无烟煤造粒机组的研制开发.pdf

第40卷第3期
化工机械
无烟媟造粒机组的硏制开发
王蓉*沈文朋孙淇余武淑花
天华化工机截及自动化研究设计院有限公司)
摘要介绍无烟煤造粒机組的研制开发过程,杌组通过湿法挤出造粒的方式,配套前端喂混合
后处理干燥的方法挤出空心国柱形捧料,可以替代木炭应用于多个领城,具有烟尘少、耐燃以及热值
高等请多倪点。
关键词无烟牒造粒机组研发
中图分类号'T051.9'3
文标识码B
文章编号0254-6094(2013)030387-03
近年来,国家开始实施林木保护工程,严格限坏是评价混合程度的重要指标
制利用天然林木生产木炭,导致许多木炭生产厂
在此过程中用混合机进行混合,即通过计量
家因原料短缺而处于停产、半停产状态,木炭市场泵将搅拌罐中的粘结剂水溶液泵出,由壳体上部
出现了供不应求的局面。而我国无烟煤预测储量的喷头喷淋煤粉,在搅拌叶片的强制作用下使煤
为4740亿,占全国煤炭总资源量的10%,年产粉循环对流和剪切移动而达到均匀混合。无烟煤
2亿t。作为木炭的替代品,用无烟煤加工的空心粉无粘结性无法挤出成粒,因此需要添加粘结剂。
圆柱煤棒不仅减少了对树木的砍伐,达到了保护.粘结剂对颗粒制品强度的影响最大,它强化了原
生态环境的目的,还可以满足人们对木炭的需求,始微颗粒间的结合力。在挤压造粒过程中,捏合
有效缓解木炭供应的紧张形勢。无烟煤造粒机组很关键,粘结剂用量多了,挤出来的物料易粘连在
的成功研制,将会带来可观的经济效益和社会效一起,用量少则不能制出用户要求的颗粒或制出
益,市场潜力巨大。
来的颗粒强度不好易破碎。因此,选择合适的粘
无烟煤粉造粒工艺
结剂和用量非常重要。粘结剂的选择主要是靠经
无烟煤粉末通过喂料机的定量进料输人,与验,选择了几种可行的粘结剂后,须通过试验来确
定比例的粘结剂水溶液在混合机中充分混合
定最好的种类、添加量和添加方式。根据产品的
后,输入单螺杄挤出造粒机,通过单螺杆挤出造粒用途,粘合剂燃烧后不应产生有害物质。笔者初
机机头的模板控制粒径的大小,通过外切刀控制步确定用纤维素作为粘结剂(纤维素的主要成分
空心圆柱形碳棒的长短。碳棒再经过干燥机的干是碳水化合物,分子组成是C和H,燃烧产物是二
燥后即成成品。
氧化碳和水,来源广,而且粘性好,满足经济实用
造粒设备及关过程
又环保的要求),通过试验发现,挤出来的圆柱条
混合造粒机组结构如图所示
表面有裂纹,强度不是很好,后来又加人了一些水
2.1混合过程
玻璃作为粘结剂(工业水玻璃的成分为碓酸钠或
混合过程是两种或两种以上不同组分的物料硅酸钾,燃烧后也不会产生有害物质),挤出来的
在外力作用下发生运动速度和方向改变,使各组圆柱条经过烘干后表面光滑,强度也很好。最终
分颗粒得以均匀分布的操作过程。在此造粒机组确定同时使用纤维素和水玻璃同时作为粘结剂。
中的混合是把髙粘度的液体和固体相互混合,这以5kg无烟煤粉为试验对象,采用不同类型和加
操作过程也称为捏合或混炼。混合均匀度的好入量的粘结剂制成的无烟煤空心棒的试验结果见
王蓉,女,1982年3月生,工程师。甘肃省兰州市,730060。
万方数括
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化工机械
2013年
无烟煤粉末
粘合剂
搅拌罐
混合机喷头
器
?
混合物料
造粒机
切粒机
带式十燥机
无烟煤碳棒
图1混合造粒机组结构简图
表1
湿法挤出造粒是使无烟煤粉末在粘结剂水溶
液的作用下,具有可塑性,在外加挤压力的强制作
表1不同种类和加入量的粘结荆试验结果対比用下,原料通过具有一定大小筛孔的模板从另
粘结剂及用量/k
试验结论
端挤出,而达到所需要的圆柱型颗粒。将在混合
水(2.10)
不成形
机中与粘结剂混合好的煤粉放入单螺杆挤出造粒
纤维水溶液(2.10)
表面有裂纹,易碎
机中,在外部挤压力的作用下,煤粉以与机头模板
纤维素和水玻璃水溶液刚挤出后物料较湿,易粘连,烘干开孔相同的截面形状和大小从前端挤出,即可获
(2.10)
后强度较好
得空心圆柱形碳棒。
纤维素和水玻璃水溶液粉枓较干,易造成螺杆机温度较
1.70)
高,喷料
3设备相关零部件的设计
纤维素和水玻璃水溶液表面光滑无裂纹,烘干后强度较好
3.1螺纹套
(1.95)
输送挤压成形装置(图2)主要由螺旋套,刮
刀和模板组成。螺旋套是输送挤压机构的重要部
通过试验最终确定粘结剂配比情况为:水溶件,在造粒过程中带动物料向前挤压推进。螺旋
液占总比例的28.0%(其中干纤维素占1.5%,水套分为两部分:一部分是螺旋挤压段,一部分是螺
玻璃占2.0%),其余为水。
旋输送段。螺旋套的螺距大小对机器的性能有很
2.2造粒过程
大影响,物料湿法挤出造粒单螺杆机螺距一般为
造粒是固体粒子的加工过程,广泛应用于药螺旋直径的0.6~1.0,螺旋输送段螺距与螺旋挤
品、食品及化工产品等固体物料的加工过程中。出段螺距之比一般为1.5~2.0。在相同的电机
将无烟煤粉造粒要解决的问题是调整颗粒的粉体转速下,螺旋套螺距越大,挤压力越小,反之,则挤
性质,改謦其流动性,防止粉尘飞扬与器壁上的黏压力越大。但是,若挤压力过大则会使模板向外
附,造成环境污染与原料损失。基于这一目的,确突出变形;若挤压力过小,则可能会出现返料或出
定湿法挤出造粒为适合无烟煤粉造粒的方法。料量较少现象,影响产量。因而,确定一个合适的
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