用来降低固体材料和/或浆料含水量的方法、压滤机及控制调节装置

本发明涉及一种工艺方法、压滤机和控制调节装置，用以减少由于毛细管 作用而凝结在纤维室内的含碳物质及细碎的固体材料的含水量和/或浆料的 含水量。

本发明按专利DE195 35 315.3提出了一种新方法，通过热-机械方法，以 使生褐煤脱水能够在大规模的工业上得到应用。这种方法可改善发电厂发电的 总效率，并可连续处理大量的含煤固体材料。为避免在蒸汽压力作用下，料堆 层边缘被吹掉，以及使热能均匀地分布在压缩面上，而不降低边缘上的蒸汽压 力，本方法使用的设备及压滤机，在技术上得到进一步解决，从而不再产生上 述的疵病。

本方法由下述工艺步骤组合而成：

a)工作节拍开始时，原料是装在一个封闭式、基本上不漏气的、温度超过 100℃并经预热过的压力室中，然后供入温度≥150℃的过热蒸汽。此时，

b)作用在原料上的压缩压力，大于材料中松密度时所形成的压力，最大约 相当于5巴到8巴输送蒸汽压力。接着，

c)当所装材料的温度达到约≥125℃，喷汽工作结束。根据投放的原料颗粒 大小，施以最大到75巴的高机械单位压力，进行脱水，使残余含水量减至重 量的20％。

根据专利DE195 35 315.3，用热机械部水法成功地使热和机械能消耗少， 达到经济地脱除褐煤水份目的。因而，对发电厂使用高湿度褐煤来说，由于本 发明脱水法能耗少，可使总效率获得明显提高。此外，与熟知的热干燥法相比 较，节约了水蒸汽能量。

根据专利DE195 35 315.3，工艺过程所用的设备是，循环运行的布料带穿 过组合在一级压力机中的压力室，压力室通过一个闸门系统，按照压力过程节 凑顺序被打开和关闭。设备的主要部件由一个可换向的、连续工作的布料机和 一个可间断加热的压滤机，以及一个带有长方形截面的用以装载颗粒褐煤的料 带箱系统组成。循环式的布料带有两条环形侧面钢带。布料带循环式地从压机 中一个密封而不漏汽的压力室中穿过，并且当处在压力室的入口和出口处与传 送方向正交时，通过一个可以升降的闸板和一个闭锁闸板关闭和打开压力室。 借助于蒸汽热能输入、机械排水的结束，这种热机械脱水的二级过程就使处于 压滤机的封闭式压力室力内的干燥褐煤压制料堆(不仅是煤还是残余湿气)吸 收了蒸汽的温度，也就是说，在压板的高速运动下，残余湿气急骤地直接蒸发 成为蒸汽了。但是问题就在于，根据温度(125℃到200℃，蒸汽压力约到20 巴)情况，当压机被抽(成真)空时，须对排出的残余湿汽进行控制。在压力 室关闭时，即借助液压调节隔板和关闭闸门时，上压制板快速运行，脱水褐煤 板中余下的湿度是以蒸汽形式而排出。如果压制板的打开是缓慢的，按照煤温 度约为200℃及大约16巴的蒸汽压力，需对减压室内的减压蒸汽进行控制， 这样就可能有一个缺点，即经过相应的排汽通道排出减压蒸汽时，必须适当地 为高压蒸汽设置通道或导管。在压制区域内，无余汽排除，而在压滤机排出的 区域内，形成了大量的废汽，它要经过附加的抽出装置和经过价格昂贵的湿除 尘装置而排出。因热/机械脱水过程是不连续进行的，在每一压制周期结束所 形成的废汽量(这里废汽是水蒸汽和煤粉尘的混合物)必须通过附加的湿除尘 装置而排出。在压滤机排空时，所以吸附加形成的不连续尘埃量，仅仅是在约 为总循环时间的5％到10％较短时间内完成的。就是说，相对于这样短暂时 间出现的尘埃量要进行排除，则要求吸尘和排尘装置必须有足够的尺寸，这就 需要很高的投资费用。另外的缺点是，被抽出的废汽也是一种热能损失。

本发明的目的在于，提供一种方法，按照这种方法在机械压制结束后，残 存在脱过水的褐煤板块中的大部分剩余湿气由压力室中排空之前，就可以作为 减压蒸汽不需要昂贵的抽气装置被排放出来。剩余湿气中的热量，还可作为附 加热而被利用。

本目的的实现可由权利要求1所述方法的特征部分、权利要求4的压滤机 和权利要求8的控制与调节装置的特征部分体现出来。

由于压制板的快速上升，当压力室迅速打开时，可带来二个决定性的优 点：由于蒸汽膨胀速度高，在减压蒸汽室内形成了较低的蒸汽压力，以及通过 高的减压速度，脱过水的褐煤板块(干燥褐煤压制料堆)因爆炸性的减压蒸汽 压力的打击使煤块被松开，即，褐煤板块变成为松而细碎的相当于原来的颗粒 状态，这对以后的碾碎是很有益的，因为可使碾碎机尺寸小，由此使机器成本 较低。本发明理论的基本思想是，基于蒸汽热量循环利用并有条件地排入到一 个蓄水冷凝器系统，由于积聚的热量经过一个或多个热交换系统在总的有效循 环时间内又可以重新被输送进来加以利用。例如，用来对整个设备室内空气的 加热，对经脱水和干燥褐煤板的再干燥的空气的加热，以及对燃烧室中燃烧空 气的加热或者对涡轮机循环水的加热。除了余汽含热的能量被利用以外，特别 还由于蒸汽冷凝室排出的循环热与附加的热交换器中不断排出热量之间的组 合，在时间流程上的比率为10比1，从而使经济上带来了特别的好处，使其 设备成本降到最低，成本减少比率同样也是10比1。

本发明的其它优点，由下面的示图说明和所附的权利要求书予以说明。

图1示出了本发明的压滤机，它包括：装生褐色粒状煤装置、蒸汽闸门系 统和连接在下游的蒸汽冷凝器-热交换系统；

图2是图12的C-C剖视图，是图6和图7闸门系统的另一种变型；

图3示出了图12的C-C剖视图的情况，但末端有机械密封件，用来压 出热水；

图4示出了打开排汽阀时压滤机减压蒸汽室的余汽减压；

图5是图2的B-B剖视图，示出了圆柱形阀体的配置；

图6示出了压滤机出口处的余汽-闸门系统，机械压缩装置末端与图3相 似；

图7示出了图6的余汽-闸门系统，其中快速压缩柱塞与图4相似，打开 的闸门II类似于图4的出口柱塞；

图8示出了图2和图6所示余汽-闸门系统的另一种结构；

图9示出了压力室打开时蒸汽减压情况；

图10是图8的A-A剖视图，其中在隔壁上开了长槽；

图11示出了带有闸门I、II和III的压滤机的侧视图；

图12是图11的E-E剖视图，其中压滤机具有闸门I、II和III以及液 压起动的墙壁；

图13是以图12的F-F剖视图的方式示出了所有闸门I、II和III都打 开并且压力室的卸料及装料开始的运行情况；

图14示出了图13过程结束前不久的压滤机装料情况。

图1示出了本发明的主题，它包括用热-机械法去除生粒状褐煤水份的设 备，它包括：

A)在散装装煤带4上，间断装料的散装段；

B)具有一体式压力室和闸门系统的单层压滤机5；

C)紧接着是碾碎干燥装置，压出褐灯板31从压力室40(带有物碎装置 74)中出来。

图1散装段A形象地表明，将生粒状褐煤6经传送带2连续输入到固定煤 仓1。与煤仓1组成一个结构单元的固定布料把生粒状褐煤6撒在布料-装煤 带4上，料带通过压滤机5循环运行。布料-装料带系统(也可见图11和图 12)由下面循环式的料带4和压滤机内两个垂直地、左右固定于料带上的隔板 63所组成。料带4是一种透气的金属物织带，在压滤机5的压力室40中循环 运行。生粒状褐煤6由布料机3散布在料带上，直到料堆高度达到H，料堆的 横截面为精确的矩形。紧接着按照这样一种形状进入压力室40，经压制后输 出。下一级的粒状褐煤一隔料床的装料是与料带4上的生粒状褐灯-隔料床的 装料和由压制装置中出来的褐煤板31卸料同时进行的。在料带4开始工作前， 打开压力室40的入口26和出口27，使压力室40的隔板63减压，即呈自由 状态。通过料带4的数控装置生褐灯煤-隔料床输送至出口27处料带到达出 口闸门II后，压力室40重新关闭，这就是说隔板63重新靠上去(压紧行程约 5mm)，而入口26和出口27又重新关闭。

如图所示，位于压力室压区B范围的带有综合压力室及闸门系统的压滤机 5是设计成一个固定的单级上活塞式压机。料带4不断地将生粒状褐煤6从散 装段A送入到压力室压制区B，此时该带经过压力室40的下面固定式加热压 制板13。

在这种情况中，所述的压力室系统由下述功能构体组成：

●位于压制机架30内的下固定压制板13；

●在压制板13的两个纵向侧面上，分别装有左、右垂直隔板63，它们由 液压短程汽缸20从侧面重新压向通过液压缸34带动的上压制板17；

●长行程汽缸34，它们垂直地从上面作用，而短程缸水平地从两侧面作 用于压力室40。汽缸34和汽缸20分别分配于压制机架30，并置于压力室40 的侧面和正面。

在压滤机5内的隔板63藉助液压短程缸20控制侧面压力，即在装料带传 输运动时，完成卸载动作，并在蒸汽喷射及压制过程时，借助侧面压力压向上 压制板17。为阻止蒸汽压力，上压制板17通过弹性橡胶密封件88密封住。 如果料带4处于静止状态，借助液压缸23把隔板63垂直下压到压板13上时， 则可通过橡胶弹性密封件89，对着已经密封住的压板13的下缘边又重新地使 隔板63达到气密封。

随着散装的生粒状褐煤6向压力室40移动，此时出口处27的闭锁闸门28 通过液压调节件36同时地垂直向下运动，当褐煤进入到压力室，则闭锁闸门 进入到接着要进行蒸汽喷射的闭锁位置。在入口处26的闭锁闸门22，藉助液 压调节件37一直向上运动，也就是说自由释放到可使布料高度为H的粒状褐 煤6顺利地进入到压力室40。

根据本发明，现在的工作方式是通过图1，6及7所示的、位于压力室40 的排出区域中的一个控制闸门系统按工作顺序完成的。使其减压蒸汽按照压滤 机5的工作节拍可连续地从压力室40中排出。

其功能如下：

在压力室40还处于关闭状态时，迅速打开运动的压制板17，开始位置见 图6。在减压蒸汽室81内，由于爆炸松动作用，形成了水蒸汽煤粉尘混合物， 压滤机5关闭时，压力室40起作用，压滤室5打开时，减压蒸汽室81起作用。 随着压制板17开始快速运动，不过至少到运动结束，出口闸板2被打开，因 为带有闭锁闸板28的出口闸门II位于整个压制宽度上，因而在蒸汽冷凝器82 方向，可以打开一个较大的减压横截面。按图7操作时，带有闭锁闸板90的 出口闸门III如前面一样地关闭的，这样，余汽就按控制出口阀80的方向流动。 出口闸门II和出口阀80的打开速度要予控制，打与移动单元进入横截面时的 蒸汽一速度相适应。要避免由于过高的热流动速度，使大量的煤粉尘和粒状煤 进入蒸汽冷凝室82中。通常打开压制板17时，出口闸门II和排气阀80彼此 按时间顺序打开与接通，这样错开控制当余93出现时，就可以有目的地调节 减压蒸汽蒸发时间，该时间约≤10％的余汽93排入到蒸汽器82的全部循环时 间，这样就没有大量的煤粉尘和粒状煤跟随进来。

蒸汽冷凝器系统的功能如下：

当减压蒸汽时间≤10％全部循环时间时，余汽93流入蒸汽冷凝器82。这 时借助重力，从水槽83流出，水槽在蒸汽冷凝器上方，通过蒸汽冷凝器82蓄 有适当的水并排出积聚的热量，例如，从水箱中流出的水为30℃，而在蒸汽 冷凝器82的冷凝管内，水温为60℃。这些水输入到热交换器84，从而带来 了好处：从现在起，由热交换器84出来的水在整个循环时间上，都可以断断 续续地把储存的热量输送给其它外部的热交换器系统85和86，因而总系统可 较小，于成本也有利。

其它的优点是，经减压蒸汽的冷凝水温为100℃，通过热交换器86，能 量同样可以利用，对全部蒸汽冷凝器系统，接有前置固体颗粒分离77；用来 吸收煤粉尘和粒状煤。由于减压是通过出口闸门II和减压闸门IV大的横截面 进行冷凝器82的，例如，从减压蒸汽室81到蒸汽冷凝器82其压降≤10巴。压 力减到在压力，即不需要附加的排气装置。

当减压蒸汽时间≤10％总循环时间后，如图7所示，可以用闭锁闸板90打 开附加闸门II及使压滤机5排空，如图13和图14。

第二种变型是按图2，4和5的结构。其功能如下：

按图13压滤机5装煤时，按图3表示的从脱水过程直到终端密封，在液 压隔板63内的圆柱形排汽孔91一直是呈关闭状态。按图2，4和5，在液压 调节件20间，安排的圆柱形排汽孔数是可以任意的，并且常常是根据数目多 少，在减压阶段时(图4所示)使其能够打开足够大的排气横截面(如上所述)。 与上一种方案相比较，这种结构的优点是，压滤机5是很长的，在压力室40 两纵向面上可安置相应数量的开口横截面，并使余汽93朝着减压闸门IV进行 减压。通过圆柱形的柱塞结构，排汽孔91具有自净的效果。减压闸门IV重新 附加在排汽孔91的关闭柱塞92的系统内。工艺流程以图6和图7所述。

作为一种对图2至图5所示结构的变型，图8，9和10示出了另一种变型。 其功能如下：

图8的装煤情况类似于图13所示，就是说在生粒状褐煤料堆高度H上部， 位于可调节的液压隔板63的侧面开有纵向槽87，在压制过程中，即压制板17 下降时，纵向槽被自动关闭住。

图9表示减压蒸汽的情况，藉助压制板17孔，侧面纵向槽自行打开，这 样余汽经过减压闸门IV就可以通向蒸汽冷凝器82。

图9示出了压制板17的速度分布。压制板刚打开时，开启速度调节得很 高，但在到达槽口87时，压制板17速度突然受阻减速，这样，如图6和7早 已所述，冷凝器82的方向上的受控减压蒸汽速度就得到了调节。

下面描述在压滤机5中用于密封压力室40的密封系统。

减压蒸汽排放的工艺步骤，所有应用实例是围绕着压力室40得以实现的。 压制板17仅在生褐煤和干褐煤区运动。因此，压制板17的侧壁，可调隔板63 内壁的侧面和闭锁闸板22和28，皆由于挤压材料而受到自然磨损。压制板17 以长方形的垂直墙壁构成光滑的钢体。密封件是设置在外壁上，即设置在液压 可调隔板63和进口闸门I和出口闸门II的闭锁闸板22和28上，而且在液压 可调壁的上部，即使压制板17在快速运行位置，密封件88始终处于无磨损区 域。在隔板63侧面上，对着压制板17的密封件88处于隔板63的上部区；而 对着下压板13的密封件89，是处于隔板63下部区。这样安置密封件88和89， 就能通过液压调节件20经过隔板63时，把密封件88压向压制板17，下密封 件89压向固定的压制板13，从而形成自动密封。在所述的闸门系统中，例如 在图6和图7中，上密封是通过闭锁运动机构35压向压制板17的垂直壁，实 现下区自然密封。例如就压煤而言，此时藉助液压调节件36，通过带有端面 94的闭锁闸板22和28垂直地压在各个煤床上。