均匀地堆积到约430mm的均衡料层高度H,预设了下述控制与调节过程:
原褐煤粒状粉末垄在约2.5m的宽度上被从分料机中分散到竖直的隔壁70之间分料装料带4上,也就是说,在这一宽度上借助振动溜槽66的作用使它从料斗1中排放出来。利用直接安排在刮辊71之前的料层高度传感器73对流量进行调节。这时,按以下功能链根据用试验方法获得的优先顺序对装料分料过程进行控制:
-料斗1中疏松给料滚筒64的圆周速度,
-借助料斗之下的一个滑阀控制出料口65,
-与分料装料带4的输送速度相关的振动溜槽66的卸料速度。
因此,对于通过利用例如测高轮73和75测量料层高度和脱过水的褐煤板块31高度X而指明的输送过量和输送不足(头波或波谷),可以借助控制以上功能部件的调节速度互相给予补偿。此外,当输送过量或不足时,或者更确切地说,当超过公差范围(最大/最小值)时,进行适当调节可以减低和提高分料装料带4的输送速度。通过这些参数的分配,在以上控制链范围内可做到均衡堆料,在“停停走走”运行状态下可做到均衡装料。
在把原褐煤粒状粉末垄堆放到分料装料带4上和把褐煤板块31从压滤机5中带出的同时完成下一个原褐煤粒状粉末垄的装入。在分料装料带4起动之前,压力室40的进口26和出口27被打开,且压力室40的隔壁63被解除压力,即被释放。经过对分料装料带4的数字控制,把堆积的原褐煤粒状粉末垄输送到出口27。当分料装料带4到达出口闸门II以后,压力室40重新关闭,也就是说,对隔壁63重新进行调整(约5mm的加压行程),重新关闭进口26和出口27。
根据图纸,在压力室加压范围B内配有综合压力室和闸门系统的压滤机5按结构型式是固定式的一级上活塞式压力机。分料装料带4无穷尽地把原褐煤粒状粉末6从分料段A输送到压力室加压范围B内,这一过程中原褐煤粒状粉末6被引导到压力室40的固定安装的下加热压力板13上。压力板13上中部的水平圆孔用来进行加热,而垂直的蒸汽喷射孔同时均匀分布在加压面或过滤面25上。上压力板17也采用同样的结构型式。
压力室系统(在范围B内)示于图4和图5。为了能把借助分料装料带4装入压力机5的原褐煤粒状粉末6用蒸汽从周围均匀地冲洗一遍,物料流被全方位封闭起来,并且密闭得不透蒸汽。
压力室系统由以下功能载体构成:
●由支承在压力机框架30中的下固定压力板13,
●由在各自直立布置在压力板13左右两长边上的垂直隔壁63,该隔壁又经过压力机液压式短冲程汽缸20在边上对着受压力机液压缸34驱动的上压力板17加压,
●通过长行程液压缸34和短行程液压缸20,前者从上面发挥作用,后者从两边向压力室40水平加压。液压缸34和20均附加在压力机框架30上,分别布置在压力室40的侧面和正面。
分料装料带4用隔壁63、70和78构成其分料箱,借助滚筒驱动机构在同步运转中穿过压力室40,其中,在压滤机5内部的直立的隔壁63可水平移动,在压滤机5外部的隔壁76位于分料段A的范围内是挠性的,而分料机下部的隔壁70则是固定布置的。作为继续输送原褐煤粒状粉末6用的辅助输送设备,隔壁63、70和76配备了振动装置72。压力机5内部的隔壁63在侧向加压过程中受短行程液压缸20控制,即在分料装料带4的输送运动过程中卸载,而在蒸汽喷射个加压过程中以变化的侧向压力压到上压力板17上。上压力板17通过弹性橡胶垫实现气密封,以阻止蒸汽的压力。当分料装料带4处于静止状态,利用压料液压缸23将隔壁63垂直下压时,则朝着已经密封的压力板13的下边缘,同样也要用弹性橡胶密封垫,使隔壁63实现气密封。
压力室系统上的进口和出口闸门I和II以及进口和出口26和27示于图1、2、3和5。
图1中展示了压滤机5在开启状态让原褐煤粒状粉末垄进入时的闸门运动原理。
与原褐煤粒状粉末垄进入压力室40并行,出口27中的截止活门28在通过液压执行机构36进行垂直运动的过程中进入其关闭位置,以适用随后的蒸汽喷射过程。入口26中的截止活门22此时向上移动,也就是被释放,于是,达到料层高度H的原褐煤粒状粉末垄(见图5)便能不受干扰地进入压力室40。
图4和图5表示处于关闭位置时的压力室40。上压力板17也达到为了等容积压缩原褐煤粒状粉末6的位置。截止活门28和截止活门22在高度X上可根据挤压成型的褐煤板块31的高度或料层高度H相应地进行不定量的调整。截止活门28用液压方式平顺地、水平和垂直地通过压紧装置35和液压执行机构36降落到原褐煤粒状粉末6上,并在密封状态向着分料装料带4移动,这样在分料箱系统的整个宽度上形成没有缝隙的密封。