一种面煤资源化利用装置及其工艺

技术领域

本发明涉及面煤资源化利用领域，具体的说是一种面煤资源化利用装置及其工艺。

背景技术

面煤即是粉煤，是指粒度小于6mm的煤；随着综采水平的提高和下组煤开采比例的增多，粉煤含量不断增加，加之长途运输，到达用户手中的原煤有相当一部分是粉煤。

粉煤热解加热介质有固体热载体和气体热载体，但是这两种方法均有一定的缺陷，比如固体热载体使用陶瓷块作为热载体加热面煤，在面煤反应完成时还要去除陶瓷块，使得加工步骤更为繁琐；利用惰性气体作为热载体会降低成品煤气的纯净度，减少了煤气的热值；此外，为使炭化室中煤料有一定的透气性，在生产中都只能用大于30mm的块煤作为原料，对于直径小于6mm的粉煤，由于料层透气性差而引起炉压过高，造成不能生产，面煤在炭化还要注意受热均匀，防止部分面煤过度炭化，造成资源浪费，并且位于焦化炉边缘距离热源较远的煤接受的热量较少，往往会受热不充分，影响成品的质量。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种面煤资源化利用装置及其工艺，解决对于直径小于6mm的粉煤，由于料层透气性差而引起炉压过高，造成不能焦化，面煤在炭化还要注意受热均匀，防止部分面煤过度炭化，造成资源浪费，并且位于焦化炉边缘距离热源较远的煤接受的热量较少，往往会受热不充分，影响成品的质量的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种面煤资源化利用装置，包括炉体，所述炉体的顶部设有用于面煤进料的进料口，所述炉体的底部设有用于储存成熟焦炭的熟料仓，所述熟料仓的一侧底部安装有用于控制出料的出料门，所述进料口的底部设有用于炭化面煤的炭化机构，所述炭化机构包括沿水平方向间隔设置的燃烧室和炭化室，所述燃烧室内部的一侧底部设有用于供杆高温烟气进入的第一烟气进管，所述第一烟气进管贯穿炉体的侧壁并伸入燃烧室内部，所述燃烧室内部的另一侧顶部设有用于供烟气排出的第一烟气出管，所述第一烟气出管管道炉体的侧壁并伸进燃烧室内部，所述相邻的燃烧室之间沿竖直方向的通道形成炭化室，所述炭化室包括沿竖直方向均匀分布的三个炭化腔，所述炭化腔的横截面呈圆形，所述沿竖直方向相邻的炭化腔连通，且所述炭化腔内设有用于使面煤受热均匀的松煤机构，所述松煤机构的两侧设有提升机构，所述提升机构转动安装在炉体内部的两侧。在工作时，通过进料口向炉体内添加成熟兰炭，成熟兰炭在重力的作用下经过炭化室并且在炉体底部的熟料仓内堆积起来，继续向炉体添加面煤至炉体装满；将设备接通电源，并通过第一烟气进管向燃烧室内注入1000-1200℃的烟气，燃烧室通过隔墙向炭化室传导热量，使得炭化腔内的面煤焦化，同时，松煤机构做旋转和推拉运动，使得炭化腔内的面煤受热充分；提升机构转动时带动炉体内两侧的面煤由底部向上运动，同时提升机构对炉体两侧的面煤进行加热使其发生焦化，随着反应的进行，炭化机构和提升机构内的面煤互相交换运动；炉体内的面煤焦化完成后，打开出料门，使用推焦机将熟料仓内的兰炭运处，随后关闭出料门，熟料仓上部的焦化完成的焦炭在重力的作用下落至熟料仓；间歇性的循环从进料口添加面煤和从出料门排焦的过程即可得到面煤焦化得到的焦炭。

具体的，所述松煤机构包括第一电机、第一转轴、第二转轴a和限位块，所述沿水平方向设置的三组第一电机设置在炉体的一侧，所述第一电机的驱动轴表面固定安装有第一齿轮，所述第一齿轮的顶部和底部沿水平方向对阵设置有第二齿轮，所述第二齿轮固定安装在第二转轴a一端的表面，且所述第一齿轮和第二齿轮相啮合，所述第一电机的驱动轴的一端通过连轴器与第一转轴的一端固定连接，所述第一转轴和第二转轴a的另一端沿水平方向贯穿炉体一侧的侧壁并伸入炭化腔内，且所述第一转轴和第二转轴a的另一端与炭化室内侧壁上固定安装的限位块转动连接，所述第一转轴和第二转轴a的内部设有第一连杆，所述第一连杆的一端与限位块固定连接，所述第一连杆的表面沿周向均匀固定安装有三个“月牙”形状的顶板，所述第一转轴和第二转轴a的外表面沿周向均匀分布有六个固定安装的限位筒，所述限位筒内设置有第二连杆，所述第二连杆的一端贯穿限位筒并伸进第一转轴或第二转轴a的内部，且所述第二连杆的一端随着第一转轴或第二转轴a转动时一定位置时与顶板的表面相抵触，所述第二连杆位于限位筒内部分表面套装有复位弹簧，所述第二连杆的另一端固定安装有用于推动面煤的呈弧形的推板。设备在工作时，接通电源并打开第一电机，第一电机通过驱动轴带动第一齿轮转动，第一齿轮带动与之啮合的第二齿轮转动，所述第一电机的驱动轴和第二齿轮带动第一转轴和第二转轴a转动，进一步的，第一转轴和第二转轴a带动第二连杆和第二连杆上的推板转动，所述第二连杆转动到一定位置时其一端会被顶板抵触，使得第二连杆沿顺时针转动时还可以带动推板做推拉运动，使得炭化腔内的面煤与燃烧室的隔墙充分接触，并且受热均匀，防止部分面煤始终距离隔墙过近导致的过度炭化，造成资源浪费，同时防止面煤在焦化时过度板结，增加其透气性，帮助面煤焦化时产生的煤气排出，降低炉体内的膛压，可以处理平均粒径在6mm以下的面煤。

具体的，所述提升机构包括第三转轴和提升板，所述炉体底部的两侧设有第二电机，所述第二电机的驱动轴表面固定安装有第三齿轮，所述第三齿轮的一侧设置有第四齿轮，所述第三齿轮与第四齿轮相啮合，所述第四齿轮套装在第三转轴的底部，所述第三转轴的顶端贯穿炉体的底壁并伸进炉体内，且所述第三转轴的顶端与炉体顶部的内壁转动连接，所述第三转轴位于炉体内的部分表面固定安装有呈螺旋状的提升板，所述第三转轴位于炉体外的部分的外表面转动连接有第二烟气进管，所述第二烟气进管的顶端于炉体的底部固定连接，所述第三转轴内部设有空腔，所述第三转轴贯穿第二烟气进管且与所述第二烟气进管转动连接，所述第二烟气进管与空腔连通，所述第三转轴的顶部设有第二烟气出管，所述第二烟气出管固定安装在炉体顶部，且所述第二烟气出管分别与空腔连通。在工作时，将设备接通电源并打开第二电机，并通过第二烟气进管向第三转轴内注入1000-1200℃的烟气，第二电机的驱动轴带动第三齿轮转动，第三齿轮带动与之啮合的第四齿轮转动，第四齿轮带动第三转轴转动，第三转轴在转动时其表面的提升板带动炉体内两侧的面煤由底部向上运动，随着反应的进行，炭化机构和提升机构内的面煤互相循环运动，使得炉体的面煤都能均匀受热，防止部分面煤过度焦化或焦化不充分。

具体的，所述提升机构还包括导气杆，所述第三转轴位于炉体部分的表面固定安装有沿周向均匀分布的多个导气杆，所述导气杆呈“C”型且包括水平部分和垂直部分，所述导气杆的垂直部分贯穿提升板，所述导气杆顶端的水平部分高于提升板，所述导气杆底端的水平部分低于提升板；所述导气杆的内部设有通腔和气孔，所述气孔的一端与导气杆的表面连通，所述气孔的另一端与通腔连通，且所述气孔位于导气杆外面的一端水平高度低于与通腔相连的另一端，所述气孔的开口方向沿着第三转轴的径向分布，可以防止导气杆在转动时细小的面煤进入气孔内。在工作时，导气杆随着第三转轴转动，导气杆转动时搅动面煤，使其充分混合受热更加均匀，炉体两侧的面煤焦化时产生的煤气沿着导气杆内的通腔向上传输，所述倾斜的气孔可以防止被面煤堵塞。

一种面煤资源化利用工艺，包括以下步骤：

步骤一：通过进料口向炉体内添加成熟兰炭，成熟兰炭在重力的作用下经过炭化室并且在炉体底部的熟料仓内堆积起来，继续向炉体添加面煤至炉体装满；

步骤二：将装置接通电源并打开第一电机和第二电机，并分别通过第一烟气进管和第二烟气进管向燃烧室和第三转轴内注入1000-1200℃的烟气，燃烧室间接向炭化室传导热量，使得炭化腔内的面煤焦化，同时，松煤机构在第一电机的带动下做旋转和推拉运动，使得炭化腔内的面煤受热充分；

步骤三：第二电机带动提升机构转动，提升机构转动时带动炉体内两侧的面煤由底部向上运动，同时提升机构对炉体两侧的面煤进行加热使其发生焦化，随着反应的进行，炭化机构和提升机构内的面煤互相循环运动；

步骤四：提升机构上的导气杆在转动时搅动面煤，使其分布更加均匀，炉体两侧的面煤焦化时产生的煤气通过导气杆向上传输；

步骤五：炉体内的面煤焦化完成后，打开出料门，使用推焦机将熟料仓内的兰炭运处，随后关闭出料门，熟料仓上部的焦化完成的焦炭在重力的作用下落至熟料仓；

步骤六：从进料口添加面煤，继续循环上述步骤一至步骤五。

本发明的有益效果：

（1）本发明所述的一种面煤资源化利用装置，松煤机构的使用，在工作时，松煤机构在第一电机的带动下做旋转和推拉运动，使得炭化腔内的面煤与燃烧室的隔墙充分接触，并且受热均匀，防止部分面煤始终距离燃烧室隔墙过近导致的过度炭化，造成资源浪费，同时防止面煤在焦化时过度板结，增加其透气性，帮助面煤焦化时产生的煤气排出，降低炉体内的膛压，可以焦化处理平均粒径在6mm以下的面煤。

（2）本发明所述的一种面煤资源化利用装置，提升机构的使用，在工作时，第二电机带动提升机构转动，第三转轴在转动时其表面的提升板带动炉体内两侧的面煤由底部向上运动，随着反应的进行，炭化机构和提升机构内的面煤互相循环运动，使得炉体的面煤都能均匀受热，防止部分面煤过度焦化或焦化不充分。

（3）本发明所述的一种面煤资源化利用装置，提升机构的使用，在工作时，导气杆随着第三转轴转动，导气杆转动时搅动面煤，使其充分混合受热更加均匀，炉体内部两侧的面煤焦化时产生的煤气沿着导气杆内的通腔向上传输，所述倾斜的气孔可以防止被面煤堵塞。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明提供的一种面煤资源化利用装置的整体结构示意图；

图2为图1所示的背面的整体结构示意图；

图3为图1所示的内部结构的连接示意图；

图4为图1所示的水平方向的剖视图；

图5为图4所示的限位块与第一转轴的连接示意图；

图6为图3所示的松煤机构的结构示意图；

图7为图3所示的第三转轴位于炉体内的部分的结构示意图；

图8为图7所示的提升机构的剖视图；

图9为图8所示的A部的放大示意图。

图中：1、炉体，11、进料口，12、出料门，13、熟料仓，2、炭化机构，21、燃烧室，211、第一烟气进管，212、第一烟气出管，22、炭化室，221、炭化腔，4、松煤机构，41、第一电机，411、第一齿轮，412、第二齿轮，42、第一转轴，42a、第二转轴，43、限位块，44、第二连杆，45、推板，46、限位筒，47、复位弹簧，48、第一连杆，49、顶板，5、提升机构，51、第二电机，52、第三齿轮，53、第四齿轮，54、第三转轴，541、空腔，55、提升板，56、导气杆，561、通腔，562、气孔，57、第二烟气进管，58、第二烟气出管。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图9所示，本发明所述的一种面煤资源化利用装置，包括炉体1，所述炉体1的顶部设有用于面煤进料的进料口11，所述炉体1的底部设有用于储存成熟焦炭的熟料仓13，所述熟料仓13的一侧底部安装有用于控制出料的出料门12，所述进料口11的底部设有用于炭化面煤的炭化机构2，所述炭化机构2包括沿水平方向间隔设置的燃烧室21和炭化室22，所述燃烧室21内部的一侧底部设有用于供杆高温烟气进入的第一烟气进管211，所述第一烟气进管211贯穿炉体1的侧壁并伸入燃烧室21内部，所述燃烧室21内部的另一侧顶部设有用于供烟气排出的第一烟气出管212，所述第一烟气出管212管道炉体1的侧壁并伸进燃烧室21内部，所述相邻的燃烧室21之间沿竖直方向的通道形成炭化室22，所述炭化室22包括沿竖直方向均匀分布的三个炭化腔221，所述炭化腔221的横截面呈圆形，所述沿竖直方向相邻的炭化腔221连通，且所述炭化腔221内设有用于使面煤受热均匀的松煤机构4，所述松煤机构4的两侧设有提升机构5，所述提升机构5转动安装在炉体1内部的两侧。在工作时，通过进料口11向炉体1内添加成熟兰炭，成熟兰炭在重力的作用下经过炭化室22并且在炉体1底部的熟料仓13内堆积起来，继续向炉体1添加面煤至炉体1装满；将设备接通电源，并通过第一烟气进管211向燃烧室21内注入1000-1200℃的烟气，燃烧室21通过隔墙向炭化室22传导热量，使得炭化腔221内的面煤焦化，同时，松煤机构4做旋转和推拉运动，使得炭化腔221内的面煤受热充分；提升机构5转动时带动炉体1内两侧的面煤由底部向上运动，同时提升机构5对炉体1两侧的面煤进行加热使其发生焦化，随着反应的进行，炭化机构2和提升机构5内的面煤互相交换运动；炉体1内的面煤焦化完成后，打开出料门12，使用推焦机将熟料仓13内的兰炭运处，随后关闭出料门12，熟料仓13上部的焦化完成的焦炭在重力的作用下落至熟料仓13；间歇性的循环从进料口11添加面煤和从出料门12排焦的过程即可得到面煤焦化得到的焦炭。

具体的，所述松煤机构4包括第一电机41、第一转轴42、第二转轴42a和限位块43，所述沿水平方向设置的三组第一电机41设置在炉体1的一侧，所述第一电机41的驱动轴表面固定安装有第一齿轮411，所述第一齿轮411的顶部和底部沿水平方向对阵设置有第二齿轮412，所述第二齿轮412固定安装在第二转轴42a一端的表面，且所述第一齿轮411和第二齿轮412相啮合，所述第一电机41的驱动轴的一端通过连轴器与第一转轴42的一端固定连接，所述第一转轴42和第二转轴42a的另一端沿水平方向贯穿炉体1一侧的侧壁并伸入炭化腔221内，且所述第一转轴42和第二转轴42a的另一端与炭化室22内侧壁上固定安装的限位块43转动连接，所述第一转轴42和第二转轴42a的内部设有第一连杆48，所述第一连杆48的一端与限位块43固定连接，所述第一连杆48的表面沿周向均匀固定安装有三个“月牙”形状的顶板49，所述第一转轴42和第二转轴42a的外表面沿周向均匀分布有六个固定安装的限位筒46，所述限位筒46内设置有第二连杆44，所述第二连杆44的一端贯穿限位筒46并伸进第一转轴42或第二转轴42a的内部，且所述第二连杆44的一端随着第一转轴42或第二转轴42a转动时一定位置时与顶板49的表面相抵触，所述第二连杆44位于限位筒46内部分表面套装有复位弹簧47，所述第二连杆44的另一端固定安装有用于推动面煤的呈弧形的推板45。设备在工作时，接通电源并打开第一电机41，第一电机41通过驱动轴带动第一齿轮411转动，第一齿轮411带动与之啮合的第二齿轮412转动，所述第一电机41的驱动轴和第二齿轮412带动第一转轴42和第二转轴42a转动，进一步的，第一转轴42和第二转轴42a带动第二连杆44和第二连杆44上的推板45转动，如图6所示，所述第二连杆44转动到一定位置时其一端会被顶板49抵触，使得第二连杆44沿顺时针转动时还可以带动推板45做推拉运动，使得炭化腔221内的面煤与燃烧室21的隔墙充分接触，并且受热均匀，防止部分面煤始终距离隔墙过近导致的过度炭化，造成资源浪费，同时防止面煤在焦化时过度板结，增加其透气性，帮助面煤焦化时产生的煤气排出，降低炉体1内的膛压，可以处理平均粒径在6mm以下的面煤。

具体的，所述提升机构5包括第三转轴54和提升板55，所述炉体1底部的两侧设有第二电机51，所述第二电机51的驱动轴表面固定安装有第三齿轮52，所述第三齿轮52的一侧设置有第四齿轮53，所述第三齿轮52与第四齿轮53相啮合，所述第四齿轮53套装在第三转轴54的底部，且所述第三转轴54的顶端与炉体1顶部的内壁转动连接，所述第三转轴54位于炉体1内的部分表面固定安装有呈螺旋状的提升板55，所述第三转轴54位于炉体1外的部分的外表面转动连接有第二烟气进管57，所述第二烟气进管57的顶端于炉体1的底部固定连接，所述第三转轴54内部设有空腔541，所述第三转轴54贯穿第二烟气进管57且与所述第二烟气进管（57）转动连接，所述第二烟气进管57与空腔541连通，所述第三转轴54的顶部设有第二烟气出管58，所述第二烟气出管58固定安装在炉体1顶部，且所述第二烟气出管58分别与空腔541连通。在工作时，将设备接通电源并打开第二电机51，并通过第二烟气进管57向第三转轴54内注入1000-1200℃的烟气，第二电机51的驱动轴带动第三齿轮52转动，第三齿轮52带动与之啮合的第四齿轮53转动，第四齿轮53带动第三转轴54转动，第三转轴54在转动时其表面的提升板55带动炉体1内两侧的面煤由底部向上运动，随着反应的进行，炭化机构2和提升机构5内的面煤互相循环运动，使得炉体1的面煤都能均匀受热，防止部分面煤过度焦化或焦化不充分。

具体的，所述提升机构5还包括导气杆56，所述第三转轴54位于炉体1部分的表面固定安装有沿周向均匀分布的多个导气杆56，所述导气杆56呈“C”型且包括水平部分和垂直部分，所述导气杆56的垂直部分贯穿提升板55，所述导气杆56顶端的水平部分高于提升板55，所述导气杆56底端的水平部分低于提升板55；所述导气杆56的内部设有通腔561和气孔562，所述气孔562的一端与导气杆56的表面连通，所述气孔562的另一端与通腔561连通，且所述气孔562位于导气杆56外面的一端水平高度低于与通腔561相连的另一端，所述气孔562的开口方向沿着第三转轴54的径向分布，可以防止导气杆56在转动时细小的面煤进入气孔562内。在工作时，导气杆56随着第三转轴54转动，导气杆56转动时搅动面煤，使其充分混合受热更加均匀，炉体1两侧的面煤焦化时产生的煤气沿着导气杆56内的通腔561向上传输，所述倾斜的气孔562可以防止被面煤堵塞。

一种面煤资源化利用工艺，包括以下步骤：通过进料口11向炉体1内添加成熟兰炭，成熟兰炭在重力的作用下经过炭化室22并且在炉体1底部的熟料仓13内堆积起来，继续向炉体1添加面煤至炉体1装满；将设备接通电源并打开第一电机41和第二电机51，并分别通过第一烟气进管211和第二烟气进管57向燃烧室21和空腔541内注入1000-1200℃的烟气，燃烧室21通过隔墙向炭化室22传导热量，使得炭化腔221内的面煤焦化，，同时，第一电机41通过驱动轴带动第一齿轮411转动，第一齿轮411带动与之啮合的第二齿轮412转动，所述第一电机41的驱动轴和第二齿轮412带动第一转轴42和第二转轴42a转动，进一步的，第一转轴42和第二转轴42a带动第二连杆44和第二连杆44上的推板45转动，如图6所示，所述第二连杆44转动到一定位置时其一端会被顶板49抵触，使得第二连杆44沿顺时针转动时还可以带动推板45做推拉运动，使得炭化腔221内的面煤与燃烧室21的隔墙充分接触，并且受热均匀，防止部分面煤始终距离隔墙过近导致的过度炭化，造成资源浪费，同时防止面煤在焦化时过度板结，增加其透气性，帮助面煤焦化时产生的煤气排出，降低炉体1内的膛压，可以处理平均粒径在6mm以下的面煤；第二电机51的驱动轴带动第三齿轮52转动，第三齿轮52带动与之啮合的第四齿轮53转动，第四齿轮53带动第三转轴54转动，第三转轴54在转动时其表面的提升板55带动炉体1内两侧的面煤由底部向上运动，随着反应的进行，炭化机构2和提升机构5内的面煤互相循环运动，使得炉体1的面煤都能均匀受热，防止部分面煤过度焦化或焦化不充分；提升机构5上的导气杆56在转动时搅动面煤，使其分布更加均匀，炉体1两侧的面煤焦化时产生的煤气通过导气杆56向上传输；炉体1内的面煤焦化完成后，打开出料门12，使用推焦机将熟料仓13内的兰炭运处，随后关闭出料门12，熟料仓13上部的焦化完成的焦炭在重力的作用下落至熟料仓13；从进料口添加面煤，继续循环上述步骤即可得到质量稳定的焦炭。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。