[发明专利]一种风热式煤粉改性器及使用该改性器制备改性煤的方法

说明书

技术领域

本发明属于机械设备制造及煤炭加工技术领域，具体涉及一种风热式煤粉改性器及使用该改性器制备改性煤的方法。

背景技术

随着我国钢铁工业的快速发展，可用于炼焦的煤炭资源日益减少，为实现钢铁工业的可持续发展，开展非焦煤改性炼焦已成为今后配煤炼焦技术的发展趋势之一。对于非焦煤改性炼焦及改性设备的研发应用方面，国内已有学者进行了相关的研究。

现有设备：中国专利文献CN202741048U公开的一种混料机，包括壳体，壳体内设置搅拌桨叶，壳体内壁和搅拌桨叶上都焊有氮化硅耐磨衬板；该设备结构简单，不污染混料，但混料效率较低而且不能对混料进行加热。中国专利文献CN2562150Y公开的一种双锥喷雾掺杂干燥混料机，包括罐体、机架；该混料机利用加热介质通过罐壁上的夹套对罐内的物料进行加热、干燥，但加热不均匀而且温度较低。而中国专利文献CN2542431Y公告的一种干燥混料机，干燥方式是通过导入热风进行加热，加热温度不高，并且仅适用于粒度较大的物料，对于粒度小于3mm的煤粉易随热风吹出，一方面容易损坏电机，另一方面，会恶化工作环境。中国专利文献CN103059888A公布的一种低碳高氢类煤粉改性剂和使用该煤粉改性剂的配煤炼焦方法，其煤粉改性温度最高只能达到350℃。

因此，发明一种高效混合、适合不同温度条件下特别是高温450℃下对煤粉进行改性的改性装置和使用该改性装置制备改性煤的方法，用于配煤炼焦，拓展炼焦煤资源是必要的。通过改性装置和改性方法的实施可以克服目前一些装置和方法存在的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风热式煤粉改性器及使用该改性器制备改性煤的方法，旨在弥补现有设备和方法的不足，提高混料效率，促使煤粉在高温下的反应和改性。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种风热式煤粉改性器，包括电机、筒体和系统控制装置，所述电机安装在筒体上方，所述筒体呈圆筒形，筒体顶部设有排气管和加料口，内部设有搅拌轴，外壁设置有用于通入热风的热风管，底部呈圆锥形设计并设有出料口。所述系统控制装置控制电机转速、热风温度、改性时间、加料和出料。

进一步，所述筒体顶部和底部与搅拌轴相连部位配置有水冷轴承座，防止加热时搅拌轴温度过高而损坏电机和轴承。

进一步，所述排气管用于排出筒内的蒸汽和分解气体。

进一步，所述搅拌轴上设置有螺旋形搅拌桨叶和均热刮板；所述均热刮板贴近筒体内壁设置；搅拌时旋转的桨叶使煤粉螺旋上升，进而在筒内形成自下而上相互混合的循环流；另外均热刮板随搅拌轴一起旋转，增加了煤粉的相对运动和掺混，并及时将筒体内壁附近的热煤粉更新，从而可以快速混合、加热和改性煤粉。

进一步，所述热风管为半圆形环状结构，环绕在筒体外壁周围，所述热风管外围设置有一层保温层，防止散热；热风从热风管进风口一侧导入，环绕筒壁后从出风口导出，热风将热量传递给筒壁，进而将筒内的煤粉加热，避免了热风直接通入筒内加热，煤粉随热风吹出的问题；所述热风可来源于焦炉煤气或高炉煤气或转炉煤气的燃烧气或余热回收气体或热废气，气体温度高于450℃，可实现煤粉的高温改性要求。

进一步，所述筒体底部内壁上安装有三个互成120°水平夹角的热电偶，温度检测准确、可靠；所述筒体底部设计为圆锥形，以利于快速出净煤粉。

一种使用上述煤粉改性器制备改性煤的方法，包括以下步骤：

首先，按比例将一定质量的煤粉和煤粉改性剂装入改性器筒体内；

然后，启动电机搅拌，使煤粉和煤粉改性剂在常温下混合一定时间至均匀；

之后，再由系统控制装置将热风通入热风管，边加热边搅拌，至煤粉温度达到改性所要求温度后，恒温搅拌一定时间，煤粉和煤粉改性剂在加热过程中充分混合、反应、改性；

最后，煤粉改性完成，改通冷风冷却，待煤粉冷却至常温，打开出料口搅拌出料。

进一步，所述煤粉改性温度控制在25～450℃。

进一步，所述煤粉改性时间不低于10min。

本发明的实施效果是：

1．相比于现有设备，本发明提供的煤粉改性器适合于各种粒级的煤粉改性，混料效率高，加热均匀、加热温度高，煤粉改性温度最高可达450℃。

2．通过本发明所述改性煤制备方法的实施，所制备的改性煤能全部用于配煤炼焦，炼出优质焦炭。改性过程中煤粉与改性剂混合均匀、反应充分、改性效果好。

3．本发明所述煤粉改性器使用工业热废气加热，能有效回收利用热废气热能，节约能源和资源。

附图说明