長焰煤是變質程度 低的一種煙煤,是煤化程度僅高于褐煤的 年輕煙煤,從無粘結性到弱粘結性的都有。其中時間短的還含有一定數量的腐植酸。貯存時易風化碎裂。其中煤化度較高的年老煤,加熱時能產生一定量的膠質體。單獨煉焦時也能結成細小的長條形焦炭,但強度極差,粉焦率很高且內水高,活性強、易氧化。
隨著煤炭市場對煤質要求的提高,水分成為影響長焰煤等低階煙煤煤質的主要因素。長焰煤的干燥降水成為急待解決的問題。針對長焰煤揮發分高,爆炸指數大,活性強,易燃易爆的系列技術問題,鄭州市東鼎干燥設備有限公司開發出長焰煤烘干機提質設備。經實際推廣使用比較適合內蒙古、陜西、山西等地區的長焰煤、不粘煤和弱粘煤物料脫水處理。
長焰煤由于煤化程度較低,煤中含氧官能團如-OH、C=O、OCH3較多。這些官能團易和水以氫鍵的形式結合,導致煤中內水含量大。所以,長焰煤中的內水主要是化學結合水。化學結合水既不同于表面水(外水),也不同于結晶水。表面水靠物理吸附于煤的表面而易于干燥;結晶水屬分子結構水,很難去除;化學結合水去除難易介于兩者之間。長焰煤的干燥過程分2個階段:等速干燥階段和降速干燥階段。在等速干燥階段,物料表面的溫度等于煙氣的濕球溫度,物料中心溫度比濕球溫度偏低,物料內部存在著恒定的溫差。物料的干燥速度約等于純水的氣化速度。與高煤化程度煤不同的是,長焰煤的等速干燥階段很短。當物料的外在水分基本蒸發完后,干燥過程即進入降速干燥階段,降速干燥階段也就是內水的去除階段。隨熱煙氣的熱量不斷傳入,物料內部水分掙脫氫鍵和范德華力的束縛擴散到表面,并在表面汽化。隨物料含水量的不斷減少,內部水分擴散到表面的速度也逐漸降低,直到小于表面汽化速度時,物料溫度開始升高;水分在物料內部開始汽化,然后以蒸汽的形式擴散至表面。另外在干燥過程中,隨內水的不斷逸出,長焰煤的內部收縮,而在表面產生龜裂。龜裂后煤的抗碎性差,易碎裂。
東鼎干燥研制的長焰煤烘干工藝,充分吸收了常規煤炭烘干機的優點,并根據長焰煤特性,開發出具有獨特內部結構的滾筒干燥系統,并采取循環干燥法,保證干燥系統的安全運轉。工藝如下,濕煤由給料機給入滾筒干燥機,在干燥機內、濕物料與干燥介質進行質熱交換,濕物料依次經過等速干燥階段和減速干燥階段等后成為合格的干燥產品,經二次排料后外運。燃燒爐產生的高溫煙氣經配風室與經旋風除塵器初步凈化的干燥廢氣混合后成所需溫度后,進入干燥機與物料進行質熱交換。將熱量傳給物料后,變成廢氣,在引風機作用下,廢氣經旋風除塵器初步除塵后,一部分返回配風室,另一部分經濕式除塵器進一步凈化后排至大氣。
針對長焰煤含水量高、烘干易破碎的特點,東鼎干燥在筒體內部結構上做了特殊設計,進一 步加強了對團結塊物料的防破碎及對筒體內壁粘結的清掃,不僅提高了熱效率,而且有效避免了煤炭在干燥機內的沾粘和過干燥現象。系統還具有以下特點:
1、可根據不同的物料性質(水分、灰分、粒度組成)改變運行參數,使物料在干燥機筒體內能夠形成穩定的全斷面料幕,質熱交換更為充分;
2、干燥機抗過載能力強;
3、干燥機表面涂耐高溫漆,防止干燥機在運行過程中受熱面漆脫落;
4、干燥機實現了“零水平推力”,大大減少了擋托輪的磨損,筒體運轉平穩可靠;
5、干燥機采用“調心式托輪裝置”,使托輪和滾圈的配合永遠呈線性接觸,從而大大降低了磨損和動力損耗;
6、干燥機采用了無動力螺旋進料,不但解決了堵料和粘結問題,同時把斷續的進料變成連續的給料。