Устройство и система для изготовления высококачественных угольных продуктов - RU2593860C2

Чертежи

Показать все 17 чертежа(ей)

Описание

Область техники

Настоящее изобретение в общем имеет отношение к повышению качества угля, а более конкретно, к созданию устройства и системы для изготовления высококачественных угольных продуктов.

Предпосылки к созданию изобретения

В настоящее время уголь является одним из основных ресурсов, и эксплуатация и использование угля привлекают пристальное внимание. В КНР, в соответствии со степенью углефикации, уголь подразделяют на следующие группы, от низкой до высокой степени углефикации: бурый уголь, битуминозный уголь низкой степени углефикации, битуминозный уголь средней степени углефикации, бедный уголь и антрацит, причем бурый уголь имеет самую низкую степень углефикации и составляет около 40% мировых запасов угля и 13% разведанных запасов угля в КНР, так что запасы бурого угля огромны.

В настоящее время, уголь с высокой степенью углефикации широко используют, в то время как уголь с низкой степенью углефикации, такой как бурый уголь, трудно и использовать в промышленных масштабах, поэтому он остается неиспользованным, по причине его высокой влажности (ориентировочно от 20% до 60%), низкой теплотворной способности, склонности к разрушению под влиянием атмосферных воздействий и к самовозгоранию, высокой стоимости перевозки на единицу энергии (что приводит к трудностям при перевозке на большие расстояния), относительно низкого теплового кпд и высокого выделения парниковых газов при прямом сжигании.

Уже известны два типа систем обработки для повышения качества бурого угля. В одной такой системе используют горячий газ для прямой продувки бурого угля и сушки бурого угля. Горячий газ образуют из воздуха и водяного пара. Эта система имеет низкую температуру сушки, низкий тепловой кпд и низкую степень сушки, и имеет склонность к возгоранию угля. Эта система также может снижать содержание летучих веществ с высокой теплотворной способностью в буром угле. Эта система, так как в ней используют горячий газ для прямой сушки бурого угля, позволяет производить обработку бурого угля только малыми партиями. Обработка больших партий создает проблемы, связанные с тем, что бурый уголь внутри партии имеет неподходящую температуру обработки. Таким образом, эта система имеет малую производительность и не позволяет производить обработку для повышения качества бурого угля в больших количествах. В другой известной системе используют коксовую печь для обработки бурого угля. Эта система является системой прерывистого действия, однако она может выделять большие количества загрязнений окружающей среды. Кроме того, эта система не позволяет своевременным образом выпускать вещества, генерируемые в процессе обработки, такие как газ и пыль, что влияет на температуру повышения качества. Поэтому невозможно гарантировать равномерное распределение надлежащей температуры по всей печи, что ухудшает эффективность повышения качества этой системы. Другими словами, так как газ, генерированный в процессе обработки, не может быть выпущен своевременным образом, то известные системы обработки не позволяют контролировать температуру обработки так, чтобы получать желательные угольные продукты.

Раскрытие изобретения

Указанная здесь выше проблема решена за счет устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением, которое обеспечивает нагрев всего угля в устройстве при заданной температуре, причем температура в процессе изготовления является регулируемой.

В соответствии с настоящим изобретением также предлагается система для изготовления высококачественных угольных продуктов, позволяющая производить обработку угля дружественным относительно окружающей среды образом, которая позволяет рекуперировать энергию, генерируемую в процессе обработки, снижать себестоимость и уменьшать выбросы отходов.

Для решения указанных здесь выше технических проблем, в соответствии с настоящим изобретением предлагаются описанные ниже технические решения.

Устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов, которое содержит кожух, конец для загрузки материала и конец для выгрузки материала, соответственно расположенные на двух концах кожуха, причем:

по меньшей мере две группы выхлопных каналов расположены снаружи от центра кожуха, и каждый из выхлопных каналов имеет связь с выпускным концом в кожухе;

теплопроводящий механизм, расположенный в камере кожуха между концом для загрузки материала и концом для выгрузки материала;

причем теплопроводящий механизм снабжен впуском теплопроводящей среды поблизости от конца для выгрузки материала и выпуском теплопроводящей среды поблизости от конца для загрузки материала;

при этом теплопроводящий механизм содержит множество теплопроводящих блоков, расположенных с промежутками друг от друга, каждый из которых содержит множество теплопроводящих труб, имеющих связь с впуском теплопроводящей среды и с выпуском теплопроводящей среды; и

множество ребер, имеющих наклон вниз относительно вертикального направления, которые расположены в продольном направлении между смежными теплопроводящими трубами, причем каждое ребро, которое расположено между теплопроводящими трубами поблизости от выхлопных каналов, имеет нижний конец, имеющий наклон в направлении удаления от выхлопных каналов, так чтобы блокировать выхлопное отверстие, расположенное на забральной стенке каждого из выхлопных каналов.

Преимущественно, ребра содержат первичные ребра и вторичные ребра,

причем весь корпус каждого первичного ребра соединен с парой смежных теплопроводящих труб;

при этом каждое из вторичных ребер содержит верхний конец, соединенный с парой смежных теплопроводящих труб, и нижний конец, выходящий из пространства между парой смежных теплопроводящих труб.

Преимущественно, первичные ребра, расположенные между теплопроводящими трубами с удалением от выхлопных каналов, расположены так, что содержат две группы в продольном направлении;

причем одна группа расположена на одной стороне в пространстве между теплопроводящими трубами, и каждое из первичных ребер в этой группе содержит нижний конец, который имеет наклон в направлении к осевой линии кожуха;

при этом другая группа расположена на другой стороне в пространстве между теплопроводящими трубами, и каждое из первичных ребер в этой группе содержит нижний конец, который имеет наклон в направлении удаления от осевой линии кожуха;

причем две группы первичных ребер расположены поочередно в продольном направлении.

Преимущественно, вторичные ребра, расположенные между теплопроводящими трубами с удалением от выхлопных каналов, расположены так, что содержат две группы в продольном направлении;

причем одна группа расположена на одной стороне в пространстве между теплопроводящими трубами, и каждое из вторичных ребер в этой группе содержит нижний конец, который имеет наклон в направлении к осевой линии кожуха;

при этом другая группа расположена на другой стороне в пространстве между теплопроводящими трубами, и каждое из вторичных ребер в этой группе содержит нижний конец, который имеет наклон в направлении удаления от осевой линии кожуха;

причем две группы вторичных ребер расположены поочередно в продольном направлении.

Преимущественно, ребра имеют наклон вниз относительно вертикального направления на угол в диапазоне от 0 градусов до 45 градусов.

Преимущественно, ребра имеют наклон вниз относительно вертикального направления на угол в диапазоне от 8 градусов до 45 градусов.

Преимущественно, промежуток между смежными первичными ребрами в вертикальном направлении лежит в диапазоне от 70 мм до 3500 мм, а промежуток между смежными вторичными ребрами в вертикальном направлении лежит в диапазоне от 70 мм до 3500 мм.

Преимущественно, первичные ребра распределены с одинаковыми промежутками в вертикальном направлении.

Преимущественно, выхлопные каналы содержат центральные выхлопные каналы, расположенные в кожухе, и петлевые выхлопные каналы, расположенные на периферии множества теплопроводящих труб.

Преимущественно, один из центральных выхлопных каналов расположен в центре кожуха.

Преимущественно, один из петлевых выхлопных каналов расположен на периферии самой внешней из теплопроводящих труб.

Преимущественно, множество центральных выхлопных каналов симметрично расположены относительно осевой линии кожуха.

Преимущественно, множество петлевых выхлопных каналов симметрично расположены относительно осевой линии кожуха.

Преимущественно, расстояние между двумя смежными группами выхлопных каналов составляет меньше чем 1000 мм.

Преимущественно, верхнее выхлопное отверстие расположено в кожухе поблизости от конца для загрузки материала.

Преимущественно, каждый из теплопроводящих блоков дополнительно содержит участок ввода теплопроводящей среды и участок выпуска теплопроводящей среды, и множество теплопроводящих труб, расположенных между участком ввода теплопроводящей среды и участком выпуска теплопроводящей среды;

причем участок ввода теплопроводящей среды каждого из теплопроводящих блоков имеет связь с вводным коллектором теплопроводящей среды, а участок выпуска теплопроводящей среды каждого из теплопроводящих блоков имеет связь с выпускным коллектором теплопроводящей среды;

при этом участок ввода теплопроводящей среды расположен поблизости от конца для выгрузки материала, а участок выпуска теплопроводящей среды расположен поблизости от конца для загрузки материала.

Преимущественно, выхлопные каналы содержат центральный выхлопной канал, расположенный в кожухе, и петлевой выхлопной канал, расположенный на периферии множества теплопроводящих труб, причем центральный выхлопной канал идет до участка ввода теплопроводящей среды от нижнего конца участка выпуска теплопроводящей среды.

Преимущественно, теплопроводящие блоки распределены вертикально и параллельно друг другу.

Преимущественно, расстояние между смежными теплопроводящими блоками постепенно увеличивается или уменьшается сверху вниз в вертикальном направлении.

Преимущественно, расстояние между смежными теплопроводящими трубами постепенно увеличивается или уменьшается сверху вниз в вертикальном направлении.

Преимущественно, теплопроводящие блоки распределены с равными промежутками друг от друга.

Преимущественно, промежуток между смежными теплопроводящими блоками лежит в диапазоне от 70 мм до 500 мм.

Преимущественно, участок ввода теплопроводящей среды и участок выпуска теплопроводящей среды в каждом из теплопроводящих блоков расположены в горизонтальном направлении, а теплопроводящие трубы расположены в вертикальном направлении

Преимущественно, теплопроводящие трубы распределены с равными промежутками друг от друга.

Преимущественно, поперечное сечение теплопроводящей трубы имеет квадратную форму, многоугольную форму с пятью сторонами или больше, кольцевую форму или эллиптическую форму

Преимущественно, каждый из участков выпуска теплопроводящей среды имеет в целом форму прямой пластины, с верхним концом в виде шпиля.

Преимущественно, ребро, имеющее наклон вниз в вертикальном направлении, расположено между смежными участками ввода теплопроводящей среды.

Преимущественно, множество групп ребер расположены между смежными участками ввода теплопроводящей среды в продольном направлении, причем каждая группа содержит множество ребер.

Преимущественно, каждый из участков ввода теплопроводящей среды имеет в целом форму прямой пластины, с верхним концом в виде шпиля.

Преимущественно, бункер для загрузки материала расположен у конца для загрузки материала и содержит нижний конец, расположенный рядом с верхним концом теплопроводящих блоков.

Преимущественно, бункер для загрузки материала содержит верхнюю секцию для загрузки материала, среднюю секцию для загрузки материала и нижнюю секцию для загрузки материала, причем средняя секция для загрузки материала имеет диаметр отверстия меньше чем верхняя секция для загрузки материала и нижняя секция для загрузки материала.

Преимущественно, диаметр отверстия верхней секции для загрузки материала постепенно уменьшается сверху вниз, а диаметр отверстия нижней секции для загрузки материала постепенно увеличивается сверху вниз.

Преимущественно, бункер для выгрузки материала расположен у конца для выгрузки материала и содержит верхний конец, расположенный рядом с нижним концом теплопроводящих блоков.

Преимущественно, бункер для выгрузки материала содержит верхнюю секцию для выгрузки материала и нижнюю секцию для выгрузки материала, которые имеют связь друг с другом вертикально, причем верхняя секция для выгрузки материала содержит множество дополнительных бункеров расположенных горизонтально.

Преимущественно, стенка водяного охлаждения расположена у внешней стенки нижней секции для выгрузки материала.

Преимущественно, конвейер для материала расположен у канала для выгрузки материала бункера для выгрузки материала.

Преимущественно, конвейер для материала снабжен механизмом охлаждения.

Преимущественно, механизмом охлаждения является стенка водяного охлаждения, расположенная в кожухе конвейера для материала, и полый вал конвейера для материала.

Преимущественно, конвейер для материала содержит:

кожух; канал для загрузки материала, расположенный в кожухе; канал для выгрузки материала, расположенный в кожухе; и шнек для перемещения материала, расположенный в кожухе, причем указанный шнек содержит вал вращения, соединенный с приводным механизмом.

Преимущественно, шнек для перемещения материала имеет диаметр меньше чем диаметр отверстия канала для выгрузки материала бункера для выгрузки материала.

Преимущественно, выхлопные каналы соединены с выпускным концом через выхлопной коллектор, причем по меньшей мере верхний конец выхлопного коллектора имеет диаметр отверстия, который постепенно увеличивается сверху вниз.

Преимущественно, множество выпускных концов распределены в продольном направлении кожуха.

Преимущественно, выпускной конец, расположенный у нижнего конца, соединен с механизмом нагревания теплопроводящей среды через соединительную трубу.

Преимущественно, теплопроводящей средой является горячий газ.

Преимущественно, устройство изготовления высококачественных угольных продуктов дополнительно содержит механизм регулирования температуры, который содержит:

датчик, расположенный на участке выпуска теплопроводящей среды каждого из теплопроводящих блоков и позволяющий вырабатывать сигнал температуры участка выпуска теплопроводящей среды;

контроллер, позволяющий сравнивать сигнал температуры с предварительно заданным значением температуры, и посылать команду регулировки температуры в соответствии с результатом сравнения; и

клапан, расположенный на участке выпуска теплопроводящей среды каждого из теплопроводящих блоков и выполненный с возможностью регулировки отверстия клапана в ответ на команду регулировки температуры.

Преимущественно, уплотняющий элемент расположен в кожухе поблизости от конца для загрузки материала, так чтобы исключить потерю материала из конца для загрузки материала.

Система для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением содержит:

устройство для подачи материала, позволяющее подавать необогащенный уголь, имеющий надлежащую гранулярность для обработки при помощи устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов;

по меньшей мере одно устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов, которое содержит кожух, конец для загрузки материала и конец для выгрузки материала, соответственно расположенные у двух концов кожуха, в котором:

по меньшей мере две группы выхлопных каналов расположены снаружи от центра кожуха, причем каждый из выхлопных каналов имеет связь с выпускным концом в кожухе;

теплопроводящий механизм расположен в камере кожуха между концом для загрузки материала и концом для выгрузки материала;

причем теплопроводящий механизм снабжен впуском теплопроводящей среды поблизости от конца для выгрузки материала и выпуском теплопроводящей среды поблизости от конца для загрузки материала;

при этом теплопроводящий механизм содержит множество теплопроводящих блоков, расположенных с промежутками друг от друга, каждый из которых содержит множество теплопроводящих труб, имеющих связь с впуском теплопроводящей среды и с выпуском теплопроводящей среды;

множество ребер, имеющих наклон вниз относительно вертикального направления, расположены в продольном направлении между смежными теплопроводящими трубами, причем каждое из ребер, расположенных между теплопроводящими трубами поблизости от выхлопных каналов, имеет нижний конец, имеющий наклон в направлении удаления от выхлопных каналов, так чтобы блокировать выхлопное отверстие, расположенное на забральной стенке каждого из выхлопных каналов;

устройство для подачи теплопроводящей среды, соединенное с впуском теплопроводящей среды, чтобы подавать теплопроводящую среду в устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов; и

устройство рециркуляции, имеющее связь с выпускным концом, чтобы рециркулировать вещества, выходящие из выпускного конца, и соединенное с устройством для подачи теплопроводящей среды, чтобы подавать рециркулированные вещества в устройство для подачи теплопроводящей среды.

Преимущественно, устройство рециркуляции содержит устройство охлаждения отработавших газов и устройство отделения вещества; причем выпускной конец имеет связь с устройством охлаждения отработавших газов; при этом устройство охлаждения отработавших газов соединено с устройством подачи теплопроводящей среды; и причем устройство отделения вещества имеет связь с устройством охлаждения отработавших газов.

Преимущественно, устройство охлаждения отработавших газов представляет собой скруббер с разбрызгивающим устройством, теплообменник или котлоагрегат.

Преимущественно, устройство отделения вещества представляет собой пруд разделения масла от воды или устройство для обработки жидких загрязняющих веществ.

Преимущественно, выпуск теплопроводящей среды содержит два конца, из которых один конец соединен с механизмом выработки электроэнергии, а другой конец соединен с устройством подачи теплопроводящей среды.

Преимущественно, отверстие расположено в кожухе поблизости от конца для загрузки материала и соединено с устройством рециркуляции при помощи трубы.

Преимущественно, отверстие расположено в кожухе поблизости от конца для загрузки материала и соединено с устройством охлаждения отработавших газов при помощи трубы.

Преимущественно, устройство для подачи теплопроводящей среды представляет собой печь горячего дутья, печь для сжигания каменноугольного газа, устройство для сжигания каменноугольной пыли, котлоагрегат, или кожухотрубный теплообменник.

Преимущественно, устройство для подачи теплопроводящей среды содержит генератор каменноугольного газа, горелку каменноугольного газа и устройство для перемешивания воздуха и выпуска воздуха, которые расположены последовательно; причем выпуск воздуха устройства для перемешивания воздуха и выпуска воздуха соединен с впуском теплопроводящей среды теплопроводящего механизма.

Преимущественно, устройство для перемешивания воздуха и выпуска воздуха содержит впуск воздуха, камеру для перемешивания воздуха, камеру создания стационарного течения и выпуск воздуха, которые соединены с горелкой каменноугольного газа, причем камера для перемешивания воздуха дополнительно соединена с выпуском теплопроводящей среды теплопроводящего механизма.

Преимущественно, горелка каменноугольного газа соединена с устройством рециркуляции.

Преимущественно, устройство для подачи материала содержит: по меньшей мере один механизм дробления, сконфигурированный так, чтобы дробить необогащенный уголь; и механизм просеивания, сконфигурированный так, чтобы просеивать дробленый необогащенный материал.

Преимущественно, механизм просеивания представляет собой линейное решето.

Преимущественно, механизм дробления содержит узел дробления с двумя шестернями и вибрационный питатель материала, причем выпуск материала вибрационного питателя материала имеет связь с впуском материала узла дробления с двумя шестернями.

Преимущественно, механизм выработки электроэнергии содержит котлоагрегат отходящей теплоты, паровую турбину, соединенную с котлоагрегатом отходящей теплоты, и электрогенератор, соединенный с паровой турбиной, причем котлоагрегат отходящей теплоты имеет связь с выпуском теплопроводящей среды.

Преимущественно, ребра содержат первичные ребра и вторичные ребра; причем корпус каждого из первичных ребер соединен с двумя смежными теплопроводящими трубами; при этом каждое из вторичных ребер имеет верхний конец, соединенный с парой смежных теплопроводящих труб, и нижний конец, выходящий из пространства между парой смежных теплопроводящих труб.

Преимущественно, первичные ребра, расположенные между теплопроводящими трубами с удалением от выхлопных каналов, расположены так, что содержат две группы в продольном направлении;

причем одна группа расположена на одной стороне в пространстве между теплопроводящими трубами, и каждое из первичных ребер в этой группе содержит нижний конец, который имеет наклон в направлении к осевой линии кожуха;

при этом другая группа расположена на другой стороне в пространстве между теплопроводящими трубами, и каждое из первичных ребер в этой группе содержит нижний конец, который имеет наклон в направлении удаления от осевой линии кожуха;

причем две группы первичных ребер расположены поочередно в продольном направлении.

Преимущественно, вторичные ребра, расположенные между теплопроводящими трубами с удалением от выхлопных каналов, расположены так, что содержат две группы в продольном направлении;

причем одна группа расположена на одной стороне в пространстве между теплопроводящими трубами, и каждое из вторичных ребер в этой группе содержит нижний конец, который имеет наклон в направлении к осевой линии кожуха;

при этом другая группа расположена на другой стороне в пространстве между теплопроводящими трубами, и каждое из вторичных ребер в этой группе содержит нижний конец, который имеет наклон в направлении удаления от осевой линии кожуха;

причем две группы вторичных ребер расположены поочередно в продольном направлении.

Преимущественно, каждое ребро имеет наклон вниз относительно вертикального направления на угол в диапазоне от 0 градусов до 45 градусов.

Преимущественно, каждое ребро имеет наклон вниз относительно вертикального направления на угол в диапазоне от 8 градусов до 45 градусов.

Преимущественно, промежуток между смежными первичными ребрами в вертикальном направлении лежит в диапазоне от 70 мм до 3500 мм.

Преимущественно, промежуток между смежными вторичными ребрами в вертикальном направлении лежит в диапазоне от 70 мм до 3500 мм.

Преимущественно, первичные ребра распределены с одинаковыми промежутками в вертикальном направлении.

Преимущественно, выхлопные каналы содержат центральные выхлопные каналы, расположенные в кожухе, и петлевые выхлопные каналы, расположенные на периферии множества теплопроводящих труб.

Преимущественно, один из центральных выхлопных каналов расположен в центре кожуха.

Преимущественно, один из петлевых выхлопных каналов расположен на периферии самой внешней из теплопроводящих труб.

Преимущественно, множество центральных выхлопных каналов симметрично расположены относительно осевой линии кожуха.

Преимущественно, расстояние между двумя смежными группами выхлопных каналов составляет меньше чем 1000 мм.

Преимущественно, каждый из теплопроводящих блоков дополнительно содержит участок ввода теплопроводящей среды и участок выпуска теплопроводящей среды, и множество теплопроводящих труб, расположенных между участком ввода теплопроводящей среды и участком выпуска теплопроводящей среды;

причем участок ввода теплопроводящей среды каждого из теплопроводящих блоков имеет связь с вводным коллектором теплопроводящей среды;

при этом участок выпуска теплопроводящей среды каждого из теплопроводящих блоков имеет связь с выпускным коллектором теплопроводящей среды;

причем участок ввода теплопроводящей среды расположен поблизости от конца для выгрузки материала, а участок выпуска теплопроводящей среды расположен поблизости от конца для загрузки материала.

Преимущественно, выхлопные каналы содержат центральный выхлопной канал, расположенный в кожухе, и петлевой выхлопной канал, расположенный на периферии множества теплопроводящих труб, причем центральный выхлопной канал идет до участка ввода теплопроводящей среды от нижнего конца участка выпуска теплопроводящей среды.

Преимущественно, теплопроводящие блоки распределены вертикально и параллельно друг другу

Преимущественно, расстояние между смежными теплопроводящими блоками постепенно увеличивается или уменьшается сверху вниз в вертикальном направлении.

Преимущественно, расстояние между смежными теплопроводящими трубами постепенно увеличивается или уменьшается сверху вниз в вертикальном направлении.

Преимущественно, теплопроводящие блоки распределены с равными промежутками друг от друга.

Преимущественно, промежуток между смежными теплопроводящими блоками лежит в диапазоне от 70 мм до 500 мм.

Преимущественно, участок ввода теплопроводящей среды и участок выпуска теплопроводящей среды в каждом из теплопроводящих блоков расположены в горизонтальном направлении, а теплопроводящие трубы расположены в вертикальном направлении.

Преимущественно, теплопроводящие трубы распределены с равными промежутками друг от друга.

Преимущественно, поперечное сечение каждой из теплопроводящих труб имеет квадратную форму, многоугольную форму с пятью сторонами или больше, кольцевую форму или эллиптическую форму.

Преимущественно, каждый из участков выпуска теплопроводящей среды имеет в целом форму прямой пластины, с верхним концом в виде шпиля.

Преимущественно, ребро, имеющее наклон вниз в вертикальном направлении, расположено между смежными участками ввода теплопроводящей среды.

Преимущественно, множество групп ребер расположены между смежными участками ввода теплопроводящей среды в продольном направлении, причем каждая группа содержит множество ребер.

Преимущественно, каждый из участков ввода теплопроводящей среды имеет в целом форму прямой пластины, с верхним концом в виде шпиля.

Преимущественно, бункер для загрузки материала расположен у конца для загрузки материала и содержит нижний конец, расположенный рядом с верхним концом теплопроводящего блока.

Преимущественно, бункер для загрузки материала содержит верхнюю секцию для загрузки материала, среднюю секцию для загрузки материала и нижнюю секцию для загрузки материала, причем средняя секция для загрузки материала имеет диаметр отверстия меньше чем верхняя секция для загрузки материала и нижняя секция для загрузки материала.

Преимущественно, диаметр отверстия верхней секции для загрузки материала постепенно уменьшается сверху вниз, а диаметр отверстия нижней секции для загрузки материала постепенно увеличивается сверху вниз.

Преимущественно, бункер для выгрузки материала расположен у конца для выгрузки материала и содержит верхний конец, расположенный рядом с нижним концом теплопроводящего блока.

Преимущественно, бункер для выгрузки материала содержит верхнюю секцию для выгрузки материала и нижнюю секцию для выгрузки материала, которые имеют связь друг с другом вертикально, причем верхняя секция для выгрузки материала содержит множество дополнительных бункеров расположенных горизонтально.

Преимущественно, стенка водяного охлаждения расположена у внешней стенки нижней секции для выгрузки материала.

Преимущественно, конвейер для материала расположен у канала для выгрузки материала бункера для выгрузки материала.

Преимущественно, конвейер для материала снабжен механизмом охлаждения.

Преимущественно, механизмом охлаждения является стенка водяного охлаждения, расположенная в кожухе конвейера для материала, и полый вал конвейера для материала.

Преимущественно, конвейер для материала содержит: кожух; канал для загрузки материала, расположенный в кожухе; канал для выгрузки материала, расположенный в кожухе; и шнек для перемещения материала, расположенный в кожухе, причем указанный шнек содержит вал вращения, соединенный с приводным механизмом.

Преимущественно, шнек для перемещения материала имеет диаметр меньше чем диаметр отверстия канала для выгрузки материала бункера для выгрузки материала.

Преимущественно, выхлопные каналы соединены с выпускным концом через выхлопной коллектор, причем по меньшей мере верхний конец выхлопного коллектора имеет диаметр отверстия, который постепенно увеличивается сверху вниз.

Преимущественно, множество выпускных концов распределены в продольном направлении кожуха.

Преимущественно, выпускной конец, расположенный у нижнего конца, соединен с механизмом нагревания теплопроводящей среды через соединительную трубу.

Преимущественно, теплопроводящей средой является горячий газ.

Преимущественно, система изготовления высококачественных угольных продуктов дополнительно содержит механизм регулирования температуры, который содержит:

датчик, расположенный на участке выпуска теплопроводящей среды каждого из теплопроводящих блоков и позволяющий вырабатывать сигнал температуры участка выпуска теплопроводящей среды;

контроллер, позволяющий сравнивать сигнал температуры с предварительно заданным значением температуры, и посылать команду регулировки температуры в соответствии с результатом сравнения; и

клапан, расположенный на участке выпуска теплопроводящей среды каждого из теплопроводящих блоков и выполненный с возможностью регулировки отверстия клапана в ответ на команду регулировки температуры.

Преимущественно, уплотняющий элемент расположен в кожухе поблизости от конца для загрузки материала, так чтобы исключить потерю материала из конца для загрузки материала.

В отличие от известных ранее устройств, устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением снабжено теплопроводящим механизмом, который содержит множество теплопроводящих блоков. Каждый из теплопроводящих блоков содержит множество теплопроводящих труб. Следовательно, теплопроводящая среда может быть введена в теплопроводящие трубы, для обработки угля. Ребра предусмотрены между теплопроводящими трубами. Ребра позволяют облегчить выпуск газа, генерируемого в процессе обработки, так что весь уголь в устройстве может поддерживаться при заданной температуре обработки, что в конечном счете позволяет получать угольные продукты, имеющие высокую теплотворную способность. Кроме того, ребра между теплопроводящими трубами для нагревания угля облегчают теплопередачу. Ребра между теплопроводящими трубами имеют наклон относительно вертикального направления, так что может быть осуществлено динамическое опрокидывание материала, то есть сначала падающий материал может быть собран, а затем рассеян, и дополнительно рассеян, что приводит к равномерному нагреванию угля и улучшению выпуска газа. Так как газ может быть выпущен своевременным образом, то температуру угля в устройстве для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением можно гибко регулировать в процессе обработки, так чтобы получать желательные угольные продукты за счет регулировки температуры в соответствии с заданными требованиями. Устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов может работать непрерывно без загрязнения окружающей среды, и позволяет снижать влажность угля, такого как бурый уголь, улучшать его теплотворную способность, и дополнительно получать гудрон, каменноугольный газ и т.п. За счет регулировки температуры нагревания и времени нагревания, высококачественные угольные продукты, имеющие высокое содержание летучих веществ и высокую ценность, такие как битуминозный уголь, уголь похожий на битуминозный уголь, полукокс, деготь средней и низкой температуры, каменноугольный газ, могут быть изготовлены в соответствии с рыночным спросом. Также могут быть выпущены такие продукты, как кокс, деготь средней и низкой температуры, и каменноугольный газ.

Система для изготовления высококачественных угольных продуктов содержит устройство изготовления высококачественных угольных продуктов и некоторые устройства для рециркуляции, позволяющие своевременным образом рециркулировать газ и генерировать теплоту в процессе изготовления при помощи устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов. Часть газа и теплоты может быть использована в процессе изготовления, так что внешний источник энергии требуется только при первоначальном запуске системы в соответствии с настоящим изобретением, а рекуперированная энергия может быть главным образом использована в процессе изготовления, что позволяет снизить себестоимость изготовления. Кроме того, механизм выработки электроэнергии имеет связь с выпуском теплопроводящей среды, чтобы рекуперировать отходящую теплоту для выработки электроэнергии. Таким образом, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу являются низкими в процессе обработки угля с использованием системы для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением. Это является предпочтительным для защиты окружающей среды и снижения энергопотребления. Настоящее изобретение имеет широкое использование. Оно может быть использовано для обработки не коксующихся углей, имеющих различную степень углефикации, начиная от бурого угля, имеющего самую низкую степень углефикации, до битуминозного угля и угольной золы, а также для обработки других не коксующихся углей, имеющих высокое содержание летучих веществ (свыше 10%). Таким образом, даже уголь наихудшего качества может быть преобразован в высококачественные угольные продукты за счет обработки в соответствии с настоящим изобретением.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан вид в перспективе устройства, где можно видеть схему расположения теплопроводящих труб и ребер в устройстве для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2 показан вид сверху устройства, показанного на фиг.1.

На фиг.3 схематично показан разрез по линии А-А устройства, показанного на фиг.2.

На фиг.4 схематично показан разрез по линии В-В устройства, показанного на фиг.2.

На фиг.5 показана с увеличением часть С устройства, показанного на фиг.4.

На фиг.6 показана с увеличением часть D устройства, показанного на фиг.4.

На фиг.7 показан структурный вид участка для загрузки материала и участка для выпуска теплопроводящей среды, показанных на фиг.4 (стрелки на фиг.7 показывают направление выпуска теплопроводящей среды).

На фиг.8 показан вид сбоку устройства, показанного на фиг.7.

На фиг.9 показан вид сверху устройства, показанного на фиг.7.

На фиг.10 показан структурный вид участка для выгрузки материала и участка для загрузки теплопроводящей среды, показанных на фиг.4 (стрелки на фиг.10 показывают направление впуска теплопроводящей среды).

На фиг.11 показан вид сбоку устройства, показанного на фиг.10 (стрелки на фиг.11 показывают направление выгрузки материала).

На фиг.12 показан вид сверху устройства, где можно видеть схему расположения теплопроводящих труб и ребер в устройстве для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.13 схематично показан разрез по линии F-F устройства, показанного на фиг.12

На фиг.14 показан вид сбоку устройства, показанного на фиг.13.

На фиг.15 показан структурный вид участка для загрузки материала и участка для выпуска теплопроводящей среды, показанных на фиг.13 (стрелки на фиг.15 показывают направление выпуска теплопроводящей среды).

На фиг.16 показан вид сбоку устройства, показанного на фиг.15.

На фиг.17 показан структурный вид участка для выгрузки материала и участка для загрузки теплопроводящей среды, показанных на фиг.13 (стрелки на фиг.17 показывают направление загрузки теплопроводящей среды).

На фиг.18 показан вид сбоку устройства, показанного на фиг.17 (стрелки на фиг.18 показывают направление выгрузки материала).

На фиг.19 показан вид сверху устройства, где можно видеть схему расположения теплопроводящих труб и ребер в устройстве для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.20 схематично показан разрез по линии Н-Н устройства, показанного на фиг.19.

На фиг.21 показан вид сбоку устройства, показанного на фиг.20.

На фиг.22 показан структурный вид участка для загрузки материала и участка для выпуска теплопроводящей среды, показанных на фиг.20 (стрелки на фиг.22 показывают направление выпуска теплопроводящей среды).

На фиг.23 показан вид сбоку устройства, показанного на фиг.22.

На фиг.24 показан структурный вид участка для выгрузки материала и участка для загрузки теплопроводящей среды, показанных на фиг.20 (стрелки на фиг.24 показывают направление загрузки теплопроводящей среды).

На фиг.25 показан вид сбоку устройства, показанного на фиг.24 (стрелки на фиг.25 показывают направление выгрузки материала).

На фиг.26 показан вид сверху устройства, где можно видеть схему расположения теплопроводящих труб и ребер в устройстве изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.27 показан вид сверху устройства, где можно видеть схему расположения теплопроводящих труб и ребер в устройстве изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.28 показан вид сверху устройства, где можно видеть схему расположения теплопроводящих труб и ребер в устройстве изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.29 схематично показана структура системы изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Для лучшего понимания настоящего изобретения, далее будут описаны предпочтительные варианты его осуществления со ссылкой на чертежи, однако следует понимать, что это описание приведено только для лучшего понимания характеристик и преимуществ настоящего изобретения, и его не следует интерпретировать как ограничивающее объем патентных притязаний настоящего изобретения.

Устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.1-11, на которых показана структура устройства в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг.1 показана схема расположения теплопроводящих труб первого варианта осуществления. На фиг.2 показан вид сверху устройства, показанного на фиг.1, а также разрез по линии Е-Е на фиг.4. Устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в этом варианте осуществления содержит кожух 1, бункер 2 для загрузки материала, расположенный в верхней части кожуха 1, и бункер 3 для выгрузки материала, расположенный в нижней части кожуха 1, теплопроводящий механизм 4, расположенный в кожухе 1, и механизм 5 выхлопа, расположенный ориентировочно в центре кожуха 1.

Теплопроводящий механизм 4 содержит выпускной коллектор 41, расположенный у бункера 2 для загрузки материала, чтобы выпускать теплопроводящую среду, множество участков 43 для выпуска теплопроводящей среды, соединенных с выпускным коллектором 41, вводный коллектор 42, расположенный у бункера 3 для выгрузки материала, чтобы вводить теплопроводящую среду, множество участков 44 для ввода теплопроводящей среды, соединенных с вводным коллектором, и множество теплопроводящих труб 45, присоединенных между участком для ввода и участком для выпуска. Теплопроводящий блок образован при помощи участков 44 для ввода теплопроводящей среды, участков 43 для выпуска теплопроводящей среды, расположенных в соответствии с участками 44 для ввода теплопроводящей среды, и при помощи множества теплопроводящих труб 45, расположенных между участками 43 и 44 и образующих связь между этими двумя участками. Теплопроводящие трубы 45 в каждом теплопроводящем блоке расположены параллельно с равными промежуткам друг от друга, причем пространство, образованное между теплопроводящими трубами, служит для перемещения материала. Множество ребер 46 расположены между теплопроводящими трубами 45 в продольном направлении, при этом ребра 46 имеют наклон вниз под некоторым углом относительно вертикального направления, причем указанный угол превышает 0 градусов и составляет меньше чем 45 градусов или равен 45 градусам. Каждая теплопроводящая труба 45 имеет квадратное поперечное сечение в этом варианте осуществления. Поперечное сечение может иметь кольцевую форму, эллиптическую форму или другие многоугольные формы в других вариантах осуществления.

Ребра в этом варианте осуществления содержат первичные ребра 46а и вторичные ребра 46b. Первичные ребра 46а расположены параллельно друг другу в продольном направлении. Весь корпус каждого первичного ребра 46а расположен в пространстве между двумя смежными теплопроводящими трубами и соединен с двумя смежными теплопроводящими трубами. Нижний конец каждого первичного ребра 46а имеет наклон в направлении удаления от выхлопного канала, так чтобы блокировать выхлопное отверстие 54, расположенное на забральной стенке выхлопного канала рядом с теплопроводящей трубой, так что газ может быть выпущен из выхлопного отверстия 54 под действием внутреннего отрицательного давления, в то время как твердый материал, так как он блокирован ребрами, может оставаться в кожухе. Таким образом, первичные ребра 46a главным образом используют для облегчения выпуска газа, причем они несомненно могут создавать некоторый эффект опрокидывания материала. В этом варианте осуществления, каждые четыре первичных ребра, расположенные на одной и той же высоте, образуют пространство падения материала в виде бункера, имеющего больший диаметр верхнего отверстия и меньший диаметр нижнего отверстия, так что падающий материал может быть сначала собран и затем рассеян, и дополнительно рассеян у ребер на следующей высоте. За счет схемы расположения ребер, может быть реализовано активное опрокидывание материала и даже реализована теплопередача, так что весь материал в кожухе может быть обработан при надлежащей температуре, что позволяет производить высококачественные угольные продукты. Как это показано на фиг.4, в этом варианте осуществления, каждое вторичное ребро 46b имеет верхний конец, соединенный с парой смежных теплопроводящих труб, и нижний конец, выходящий из пространства между парой смежных теплопроводящих труб, так что он входит в пространство падения материала между этой парой теплопроводящих труб и смежной парой теплопроводящих труб. В пространстве падения материала также находится дополнительное вторичное ребро 46b, расположенное между смежной парой теплопроводящих труб, причем нижний конец дополнительного вторичного ребра 46b имеет наклон относительно вертикального направления. Вторичные ребра 46b главным образом используют для усиления опрокидывания материала и усиления теплопередачи, причем теплота от теплопроводящих труб может быть передана в пространство падения материала между теплопроводящими трубами, в котором происходит выравнивание температур материала, при этом газ, полученный в процессе нагревания материала, может быть выпущен быстрее.

В частности, как это показано на фиг.4, множество ребер также расположены между участками ввода теплопроводящей среды, так что даже тогда, когда материал доходит до пространств между участками ввода теплопроводящей среды, материал может быть опрокинут, и теплота может быть передана. Следовательно, газ, полученный в участках ввода теплопроводящей среды, может быть выпущен своевременно и может быть осуществлена однородная теплопередача.

Центральный выхлопной канал 51 расположен в центре кожуха, а петлевые выхлопные каналы 52 расположены у периферии самых внешних теплопроводящих труб. Выхлопные каналы 52 и центральный выхлопной канал 51 имеют связь с выхлопным концом 53 через выхлопной коллектор, чтобы выпускать газ. Как это показано на фиг.4, центральный выхлопной канал идет до местоположения, в котором находится участок ввода теплопроводящей среды, так что может быть выпущен газ, образованный в участках ввода теплопроводящей среды. Верхний конец каждого из выхлопных коллекторов и верхний конец центрального выхлопного канала имеют форму шпиля (заостренную форму), которая облегчает падение материала. Верхнее выхлопное отверстие 6 расположено в кожухе рядом с бункером для загрузки материала и служит для выпуска пара, возникающего при вводе угля в кожух.

Бункер 2 для загрузки материала содержит верхнюю секцию 21 для загрузки материала, среднюю секцию 22 для загрузки материала и нижнюю секцию 23 для загрузки материала, которые расположены в продольном направлении. Средняя секция 22 для загрузки материала имеет диаметр отверстия меньше чем верхняя секция 21 для загрузки материала и нижняя секция 23 для загрузки материала. Диаметр отверстия верхней секции 21 для загрузки материала постепенно уменьшается сверху вниз. Диаметр отверстия нижней секции 23 для загрузки материала постепенно увеличивается сверху вниз. Бункер 2 для загрузки материала, имеющий такую конструкцию, облегчает блокирование газа, за счет чего усиливается эффект повышение качества угля.

Бункер 3 для выгрузки материала содержит верхнюю секцию 31 для выгрузки материала и нижнюю секцию 32 для выгрузки материала. Верхняя секция 31 для выгрузки материала содержит множество дополнительных бункеров, расположенных горизонтально, что обеспечивает равномерную выгрузку материала и позволяет исключить ухудшение качества угля за счет блокирования в процессе выгрузки материала. Стенка водяного охлаждения расположена на внешней стороне нижней секции 32 для выгрузки материала, чтобы производить циркуляцию охлаждающей воды через трубу для впуска воды и трубу для выпуска воды, что позволяет понизить температуру выгружаемого материала и защитить устройство от повреждения материалом, имеющим высокую температуру. Более того, дополнительные бункеры также работают как переходные устройства, чтобы предотвращать прямой контакт имеющего высокую температуру материала со стенкой водяного охлаждения в нижней секции для выгрузки материала.

Устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в этом варианте осуществления дополнительно содержит механизм регулирования температуры, расположенный у бункера для загрузки материала. Механизм регулирования температуры содержит: датчик температуры (не показан), позволяющий вырабатывать сигнал температуры для каждого из участков выпуска теплопроводящей среды; контроллер, позволяющий сравнивать сигнал температуры с предварительно заданным значением температуры и посылать команду для регулирования температуры в соответствии с результатами сравнения; и регулирующий клапан 7, расположенный на участке выгрузки каждого из теплопроводящих блоков, что позволяет регулировать открывание клапана в ответ на команду для регулирования температуры.

Механизм регулирования температуры позволяет своевременно регулировать температуру в кожухе, так что она будет одинаковой и такой же, как предварительно заданная температура, что обеспечивает получение в конечном счете желательных продуктов.

Участки 43 для выпуска теплопроводящей среды в целом имеют форму прямых пластин с верхней частью в виде шпиля, имеющего некоторый наклон, что позволяет сгладить подачу материала.

В частности, участки 44 для ввода теплопроводящей среды в целом имеют форму прямых пластин с верхней частью в виде шпиля, имеющего некоторый наклон, что позволяет облегчить падение материала.

В этом варианте осуществления используют только две группы выхлопных каналов, а именно, центральный выхлопной канал и периферийные выхлопные каналы. На практике, несколько групп выхлопных каналов могут быть расположены в направлении, идущем из центра кожуха относительно теплопроводящих труб, так что газ, возникающий в процессе нагревания, может быть выпущен своевременно, чтобы не ухудшать эффект повышения качества угля.

В этом варианте осуществления используют пять теплопроводящих блоков, и каждый из теплопроводящих блоков имеет пять теплопроводящих труб, за исключением теплопроводящего блока, расположенного в центре. Эти теплопроводящие трубы распределены в виде сетки. В других вариантах осуществления, число теплопроводящих труб может быть меньше или больше, чем в этом варианте осуществления, в соответствии с практическими требованиями.

В этом варианте осуществления, каждый компонент расположен так, что он позволяет облегчить падение материала и выпуск газа, так что, в процессе обработки угля, температуру материала в пространстве падения материала можно регулировать гибко и эффективно, что позволяет обеспечивать высокую эффективность обработки угля.

Теплопроводящей средой в этом варианте осуществления является горячий газ.

Устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии со вторым вариантом осуществления

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.12-18. На фиг.12 схематично показан разрез по линии G-G устройства, показанного на фиг.13. На фиг.13 схематично показан разрез по линии F-F устройства, показанного на фиг.12. Этот вариант осуществления отличается от первого варианта осуществления тем, что использованы восемь теплопроводящих блоков, причем за исключением двух теплопроводящих блоков, расположенных в центре, каждый из теплопроводящих блоков содержит восемь теплопроводящих труб. Первичные ребра между теплопроводящими трубами рядом с выхлопным каналом в этом варианте осуществления имеют такую же схему расположения, что и в первом варианте осуществления, однако, две группы первичных ребер расположены продольно между всеми соседними теплопроводящими трубами. Одна группа расположена на одной стороне пространства между двумя теплопроводящими трубами, причем каждое из первичных ребер в этой группе имеет нижний конец, имеющий наклон в направлении осевой линии кожуха. Другая группа расположена на другой стороне пространства между двумя теплопроводящими трубами, причем каждое из первичных ребер в этой группе имеет нижний конец, имеющий наклон в направлении удаления от осевой линии кожуха. Две группы первичных ребер расположены поочередно в продольном направлении. Эта схема расположения первичных ребер позволяет улучшить выпуск газа и облегчить опрокидывание материала.

В этом варианте осуществления, две группы вторичных ребер расположены в продольном направлении между теплопроводящими трубами, расположенными в центре. Одна группа расположена на одной стороне пространства между двумя теплопроводящими трубами, причем каждое из вторичных ребер в этой группе имеет нижний конец, имеющий наклон в направлении осевой линии кожуха. Другая группа расположена на другой стороне пространства между двумя теплопроводящими трубами, причем каждое из вторичных ребер в этой группе имеет нижний конец, имеющий наклон в направлении удаления от осевой линии кожуха. Две группы вторичных ребер расположены поочередно в продольном направлении. Эта схема расположения вторичных ребер позволяет улучшить выпуск газа и облегчить опрокидывание материала. Другие компоненты в этом варианте осуществления соответствуют компонентам первого варианта осуществления и поэтому здесь дополнительно не описаны.

Устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с третьим вариантом осуществления

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.19-25. На фиг.19 схематично показан разрез по линии Н-Н на фиг.20. Этот вариант осуществления отличается от второго варианта осуществления тем, что использованы только первичные ребра. Другие компоненты в этом варианте осуществления соответствуют компонентам второго варианта осуществления и поэтому здесь дополнительно не описаны.

Устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с четвертым вариантом осуществления

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.26, на которой показано, что этот вариант осуществления отличается от третьего варианта осуществления тем, что большее число теплопроводящих блоков, а именно, шестнадцать теплопроводящих блоков использованы в этом варианте осуществления, причем каждый из теплопроводящих блоков содержит шестнадцать теплопроводящих труб, за исключением двух теплопроводящих блоков, расположенных в центре, при этом имеется петлевой выхлопной канал 55, расположенный соответственно между центральным выхлопным каналом 51 и петлевым выхлопным каналом 52, кроме центрального выхлопного канала 51, расположенного в центре кожуха, и петлевого выхлопного канала 52, расположенного на периферии самой внешней из теплопроводящих труб, так что устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с этим вариантом позволяет облегчить выпуск газа и улучшить эффект повышения качества угля.

Устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с пятым вариантом осуществления

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.27, на которой показано, что этот вариант осуществления отличается от второго варианта осуществления тем, что использованы четыре центральных выхлопных канала 51 и один петлевой выхлопной канал 52, расположенный на периферии самой внешней из теплопроводящих труб, причем четыре центральных выхлопных канала 51 расположены симметрично относительно осевой линии кожуха, что позволяет облегчить выпуск газа и улучшить эффект повышения качества угля.

Устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с шестым вариантом осуществления

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.28, на которой показано, что этот вариант осуществления отличается от второго варианта осуществления тем, что использовано большее число теплопроводящих блоков, а именно, одиннадцать теплопроводящих блоков, причем, за исключением трех теплопроводящих блоков, каждый из других теплопроводящих блоков содержит одиннадцать теплопроводящих труб, причем имеются шесть центральных выхлопных каналов 51 и один петлевой выхлопной канал 52, расположенный на периферии самой внешней из теплопроводящих труб, так что устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с этим вариантом осуществления позволяет облегчить выпуск газа и улучшить эффект повышения качества угля.

В других вариантах осуществления, на практике может быть использовано большее число групп выхлопных каналов.

Далее описаны специфические испытания для проверки эффективности обработки угля при помощи устройства и системы для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением.

I. Использование бурого угля в качестве образца

1. Необогащенный бурый уголь из Внутренней Монголии размалывали и направляли для повышения качества в устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, причем образцы необогащенного бурого угля и соответствующего угля повышенного качества отправляли в организацию SGS-CSTC standards technical services Co., Ltd (сокращенно SGS) для испытаний и анализа, результаты которых приведены ниже.

1) Бурый уголь

2) Уголь повышенного качества при температуре 650 градусов Цельсия

Приведенные здесь выше результаты анализа показывают, что низшая теплотворная способность несортированного необогащенного угля может быть повышена от 2872 Ккал/кг до 5103 Ккал/кг, а общая влага может быть снижена от 43.6% до 9.2%, при температуре обработки 650 градусов Цельсия.

2. Образец бурого угля размалывали и направляли в устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения, для повышения качества при соответствующих температурах повышения качества, составляющих 330 градусов Цельсия, 450 градусов Цельсия, 550 градусов Цельсия, 650 градусов Цельсия, 850 градусов Цельсия, 950 градусов Цельсия и 1050 градусов Цельсия. Регистрировали данные углей повышенного качества, полученных при температурах 330 градусов Цельсия, 450 градусов Цельсия, 550 градусов Цельсия и 650 градусов Цельсия, а затем исследовали необогащенный уголь и угли повышенного качества, полученные при этих температурах; полученные результаты исследования показаны в Таблице 1.

Были проанализированы приведенные здесь выше результаты исследований; полученные результаты анализа показаны в Таблице 2.

Приведенные здесь выше результаты анализа показывают, что количество необогащенного угля, требующегося для изготовления тонны твердых продуктов, и низшая теплотворная способность продуктов возрастают при увеличении температуры повышения качества, главным образом в линейном соотношении. Отношение теплотворной способности, остающейся в твердых продуктах, к теплотворной способности необогащенного угля, снижается. В процессе испытаний и анализа заявитель пришел к следующему заключению.

1. Результаты испытаний показывают, что выпуск твердых продуктов снижается, потери в массе возрастают, содержание летучих веществ в твердых продуктах снижается от 42.85% при 330 градусов Цельсия до 12.55% при 650 градусов Цельсия, однако выход водоконденсата мало изменяется, когда температура повышается. Таким образом, потери в массе главным образом возникают за счет снижения содержания летучих веществ, которые могут быть рециркулированы в последующих процессах, когда температура повышается.

2. Содержание летучих веществ в продуктах снижается, когда температура повышения качества повышается. Потеря содержания летучих веществ может быть разделена на горючий газ и гудрон, которые могут быть рециркулированы.

3. Приведенные здесь выше результаты испытаний показывают, что эффективное содержание в буром угле может быть рециркулировано до предельной величины, причем величину эффективного содержания, остающуюся в твердых продуктах, и величину эффективного содержания, поступающую в химический процесс переработки угля, можно контролировать за счет использования устройства для изготовления высококачественного угля в соответствии с настоящим изобретением.

Образцы угля повышенного качества, обработанные при помощи устройства для изготовления высококачественного угля в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения при различных температурах, были направлены в организацию SGS-CSTC standards technical services Co., Ltd (сокращенно SGS) для испытаний и анализа, откуда был получен следующий отчет о результатах испытаний.

1) Уголь повышенного качества при температуре 450 градусов Цельсия

Приведенные здесь выше результаты анализа показывают, что низшая теплотворная способность несортированного необогащенного угля может быть увеличена от 3101 Ккал/кг до 6701 Ккал/кг и общая влага может быть уменьшена от 43.40% до 0.8%, при температуре обработки 450 градусов Цельсия.

2) Уголь повышенного качества при температуре 550 градусов Цельсия

Приведенные здесь выше результаты анализа показывают, что низшая теплотворная способность несортированного необогащенного угля может быть повышена от 3101 Ккал/кг до 7255 Ккал/кг и общая влага может быть уменьшена от 43.40%) до 0.5%, при температуре обработки 550 градусов Цельсия.

3) Уголь повышенного качества при температуре 650 градусов Цельсия

Приведенные здесь выше результаты анализа показывают, что низшая теплотворная способность несортированного необогащенного угля может быть повышена от 3101 Ккал/кг до 7775 Ккал/кг и общая влага может быть уменьшена от 43.40% до 0.2%, при температуре обработки 650 градусов Цельсия.

4) Уголь повышенного качества при температуре 950 градусов Цельсия

Приведенные здесь выше результаты анализа показывают, что высшая теплотворная способность высушенного воздухом необогащенного угля может быть повышена от 5364 Ккал/кг до 6254 Ккал/кг, содержание связанного углерода может быть повышено от 42.25% до 75.15%, и содержание летучих веществ снижено от 25.17% до 4.91%, при температуре обработки 950 градусов Цельсия.

5) Уголь повышенного качества, полученный при помощи устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением при температуре 1050 градусов Цельсия.

Приведенные здесь выше результаты анализа показывают, что высшая теплотворная способность высушенного воздухом необогащенного угля может быть повышена от 5364 Ккал/кг до 6500 Ккал/кг, содержание связанного углерода может быть повышено от 42.25% до 79.36%, и содержание летучих веществ снижено от 25.17% до 3.53%, при температуре обработки 1050 градусов Цельсия.

II. Использование битуминозного угля в качестве образца

Необогащенный битуминозный уголь, который не подвергался повышению качества при помощи устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением, был выбран в качестве образца для исследований; результаты исследований приведены ниже.

Необогащенный битуминозный уголь повышенного качества, полученный при помощи устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением при температуре 950 градусов Цельсия, был выбран в качестве образца для исследований; результаты исследований приведены ниже.

Приведенные здесь выше результаты анализа показывают, что общая влага необогащенного битуминозного угля может быть уменьшена от 3.8% до 0.1%, содержание связанного углерода может быть повышено от 55.07% до 82.22%, и содержание летучих веществ может быть уменьшено от 32.3% до 1.12%, при температуре обработки 950 градусов Цельсия. Полученные продукты отвечают стандарту кокса.

III. Использование в качестве образца битуминозного угля с высоким содержанием серы

Необогащенный битуминозный уголь с высоким содержанием серы, который не подвергался повышению качества при помощи устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением, был выбран в качестве образца для исследований; результаты исследований приведены ниже.

Необогащенный битуминозный уголь с высоким содержанием серы повышенного качества, полученный при помощи устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением при температуре 950 градусов Цельсия, был выбран в качестве образца для исследований; результаты исследований приведены ниже.

Приведенные здесь выше результаты анализа показывают, что после сушки воздухом влажность необогащенного битуминозного угля может быть уменьшена от 1.1% до 0.01%, содержание связанного углерода может быть повышено от 56,59% до 67.56%, и содержание летучих веществ снижено от 25.17% до 1.18%, за счет обработки при температуре 950 градусов Цельсия. Полученные продукты отвечают стандарту кокса, со снижением общей серы необогащенного угля от 4.11% до 3.79%.

Система для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления

Система для изготовления высококачественных угольных продуктов будет подробно описана далее в соответствии с ее вариантами осуществления.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.29, на которой показана система для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с этим вариантом осуществления, которая содержит механизм подачи материала, механизм подачи теплопроводящей среды, устройство изготовления высококачественных угольных продуктов и устройство рециркуляции.

Механизм подачи материала содержит: два механизма дробления, каждый из которых содержит вибрационный питатель S1 материала и узел S2 дробления с двумя шестернями; и линейное решето S3, предназначенное для того, чтобы просеивать дробленый материал, который после просеивания поступает в промежуточный бункер S4, а затем на ленточный конвейер S5, расположенный у окна (канала) для загрузки материала устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов.

Механизм подачи теплопроводящей среды содержит одноступенчатую печь S6 каменноугольного газа и горелку S7 каменноугольного газа. Одноступенчатая печь каменноугольного газа представляет собой генератор каменноугольного газа, который вырабатывает из твердого угля газообразное топливо, то есть каменноугольный газ. Горелка каменноугольного газа сжигает газообразное топливо, то есть каменноугольный газ, чтобы создать источник теплоты для всей системы. Горелка S7 каменноугольного газа в соответствии с этим вариантом осуществления содержит переднюю часть и заднюю часть. Передняя часть представляет собой камеру сгорания, а задняя часть представляет собой камеру для перемешивания воздуха, создания стационарного течения и выпуска воздуха. В этом варианте осуществления предусмотрены четыре устройства S8 для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением, структура которых соответствует описанным здесь ранее вариантам осуществления и поэтому здесь подробно не описана. В устройстве для изготовления высококачественных угольных продуктов, шнековый питатель S9 материала, имеющий механизм охлаждения, расположен у окна для выгрузки материала, ниже бункера для выгрузки материала. Шнековый питатель S9 материала содержит кожух, окно для загрузки материала, расположенное выше кожуха, окно для выгрузки материала, расположенное ниже кожуха, и шнек, расположенный в кожухе. Вал вращения шнека соединен с приводным механизмом и приводится во вращение при помощи приводного механизма. Скорость выгрузки материала из устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов можно регулировать за счет изменения скорости вращения шнека. Скорость вращения шнека задает время, в течение которого материал остается в устройстве для изготовления высококачественных угольных продуктов. Внешняя стенка кожуха снабжена стенкой (рубашкой) водяного охлаждения, которая позволяет понижать температуру материала за счет циркуляции охлаждающей воды во время перемещения материала при помощи шнека. В этом случае, материал, выгружаемый из окна для выгрузки материала, может иметь температуру ниже чем 100 градусов Цельсия.

Устройство рециркуляции в соответствии с этим вариантом осуществления содержит скруббер S10 с разбрызгивающим устройством, соединенный с концом выпуска газа устройства изготовления высококачественных угольных продуктов, градирню S11, пруд S12 очистки сточных вод, пруд S13 разделения масла от воды, и механизм выработки электроэнергии, соединенный с выпуском теплопроводящей среды устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов. Конец выпуска газа устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов сообщается со скруббером S10 с разбрызгивающим устройством. Скруббер S10 с разбрызгивающим устройством соединен как с устройством подачи теплопроводящей среды, так и с градирней S11. Градирня S11 соединена с прудом очистки сточных вод. Пруд очистки сточных вод соединен с прудом разделения масла от воды. В пруду разделения масла от воды, гудрон разделяют от воды и используют для рециркуляции. Механизм выработки электроэнергии содержит котлоагрегат S14 отходящей теплоты, соединенный с выпуском теплопроводящей среды, паровую турбину S15, соединенную с котлоагрегатом S14 отходящей теплоты, и электрогенератор S16, соединенный с паровой турбиной. Градирня, пруд разделения масла от воды и скруббер с разбрызгивающим устройством выполнены в виде единого целого. Скруббер с разбрызгивающим устройством в основном служит для охлаждения самообразующегося имеющего высокую температуру газа. В том случае, если имеющий высокую температуру газ охлаждается до температуры ниже чем 100 градусов, пары масла и водяной пар в имеющем высокую температуру газе становятся жидкими, и могут быть разделены от газообразного каменноугольного газа. Имеющая высокую температуру вода из скруббера с разбрызгивающим устройством охлаждается в градирне до низкой температуры, причем вода с низкой температурой затем подается назад в скруббер с разбрызгивающим устройством, чтобы охлаждать самообразующийся имеющий высокую температуру газ. Пруд разделения масла от воды позволяет получать не содержащую масла воду для градирни и скруббера с разбрызгивающим устройством. В других вариантах осуществления, скруббер с разбрызгивающим устройством может быть заменен другими охлаждающими устройствами, такими как кожухотрубный теплообменник. Выпуск теплопроводящей среды имеет один конец, соединенный с механизмом выработки электроэнергии, и другой конец, соединенный с горелкой S7 каменноугольного газа, так что теплопроводящая среда, после ее использования для обработки угля, может быть рециркулирована, при этом одна ее порция поступает на горелку каменноугольного газа для сгорания, а остальную теплоту рециркулируют для выработки электроэнергии с использованием отходящей теплоты. Чтобы имеющий высокую температуру газ из камеры сгорания не мог повредить устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов за счет его прямого поступления в устройство, некоторую часть газов с низкой температурой вводят в камеру для перемешивания воздуха, создания стационарного течения и выпуска воздуха горелки каменноугольного газа, ранее поступления имеющего высокую температуру газа в устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов. В этом варианте осуществления, в качестве газов с низкой температурой используют теплопроводящую среду, которую вводят назад от выпуска теплопроводящей среды. Следовательно, теплопроводящая среда с надлежащей температурой может быть подана в устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов, и может быть использована отходящая теплота имеющего высокую температуру газа на выпуске теплопроводящей среды.

Предусмотрено отверстие, расположенное поблизости от конца для загрузки материала, на кожухе устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов. Отверстие соединено со скруббером с разбрызгивающим устройством при помощи трубы.

Гудрон, отделенный в пруде разделения масла от воды, поступает на химическую установку для переработки угля, где из него получают полезные продукты.

Ниже приведены расчеты теплоты, генерируемой в процессе обработки бурого угля при помощи системы для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с этим вариантом осуществления.

Производительность обработки: 1 миллион тонн в год = 140 тонн в час.

В процессе обработки, свободная вода испаряется со скоростью 27.062 тонны в час, и связанная вода испаряется со скоростью 27.538 тонны в час.

Q=W×C×Δt

Q: количество тепла, КДж/ч

W: массовый расход флюида, кг/ч

С: средняя удельная теплоемкость флюида, КДж/(кг.°С)

Δt: разность температур, °С

Теплоту вычисляли при повышении температуры воды от 20 градусов Цельсия до 280 градусов Цельсия.

Для свободной воды при повышении температуры от 20 градусов Цельсия до 100 градусов Цельсия:

Q1=W1×C1×Δt1=27062×4.18×80=9049532.8 КДж/ч = 2.164 миллиона Ккал/ч.

Для связанной воды при повышении температуры от 20 градусов Цельсия до 100 градусов Цельсия:

Q2=W2×C2×Δt2=25538×4.18×80=8539907.2 КДж/ч = 2.042 миллиона Ккал/ч.

Для связанной воды при повышении температуры от 100 градусов Цельсия до 280 градусов Цельсия:

Q3=W3×C3×Δt3=25538×2.1×180=9653364 КДж/ч = 2.309 миллиона Ккал/ч.

Скрытая теплота парообразования воды 54.6 тонн/час при температуре 100 градусов Цельсия:

Q4=123396000 КДж/час = 29.51 миллиона Ккал/ч.

Потребление тепла самообразующегося каменноугольного газа:

Q5=W5×C5×Δt5=15400×1.08×260=4324320 КДж/ч = 1.03 миллиона Ккал/час.

Потребление тепла для повышения температуры бурого угля:

Q6=W6×C6×Δt6=70000×1.2×80=6720000 КДж/ч = 1.61 миллиона Ккал/час.

Теоретическое теплосодержание: Q_theoretic=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=216.4+204.2+230.9+2951+103+161=38.665 миллиона Ккал/ч.

Теплотворная способность самообразующегося каменноугольного газа в процессе изготовления:

Q7=632 Ккал/м³ × (140 тонн/час × 195 м³/тонн)=17.25 миллиона Ккал/час.

Теплотворная способность Q8 (для механизма выработка электроэнергии за счет отходящей теплоты), отводимая за счет сжигания выпускаемого отходящего газа в объеме 0.2 миллиона м³/ч при температуре 410 градусов Цельсия и давлении 2000 Па, может быть вычислена следующим образом.

При преобразовании в стандартное состояние, объем сжигаемого выпускаемого отходящего газа составляет 87000 м³/ч, при этом универсальная объемная энтальпия отходящего газа составляет 599.199 КДж/м³.

Q8=87000 м³/час × 599.199 КДж/м³ = 12.46 миллиона Ккал/ч.

Расчет при кпд печи 65%:

Использованная теплотворная способность самообразующегося каменноугольного газа: Q9=Q7><65% = 11.21 миллиона Ккал/ч.

Потребление тепла печью Q10:Q10 = (Q_theoretic-Q9)/65% = (3866.5-1121)/65%=2745.5/0.65=42.24 миллиона Ккал/ч.

Фактическая теплота, которая требуется для устройства для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением:

Q_actual = Q8+Q10 = 1246+4224 = 54.70 миллиона Ккал/ч.

Из приведенного здесь выше процесса преобразования теплоты можно понять, что теплота теплопроводящей среды рекуперируется и материалы, такие как газ, генерируемый в процессе производства, и утилизируется в этом варианте осуществления, так что фактическое потребление теплоты в процессе производства является относительно низким и составляет всего только 54.70 миллиона Ккал/ч. Таким образом, устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с этим вариантом осуществления позволяет производить переработку угля дружественным к окружающей среде образом с низкой себестоимостью, и в конечном счете получать высококачественные угольные продукты.

Несмотря на то, что здесь были подробно описаны устройство и система для изготовления высококачественных угольных продуктов в соответствии с настоящим изобретением, со ссылкой на примеры осуществления, совершенно ясно, что в это описание специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят однако за рамки приведенной далее формулы изобретения.

Реферат

Изобретение направлено на повышение качества угля, а именно к созданию устройства и системы для изготовления высококачественных угольных продуктов. Устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов содержит кожух, расположенный внутри него теплопроводящий механизм, снабженный впуском теплопроводящей среды вблизи от конца для выгрузки материала и выпуском теплопроводящей среды вблизи от конца для загрузки материала. Теплопроводящий механизм содержит множество групп теплопроводящих блоков, расположенных с промежутками друг от друга, каждый из которых содержит множество теплопроводящих труб (45), имеющие связь с впуском теплопроводящей среды и с выпуском теплопроводящей среды. Множество ребер (46), имеющих наклон вниз относительно вертикального направления, расположенных в продольном направлении между смежными теплопроводящими трубами (45) поблизости от выхлопного канала, имеющих наклоненный в направлении удаления от выхлопного канала нижний конец для блокирования выхлопного отверстия, расположенного на забральной стенке выхлопного канала. В изобретении также предлагается система для изготовления высококачественных угольных продуктов, содержащая устройство для подачи материала, вышеописанное устройство для изготовления высококачественных угольных продуктов, устройство для подачи теплопроводящей среды и устройство рециркуляции. Ребра (46) расположены в пространстве падения материала между теплопроводящими трубами (45) и обеспечивают вращение материала, своевременный выпуск газов и быструю передачу теплоты, что способствует выработке высококачественных угольных продуктов. 2 н. и 103 з.п. ф-лы, 29

Формула