一种褐煤催化装置及其褐煤处理系统

摘要

本实用新型公开一种褐煤催化装置及其褐煤处理系统，通过分料螺旋器将存储在缓存料仓中的褐煤分别输送至相应的催化反应釜内，进而将聚集在缓存料仓中的褐煤分成多部分，那么在各个催化反应釜中褐煤与褐煤催化添加剂进行混合，充分增加褐煤催化添加剂与褐煤的接触面积，进而提高了对褐煤的催化效果，并且由于褐煤催化添加剂与褐煤颗粒重量不同，那么在催化反应釜内容易沉积在其底部，所以搅拌机构的叶片往复贴近催化反应釜的底壁内侧，进而将催化反应釜底部或顶部的褐煤不断翻动，与褐煤催化添加剂在沿竖直方向上搅动后充分混合，进一步提高了褐煤与褐煤催化添加剂的充分接触，保证了对褐煤的催化效果。

说明书

技术领域

本实用新型涉及褐煤处理技术领域，特别是涉及一种褐煤催化装置及其褐煤处理系统。

背景技术

褐煤是存储量较大的一个煤种，中国褐煤储量占煤储量约13％左右，世界其它国家的褐煤占煤炭开采比重约30％左右，褐煤的生产利用总量巨大。目前褐煤利用是全世界的难题，主要存在褐煤易燃而难以储存；褐煤干燥后宜复吸水而造成干燥效果大打折扣；因为褐煤的含水较高，运输成本高，并且褐煤化工方面的效果及生产效率低下。因此能找到一种有效工艺解决褐煤利用问题是当前最迫切的问题。目前主要的方法有褐煤直接燃烧发电，也就是将含水约40-50％的褐煤直接输送至锅炉进行燃烧；稍好的工艺是将高含水的褐煤干燥后使用，将褐煤进行脱水至较低十分，褐煤的热值提高，燃烧效率提高；还有将褐煤进行隔绝空气热解工艺，根据温度差不同得到煤气、焦油、焦等方式利用。上述利用方式在生产过程存在的问题太多。集中表现为褐煤利用过程易燃易爆，危险性较高，有发生多次事故的案例。生产现场对设备、操作工人、操作流程要求极高；干燥后的褐煤还有复吸水的特点，使干燥效率大打折扣。褐煤的不稳定状态也使运输不便。

专利文件CN106047441B公开了一种褐煤烘干提质系统，本实用新型涉及一种褐煤烘干提质系统，包括具有换热功能的四个料仓以及可向四个料仓提供换热介质以换热的换热装置；四个料仓分别具有介质入口与介质出口，四个料仓的介质入口与介质出口分别连接介质流向切换控制管路，通过控制介质流向切换控制管路上相应的切换阀的开或关可改变换热介质在四个料仓中的流向，从而可使四个料仓在预热仓、烘干仓、提质仓、卸料仓四种料仓功能中切换而分别执行其中一种料仓功能，且换热介质是在卸料仓隔离后按提质仓-烘干仓-预热仓的方法顺序流动并流回换热装置。但是其烘干后仍然不可避免的容易造成复吸水。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种褐煤催化装置及其褐煤处理系统，以解决上述现有技术存在的问题，能有效解决目前褐煤生产运输及利用过程存在的褐煤含水高、状态不稳定、利用效率低等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种褐煤催化装置，包括与上料装置相连通的缓存料仓，所述缓存料仓的内侧底部设有若干个分料螺旋器，各所述分料螺旋器出料端分别连通设有出料通道，所述出料通道分别连通有催化反应釜，所述催化反应釜内通入有褐煤催化添加剂，且所述催化反应釜内设有搅拌机构和用于对混合有所述褐煤催化添加剂的褐煤进行加热的加热机构，所述搅拌机构包括沿水平方向延伸设置的转动轴及环绕在所述转动轴上的搅拌叶片，所述搅拌机构的叶片往复贴近所述催化反应釜的底壁内侧和顶壁内侧。

优选的，所述催化反应釜的内腔呈水平延伸的筒状结构，所述搅拌叶片的顶端所在的圆周与所述筒状结构相匹配。

优选的，所述催化反应釜的侧壁上设有用于通入所述褐煤催化添加剂的加料机构。

优选的，所述缓存料仓内还设有位于所述分料螺旋器上方的第一扰动装置，所述第一扰动装置将褐煤聚集在所述分料螺旋器的入料端。

还提供一种褐煤处理系统，包括上料装置、与所述上料装置相连接的所述褐煤催化装置、沿输料方向依次连通在所述褐煤催化装置出料侧的集料仓和烘干机，所述催化反应釜的底部开设有供褐煤输送至所述集料仓的落料口，所述落料口处设有可密闭所述集料仓的封闭门。

优选的，所述集料仓的内侧底壁上设有集料槽，所述集料槽内设有用于传输褐煤的螺旋输料机构，所述螺旋输料机构的出料端设有与所述烘干机相连通的输送通道。

优选的，所述集料槽的上方设有用于将褐煤聚集在所述集料槽内的第二扰动装置。

优选的，所述烘干机包括底座及转动设置在所述底座上的加热滚筒，所述加热滚筒的一端设有将褐煤推进其内的进料机构，所述进料机构与所述输料通道相连通，所述加热滚筒的另一端设有烘干后褐煤的出口。

优选的，所述加热滚筒的内壁中设有自所述出口侧至所述进料机构延伸的中空管路，所述中空管路靠近所述出口侧开设有用于热风通入的进风口，所述中空管路靠近进料机构侧开设有用于热风流出的出风口。

还提供一种褐煤处理方法，包括如下步骤：

上料：褐煤通过上料装置输送至缓存料仓临时储存；

分料：通过第一扰动装置将缓存料仓中的褐煤聚集在分料螺旋器的入料端，启动分料螺旋器，将褐煤通过出料通道并输送至相应的反应釜内；

催化反应：反应釜内褐煤达到相应的量后，关闭分料螺旋器，加料机构朝反应釜内内加入褐煤催化添加剂，同时开启加热机构和搅拌机构，通过加热机构对混合有褐煤催化添加剂的褐煤进行65℃至95℃的升温，并将混合有褐煤催化添加剂的褐煤沿竖直方向搅动混合；

送料：开启封闭门，将与褐煤催化添加剂混合后的褐煤输送至集料仓中，通过第二扰动装置将褐煤聚集在集料槽内，开启螺旋输料机构，将与褐煤催化添加剂混合后的褐煤输送至输送通道中；

烘干：与褐煤催化添加剂混合后的褐煤通过进料机构输送至加热滚筒中，与褐煤催化添加剂混合后的褐煤随加热滚动滚动，并沿加热辊筒轴向移动至其出料端，烘干后的褐煤收集在干料仓中。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

第一，缓存料仓的内侧底部设有若干个分料螺旋器，各分料螺旋器出料端分别连通设有出料通道，出料通道分别连通有催化反应釜，催化反应釜内通入有褐煤催化添加剂，且催化反应釜内设有搅拌机构，搅拌机构包括沿水平方向延伸设置的转动轴及环绕在转动轴上的搅拌叶片，搅拌机构的叶片往复贴近催化反应釜的底壁内侧，也就是说，首先通过分料螺旋器将存储在缓存料仓中的褐煤分别输送至相应的催化反应釜内，进而将聚集在缓存料仓中的褐煤分成多部分，那么在各个催化反应釜中褐煤与褐煤催化添加剂进行混合，充分增加褐煤催化添加剂与褐煤的接触面积，进而提高了对褐煤的催化效果，并且由于褐煤催化添加剂与褐煤颗粒重量不同，容易受自身重力影响导致两者在混合时，褐煤催化添加剂在催化反应釜内容易沉积在其底部或悬于其顶部，所以搅拌机构的叶片往复贴近催化反应釜的底壁内侧和顶壁内侧，进而将催化反应釜底部或顶部的褐煤不断翻动，与朝下流动或者沉积在催化反应釜底部的褐煤催化添加剂相混合、或者与悬浮在褐煤表面的褐煤催化添加剂相混合，进一步提高了褐煤与褐煤催化添加剂的充分接触，保证了对褐煤的催化效果。

第二，催化反应釜配套有用于通入褐煤催化添加剂的加料机构，加料机构包括若干均匀开设在催化反应釜侧壁上的进料口，通过加料机构对催化反应釜内能够定时定量的加入褐煤催化添加剂，无需再设置可封闭式开口，或者人工朝催化反应釜内加料等，保证了催化反应釜的密闭性，且提高了对催化反应釜内加料的便捷性和均匀性。

第三，缓存料仓内还设有位于分料螺旋器上方的第一扰动装置，第一扰动装置将褐煤聚集在分料螺旋器的入料端，通过第一扰动装置使得缓存料仓中的褐煤不再聚集在某一处，进而能够在第一扰动装置的拨动作用下，移动至粉料螺旋器的入料端，提高了对缓存料仓内褐煤均匀分配在相应的催化反应釜内的有效性。

第四，加热滚筒的内壁中设有自出口侧至进料机构延伸的中空管路，中空管路靠近出口侧开设有用于热风通入的进风口，中空管路靠近进料机构侧开设有用于热风流出的出风口，通过进料机构及中空管路，褐煤先跟后续流动过来的热风进行换热，再跟加热滚筒入口端处中空管路进行进一步换热，加热滚筒入口端处中空管路通入新入的热风，有效的提高了对褐煤烘干的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体结构侧视图；

图2为本实用新型整体结构正视图；

图3为本实用新型整体结构俯视图；

图4为本实用新型缓存料仓和反应釜连接示意图；

图5为本实用新型缓存料仓示意图；

图6为本实用新型反应釜示意图；

图7为本实用新型集料仓示意图；

图8为本实用新型加热滚筒示意图；

其中，1-上料装置、2-缓存料仓、3-第一扰动装置、4-分料螺旋器、5-催化反应釜、6-集料仓、7-第二扰动装置、8-螺旋输料机构、9-加热滚筒、10-干料仓、11-干料输送机、12-下料螺旋卸料机、13-上料仓、14-上料输送机、15-封闭门、16-进料机构、17-出料通道、18-出风口、19-底座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种褐煤催化装置及其褐煤处理系统，以解决上述现有技术存在的问题，能有效解决目前褐煤生产运输及利用过程存在的褐煤含水高、状态不稳定、利用效率低等问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

请参考图1至图8，本实施例中提供一种褐煤催化装置，为保证催化反应效果及燃烧热的充分利用，褐煤提前处理呈煤粉状结构，包括与上料装置1相连通的缓存料仓2，缓存料仓2的内侧底部设有若干个分料螺旋器4，各分料螺旋器4出料端分别连通设有出料通道17，出料通道17分别连通有催化反应釜5，分料螺旋器4数量取决于催化反应釜5的数量，催化反应釜5物料达到合适数量后，例如可以在催化反应釜5内设置称重传感器等，关闭分料螺旋下料，催化反应釜5进行工作，催化反应釜5内通入有褐煤催化添加剂，其中褐煤催化添加剂能够对褐煤进行催化反应，将褐煤颗粒中的内水(结晶水)转化为外水(自然水)，并且将褐煤颗粒的性状改变，使其干燥后不再轻易的发生复吸现象。每个催化反应釜5内的褐煤催化添加剂占其内褐煤总量的百分之一至百分之二，例如每个催化反应釜5内加入的褐煤重量为5t，加入的褐煤催化添加剂为50kg左右，褐煤催化添加剂可以把褐煤颗粒析出水后的通道堵塞，并将褐煤颗粒像用“塑料”一样包裹起来；这不仅大大降低自然干燥失水后的褐煤颗粒的吸潮性，达到防止空气水分重新进入的目的。且催化反应釜5内设有搅拌机构和用于对混合有褐煤催化添加剂的褐煤进行加热的加热机构，搅拌机构包括沿水平方向延伸设置的转动轴及环绕在转动轴上的搅拌叶片，搅拌机构的叶片往复贴近催化反应釜5的底壁内侧，也就是说，首先，由于褐煤催化添加剂和褐煤的催化反应定时定量，每个催化反应釜5内存放有定量的褐煤和褐煤催化添加剂后，进行一定时间的反应后，再排除出催化反应釜5，将褐煤通过分料螺旋器4将存储在缓存料仓2中的褐煤分别输送至相应的催化反应釜5内，能够同时对一定量的褐煤同时进行多个催化反应釜的处理，提高了处理效率。再者，通过分料螺旋器4将存储在缓存料仓2中的褐煤分别输送至相应的催化反应釜5内，进而将聚集在缓存料仓2中的褐煤分成多部分，那么在各个催化反应釜5中褐煤与褐煤催化添加剂进行混合，充分增加褐煤催化添加剂与褐煤的接触面积，进而提高了对褐煤的催化效果，并且由于褐煤催化添加剂与褐煤颗粒重量不同，容易受自身重力影响导致两者在混合时，褐煤催化添加剂在催化反应釜5内容易沉积在其底部或悬于其顶部，所以搅拌机构的叶片往复贴近催化反应釜5的底壁内侧和顶壁内侧，进而将催化反应釜5底部或顶部的褐煤不断翻动，与朝下流动或者沉积在催化反应釜5底部的褐煤催化添加剂、或者与悬浮在褐煤表面的褐煤催化添加剂相混合，进一步提高了褐煤与褐煤催化添加剂的充分接触，保证了对褐煤的催化效果。优选的，上料装置1包含上料仓13，上料仓13的最底部装有下料螺旋卸料机12，下料螺旋卸料机12将上料仓13的物料输送至上料输送机14，上料输送机14将湿褐煤输送至缓存料仓2临时储存。

且优选的，催化反应釜5内设有加热装置，加热装置优选为内置在催化反应釜5内壁上的加热管，通过加热装置对催化反应釜5内的褐煤与褐煤催化添加剂进行催化反应，升温至65℃至95℃。

作为本实用新型优选的实施方式，装载车将料场褐煤装载至上料仓13，该上料仓13的主要作用是承载装载车的临时受料，料仓的大小符合装载车的装载高度及宽厚尺寸即可；上料仓13的底部是下料螺旋卸料机12，根据料仓的规格可以为单轴螺旋、双轴螺旋或多轴螺旋，主要作用是将上料仓13的湿褐煤按照出料量的要求均匀下料，并且对湿褐煤有初步破碎作用；再接着湿煤进入下部的输送装置，输送装置可以是皮带输送机、刮板输送机、螺旋输送机等，输送机将湿煤从料仓输送至下一级的缓存料仓2。需要说明的是，从装载车到上料输送机14的装备可能不需要，现场具备条件直接将湿褐煤接入缓存料仓2。

优选的，缓存料仓2是较为宽大的临时贮煤装置，底部设置多个出料口，将输送来的湿煤存放满足需要的存贮量。缓存料仓2底部设置的第一扰动装置3，可以是耙式扰动装置，也可以是多个螺旋等。

进一步的，催化反应釜5的内腔呈水平延伸的筒状结构，搅拌叶片的顶端所在的圆周与筒状结构相匹配，以提高对褐煤的搅拌效果。

进一步的，催化反应釜5配套有用于通入褐煤催化添加剂的加料机构，加料机构包括若干均匀开设在催化反应釜5侧壁上的进料口，通过加料机构对催化反应釜5内能够定时定量的加入褐煤催化添加剂，无需再设置可封闭式开口，或者人工朝催化反应釜5内加料等，保证了催化反应釜5的密闭性，且通过进料口的均匀设置，使得褐煤催化添加剂能够充分与褐煤进行接触，进而能够充分混合均匀，且提高了对催化反应釜5内加料的便捷性和均匀性。优选的加料机构为定量螺旋给料装置，例如小型的螺旋给料机等。

为了使料仓内的物料完全卸料，缓存料仓2内还设有位于分料螺旋器4上方的第一扰动装置3，第一扰动装置3将褐煤聚集在分料螺旋器4的入料端，通过第一扰动装置3使得缓存料仓2中的褐煤不再聚集在某一处，进而能够在第一扰动装置3的拨动作用下，移动至粉料螺旋器的入料端，提高了对缓存料仓2内褐煤均匀分配在相应的催化反应釜5内的有效性。

还提供一种褐煤处理系统，包括上料装置1、与上料装置1相连接的褐煤催化装置、沿输料方向依次连通在褐煤催化装置出料侧的集料仓6和烘干机，催化反应釜5的底部开设有供褐煤输送至集料仓6的落料口，落料口处设有可密闭集料仓6的封闭门15。优选落料口和封闭门15设置在催化反应釜5的地步，催化反应釜5工作结束后，打开催化反应釜5的底部的封闭门15，将催化反应釜5的已经催化处理完成的褐煤通过封闭门15排出。

进一步的，集料仓6的内侧底壁上设有集料槽，集料槽内设有用于传输褐煤的螺旋输料机构8，螺旋输料机构8的出料端设有与烘干机相连通的输送通道。优选的，集料仓6是反应改性后的褐煤临时存储装置，螺旋输料机构8将集料仓6的物料输送至进烘干机中，具体的烘干机设有进料螺旋(根据现场条件该处可以设计二次输送)。进料螺旋为无轴螺旋，和烘干机为同向甚至同心布置，并且设有废气出口，进料螺旋将催化后的褐煤推送至烘干机，优选的烘干机为滚筒烘干机。滚筒烘干机是该褐煤利用工艺的核心装备之一，一般利用蒸汽做为能量，少量使用烟气。

其中，催化反应釜5是本工艺的关键装备之一，需要将原始褐煤进行催化改性反应，催化改性反应温度一般不高于100℃，反应改性后的褐煤不易燃烧，挥发分变化很小，不再对水具有复吸性(也就是干燥后的褐煤放置在外部环境中，不再具有自我吸水能力)。催化反应釜5一般是从顶部分料螺旋进入定量褐煤后关闭反应釜进行催化反应，反应结束后将反应后的褐煤从催化反应釜5中通过封闭门15卸出进入集料仓6中。

进一步的，集料槽的上方设有用于将褐煤聚集在集料槽内的第二扰动装置7。该稳定料仓底部一般设置物料扰动装置，将褐煤从周边扰动至料仓的底部稳料输送螺旋(也可以是刮板输送机等其它输送装置)，

进一步的，烘干机包括底座19及转动设置在底座19上的加热滚筒9，加热滚筒9的一端设有将褐煤推进其内的进料机构16，进料机构16与输料通道相连通，加热滚筒9的另一端设有烘干后褐煤的出口。褐煤水分在烘干机内被大量蒸发，直至被烘干至要求水分，达到烘干效果成为成品，从烘干机内部卸出，进入输送设备，烘干过程产生的废气从进料螺旋废气口接入废气处理装置处理后达标排放，干料输送机11将成品输送至干料仓10储存或送至干料场堆积待用。

进一步的，加热滚筒9的内壁中设有自出口侧至进料机构16延伸的中空管路，中空管路靠近出口侧开设有用于热风通入的进风口，中空管路靠近进料机构16侧开设有用于热风流出的出风口18，通过进料机构16及中空管路，褐煤先跟后续流动过来的热风进行换热，再跟加热滚筒9入口端处中空管路进行进一步换热，加热滚筒9入口端处中空管路通入新入的热风，有效的提高了对褐煤烘干的效率。

进一步的，还提供一种褐煤处理方法，包括如下步骤：

上料：褐煤通过上料装置1输送至缓存料仓2临时储存；

分料：通过第一扰动装置3将缓存料仓2中的褐煤聚集在分料螺旋器4的入料端，启动分料螺旋器4，将褐煤通过出料通道17并输送至相应的反应釜内；

催化反应：反应釜内褐煤达到相应的量后，关闭分料螺旋器4，各喷淋口朝褐煤喷淋褐煤催化添加剂，同时开启加热机构和搅拌机构，通过加热机构对混合有褐煤催化添加剂的褐煤进行65℃至95℃的升温，并将混合有褐煤催化添加剂的褐煤沿竖直方向搅动混合，且混合充分；

送料：开启封闭门15，将被催化后的褐煤输送至集料仓6中，通过第二扰动装置7将褐煤聚集在集料槽内，开启螺旋输料机构8，将被催化后的褐煤输送至输送通道中；

烘干：被催化后的褐煤通过进料机构16输送至加热滚筒9中，被催化后的褐煤随加热滚动滚动，并沿加热辊筒轴向移动至其出料端，烘干后的褐煤收集在干料仓10中。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本实用新型的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。