转筒干燥设备在煤泥干燥中的应用

纪长顺，任祥军，戴昭斌

(安徽省煤炭科学研究院，安徽 合肥 230041)

煤泥作为煤炭洗选加工过程中产生的粒度在0.5 mm以下的副产物，具有粒度细、水分含量高、灰分高、黏性较大、热值偏低等特点[1-2].随着煤炭加工业的快速发展，煤泥的产量增加较为明显，煤泥若得不到合理利用，长期堆存将会占用大量土地，而且在堆积状态下形态极不稳定，遇水流失，风干飞扬。目前，部分矿区对煤泥的处置缺乏有效的手段与方法，不仅浪费了资源，而且造成了严重的环境污染，有时甚至制约了煤炭洗选作业的正常开展[3-4].为解决上述困难，进一步提升煤泥附加值，安徽某矿区经综合考察决定对煤泥进行干燥，引入了煤泥转筒干燥设备。煤泥经干燥后可大幅下调物料总水分，进一步提升煤泥热值，处理后的煤泥可实现与中煤掺和外运及销售，有效避免了冬季煤泥与中煤混合后冻车、影响洗中煤品质。

1 设备结构及技术参数

1.1 设备结构

矿区用煤泥干燥设备需与选煤厂生产和组织管理能力相适应，应优先选用技术成熟性高、工作可靠、操作方便的设备，同时还要确保设备对物料的适应性，物料不沾筒体和内壁，且具有高效节能，维修保养简单的技术要求[5].经反复比选后，该厂最终采用技术成熟的转筒式干燥设备对压滤机压滤后的煤泥进行干燥处理，引入的转筒式干燥设备主要由打散装置、输送装置、热源、进料装置、烘干装置、出料装置、引风与除尘装置等结构部件构成。设备结构示意图见图1.

图1 转筒式干燥设备结构示意图

1.2 技术参数

一般矿区煤泥生产具有连续性，对同类型入洗煤炭，经洗选及压滤设备处理后生产的煤泥，其理化特性也具有良好的一致性。该矿区煤泥经洗选压滤后，生产及理化特性见表1.

由表1中数据可知，矿区煤泥产量稳定，板式压滤机处理后的煤泥，水分较大，且黏性较强，发热量一般为8.50～12.50 MJ/kg，热值能够达到电力用煤掺配燃烧的需求，需要解决的是煤泥干燥问题，以便顺利实现掺配，发挥燃烧价值。

表1 煤泥生产及理化特性表

在确定煤泥干燥设备技术参数时，应使设备适应矿区煤泥的特性，才能实现连续生产，确保产品质量。经比选，煤泥转筒干燥设备的主要技术参数见表2.

表2 干燥设备主要技术参数表

2 干燥原理及特点

2.1 原 理

转筒干燥设备主要工作原理是利用燃烧装置即热源产生的高温烟气对含水量较大的湿煤泥采取顺流式加热，煤泥在设备内部经过一系列的物理与化学状态变化，通过与筒内不同阶段高温气流的热交换，逐步减少水分含量，形成可用于直接掺烧的燃料用煤。

干燥过程主要为煤泥物料在进入转筒干燥设备后，依次通过打散区、导料区、清理区、扬料板区、出料区，最终实现干燥。在打散区，湿煤泥由输送系统供入打散装置，经快速打散后形成块状的煤泥，后送入内部呈负压状态的干燥机。在导料区煤泥与高温负压热风接触后被迅速蒸发出大量水分，在大导角的抄板抄动下，煤泥在黏结前即被送入清理区。在煤泥清理区，清扫装置可快速有效清理掉黏结在壁筒的煤泥，同时对物料团球结块也起到了良好的破碎作用，进一步增加了热交换面积，提高了传热传质的效率。在扬料板区，干燥温度相对较低，煤泥呈低水分松散状态，已不具有明显的黏结现象，经热交换达到成品所要求的水分值。该区煤泥滚动滑行至排料口，该区不设置抄板，完成干燥后的煤泥经输送装置转移至堆场，完成整个干燥过程。

2.2 特 点

设备加热气流采取顺流方式，干燥烟气与湿煤泥由同一侧进入设备内部，充分利用了高温烟气获得较强的蒸发强度。同时，在物料出口处，温度较低增加了设备的热效率。通过对设备运行参数的调节，能在设备筒体内形成稳定的全断面料幕，热交换更为充分。进一步优化后的内部扬板清扫和热传导作用更好，可有效清除内壁的物料黏结现象，对水分、黏性的适应性更强。设备还具有燃料消耗相对较少，干燥成本低的特点。

3 应用情况

该矿区使用煤泥干燥装置后，日产煤泥量约550 t，可满足日常生产的实际需要，与矿区生产及管理相匹配。设备日常生产煤泥参数满足矿方要求，煤泥干燥前后的参数见表3.

表3 煤泥干燥前后参数表

由表3可知,该矿区煤泥经转筒干燥装置处理后，全水分可降低至15.0%以下，热值平均提高1.59 MJ/kg,装置对煤泥的处理指标参数符合生产要求。

4 设备常见问题及对策

干燥装置在投入使用后存在问题，经分析提出了相应的改进措施。

1)由于该煤泥干燥装置的轴承几乎负担设备的全部负荷，因此承载负荷大，易磨损，影响装置转运率和使用寿命。应定期对轴承等部件注入润滑油，且应保证润滑油的清洁度，密封良好。设备主要注油处为转动轴承、轧辊轴承、活动轴承、活动平面、齿轮等。

2)实际生产中部分煤泥易形成大颗粒料团，在表面形成气膜层，阻碍了内层物料的热质交换。因此，在对煤泥进行干燥前应增设和改进煤泥打散装置，加强对煤泥物料的破碎与处理能力。

3)扬料板煤泥给料不均匀，易黏结堆积在筒体上。在给料端安装经优化后的螺旋形导料板，可解决该问题，同时可避免倒料。

4)胶带输送机滚筒易黏结煤泥，导致输送机胶带跑偏，影响正常生产。可在输送机滚筒上增设活动清扫器，实现对滚筒黏附煤泥及时清除。

5)设备运行过程中，大齿轮与小齿轮间出现异响，一般为齿轮间隙存在异常，需结合设备运行状况进行检查，将大小齿轮之间的啮合间隙调整至合适位置。

5 结 语

通过转筒干燥装置的现场应用实践，提高了煤泥综合利用的附加值，经处理后的煤泥既可以独立使用，也可以掺配后外销，还可以用于制备型煤等产品，解决了煤泥长期堆积的问题，实现了煤泥资源的再利用。同时，煤泥干燥后减少了污水外流，风干扬尘等环境污染。煤泥转筒干燥设备经过长期的现场改进以及不断的优化，目前在煤泥干燥行业中已经得到了广泛的应用，具有良好的经济和环境效益。