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陕西府谷兰炭振动混流干燥的实验研究

摘要：针对兰炭的特点，结合唐山市神州机械有限公司的振动混流干燥技术，对兰炭的干燥工艺过程进行了研究，测定其工艺参数，考察兰炭的干燥效果，并对干燥过程进行优化。研究表明，振动混流干燥用于兰炭干燥是可行的，可以将兰炭全水分干燥至0.5%~1%，干燥过程中兰炭的粒径无明显变化，破碎率小于5%，本实验的研究结果可为兰炭干燥提供一条新的途径。
关键词：兰炭；干燥；水分；破碎率
1引言
兰炭是在化工厂提炼煤焦油工业附属物，其特性是含水量高，干燥过程中容易着火，而且烘干过程中极易破碎，其水分含量难以控制。因此，干燥兰炭是国内化工、建材、水泥行业公认的技术难题。兰炭具有易破碎、易着火、含水量特别大三个显着特点，在以往的烘干系统中，均采用扬料烘干，由于跌落高度差较大，导致兰炭的破碎率高，由于其易着火和水分大的特性导致不能保证烘干水分，造成下游密闭电磁炉生产电石的高能耗以及安全事故隐患[1-3]。
唐山神州机械有限公司是一家以选煤新工艺、新设备开发，选煤工程设计和承包，选煤设备生产和选煤计算服务于一体的国家级高新技术企业，企业主导产品“洒落式振动混流干燥系统”和“复合式干法选煤系统”已通过国家技术鉴定，成果水平居国际领先地位，振动混流干燥设备由于其特有的干燥机理，安全性高、破碎率低，且在国内外已经有多家应用实例，非常适合兰炭干燥。
为确保兰炭干燥的顺利进行和安全、可靠、高效的实施，并获得适合恒源煤焦电化有限公司兰炭的最佳工艺参数，受恒源煤焦电化有限公司委托，在唐山市神州机械有限公司的试验场进行兰炭干燥的工业化实验研究[4-5]。该项研究主要试验条件：热空气为干燥介质，温度140～230℃，试验确定了兰炭干燥的最佳工艺条件，并取得了良好的效果。
2振动混流干燥工艺
振动混流干燥工艺流程如图1所示，链条式热风炉产生的热烟气经沉降室出去火星，由干燥主风机给入干燥机的下部，湿物料由原煤皮带机从干燥机顶部进入，物料被均匀干燥后大部分从干燥机底端由皮带机输出，一小部分细物料随气流进入袋式除尘器回收，经袋式除尘器净化后干燥气体经引风机由排气管排出。

1、热风炉2、沉降室3、调节挡板4、烟囱5、进风道6、热风机7、干燥器8、给煤机9、出煤机10、布袋式除尘器11、卸料器12、排风机
图1振动混流干燥工艺流程
振动混流干燥器为8层，每层由两个面积为1m×4m的振动床串联而成，干燥热风穿流床层的面积为：A=1×4=4m2，承载物料的床层面积为：F=8×1×4=32m2。干燥器进口热风温度为240℃左右，干燥热风从干燥器下部进风，出风都在干燥器顶部。热风炉的供热量为：2.8MW，链条式热风炉的出口烟气温度为600℃。
3实验结果及分析
3.1干燥工艺流程温度变化

图2干燥工艺流程各点温度变化（30~50mm）
维持进料量为10t/h，分别对30~50mm、16~30mm、3~16mm三种不同粒径的兰炭进行了干燥实验，为保证干燥的效果，保持进口风量不变，三种不同粒径时干燥器进口温度分别为220、160、130℃。图2~4分别为30~50mm、16~30mm、3~16mm粒级振动混流干燥工艺流程各监测点温度变化，热介质经过各振动床后温度逐步降低，除尘器内干燥介质温度高于75℃左右，高于露点温度，说明该工艺设计合理。

图3干燥工艺流程各点温度变化（16~30mm）

图4干燥工艺流程各点温度变化（3~16mm）
3.2干燥前后效果
干燥前后兰炭的收到基水分变化如图5所示，30~50mm、16~30mm、3~16mm粒径兰炭的全水分分别由24.7%、20.84%和20.82%降低至0.5%、0.85%、0.95%；干燥前后收到基发热量如图6所示，干燥前30~50mm、16~30mm、3~16mm粒径兰炭的收到基高位发热量分别为7605、7360、6886kcal/kg，干燥后兰炭的收到基高位发热量分别提高至7455、7290、6963kcal/kg；干燥前30~50mm、16~30mm、3~16mm粒径兰炭的收到基低位发热量分别为5447、5574、5212kcal/kg，干燥后兰炭的收到基低位发热量分别提高至7244、7032、6657kcal/kg。

图5干燥前后兰炭的收到基水分

图6干燥前后兰炭的收到基发热量
由以上实验结果可知，振动混流干燥设备利用130~220℃的低温热风就可以很容易的将兰炭中的水分脱除，和褐煤干燥相比，由于其空隙多，比煤炭的干燥效率更高。因此，从安全性角度考虑，振动混流干燥设备的低温大风量技术路线是切实可行的。
3.3干燥前后粒径变化
干燥前后兰炭的粒径变化如图7所示，干燥后分别用30mm、16mm和3mm的筛子对30~50mm、16~30mm、3~16mm粒径的兰炭进行筛分，得到的筛上物分别为96.