技术领域

本发明涉及煤炭的改质处理技术领域，尤其涉 及一种优质煤产品生产装置 及生产系统。 背景技术

目前， 煤炭作为一种主要资源， 其开发利用一直以来广受关注。 在中国， 根据煤化程度由低到高，煤炭分为以下几种： 褐煤、低变质烟煤、 中变质烟煤、 贫煤和无烟煤， 其中褐煤是煤化程度最低的煤种， 约占全球煤炭储量的 40%, 占中国煤炭保有储量的 13%, 储量极为巨大。

现如今， 煤炭资源中煤化程度较高的煤炭已经被大量开 采利用， 而一些煤 化程度较低的如褐煤等， 由于水分高（约 20%〜60% )、热值低、 易风化和自燃， 单位能量的运输成本高， 不利于长距离输送和贮存。 同时由于褐煤直接燃烧的 热效率较低， 且温室气体的排放量也艮大， 难以大规模开发利用， 则被大量闲 置。

现有技术中对褐煤的改质处理系统包括两种， 一种是用热风直接接触褐 煤， 对其进行干燥， 这种方式通过空气、 水蒸气作为载体， 干燥温度低、 热效 率低、 干燥程度低、 容易起火燃烧， 同时亦会将褐煤中的高热值挥发分带走， 这种系统由于采用热风直接干燥褐煤， 因而一次处理的褐煤不能堆积太多， 否 则位于内部的褐煤无法在合适的温度下进行处 理， 因而处理能力小， 不能大规 模地对褐煤进行提质处理； 另外一种是采用焦炉对褐煤进行处理，但焦炉 处理 一方面为间歇作业， 环境污染较大， 另一方面在处理过程中产生的气体、 灰尘 之类影响改质温度进而影响改质效果的物质不 能及时排出，因而不能使各处的 煤都能在合适地温度下进行改质处理，换言之 ， 由于处理过程中的气体不能及 时排出， 因而现有技术中的这些处理机构无法控制处理 过程中的温度， 以得到 所需的煤产品。 发明内容

本发明解决的问题在于提供一种优质煤产品生 产装置，能够使处于该优质 煤产品生产装置中各处的煤炭在预定的温度下 加热，使得生产过程中的温度可 控。

基于此， 本发明还提供一种优质煤产品生产系统， 能够环保的手段对煤炭 处理， 即能够回收在处理过程中产生的能源， 降低成本， 减少废物的排放。

为了解决上述技术问题， 本发明的技术方案为：

一种优质煤产品生产装置， 包括外壳、 分别设置在外壳两端的进料端、 出 料端，从外壳中心由内向外设有至少两级排气 通道， 所述排气通道与设置在外 壳上的排气端导通；在所述外壳位于进料端与 出料端之间的腔体中设有导热机 构， 所述导热机构在靠近出料端处设有导热介质进 口，在靠近进料端处设有导 热介质出口， 所述导热机构包括多组间隔分布的导热单元， 所述导热单元包括 多个导热管， 所述导热管与导热介质进口及导热介质出口导 通，相邻导热管之 间沿纵向设有与竖直方向向下倾斜的多个翅片 ，排气通道旁的导热管之间设置 的翅片， 下端部向远离排气通道的方向倾斜， 遮挡住排气通道壁面上开设的排 气口。

优选地， 所述翅片包括一级翅片及二级翅片， 所述一级翅片整体与相邻的 一对导热管连接； 所述二级翅片的上端部与相邻的一对导热管连 接， 下端部伸 出至该相邻的一对导热管之间的空间外。

优选地， 位于远离排气通道的导热管之间的一级翅片， 沿纵向包括两组， 其中一组一级翅片位于导热管之间的空间中的 一侧，其下端向靠近外壳中心线 的方向偏离， 另外一组一级翅片位于导热管之间的空间中的 另一侧， 其下端向 远离外壳中心线的方向偏离， 两组一级翅片沿纵向交替设置。

优选地， 位于远离排气通道的导热管之间的二级翅片， 沿纵向包括两组， 其中一组二级翅片位于导热管之间的空间中的 一侧 ,其下端向靠近外壳中心线 的方向偏离， 另外一组二级翅片位于导热管之间的空间中的 另一侧， 其下端向 远离外壳中心线的方向偏离， 两组翅片沿纵向交替设置。

优选地， 翅片下倾的方向与竖直向下方向所成的角度为 0〜45°。

优选地， 翅片下倾的方向与竖直向下方向所成的角度为 8°〜45°。 优选地， 沿竖直方向，相邻的一级翅片的间距以及相邻 的二级翅片的间距 均为 70mm〜3500mm。

优选地， 沿竖直方向， 相邻的一级翅片间隔相同的距离设置。

优选地，所述排气通道包括设置在外壳中的中 心排气通道以及围设在多个 导热管外围的环形排气通道。

优选地， 所述中心排气通道中之一设置在外壳的中心处 。

优选地， 所述环形排气通道之一设置在位于最外端的导 热管外围。

优选地， 所述中心排气通道为多个， 以外壳中心线为中心对称布置。

优选地， 所述环形排气通道为多个， 以外壳中心线为中心对称布置。

优选地， 相邻两级排气通道之间的距离为 1000mm以下。

优选地， 在外壳上靠近进料端处设有一上排气口。

优选地， 所述导热单元还包括导热介质导入部、 导热介质导出部， 多个导 热管设置在导热介质导入部及导热介质导出部 之间，各导热单元的导热介质导 入部均与一导热介质导入总管连通，各导热单 元的导热介质导出部均与一导热 介质导出总管连通， 所述导热介质导入部设置在靠近出料端处的位 置， 所述导 热介质导出部设置在靠近进料端处的位置。

优选地，排气通道包括设置在外壳中的中心排 气通道以及围设在多个导热 管外围的环形排气通道，中心排气通道从导热 介质导出部的下方一直贯穿至导 热介质导入部之间。

优选地， 所述各导热单元竖直且相互平行分布。

优选地， 沿竖直方向由上至下， 所述各导热单元之间的距离逐渐增加或减 小。

优选地，沿竖直方向由上至下，所述各导热管 之间的距离逐渐增加或减小。 优选地， 所述各导热单元间隔均匀地分布。

优选地， 所述导热单元之间间隔的距离为 70mm〜500mm。

优选地，每组导热单元中的导热介质导入部及 导热介质导出部沿水平方向 设置， 导热管沿竖直方向布置。

优选地， 所述导热管间隔均勾分布。

优选地， 所述导热管的横截面为方形或五边以上的多边 形或圓形或椭圓 优选地， 所述导热介质导出部整体为直板形， 上端部呈尖顶状。 优选地， 相邻的导热介质导入部之间也设置有与竖直方 向向下倾斜的翅 片。

优选地，相邻的导热介质导入部之间沿纵向设 置有多组翅片，每组翅片中 包括多个翅片。

优选地， 所述导热介质导入部整体为直板形， 上端部呈尖顶形。

优选地， 所述进料端设有进料斗， 所述进料斗的下端贴近导热单元的上部 设置。

优选地， 所述进料斗包括上部进料段、 中部进料段、 下部进料段， 其中， 中部进料段的口径小于上部进料段及下部进料 段的口径。

优选地， 上部进料段的口径由上至下逐渐减小， 下部进料段的口径由上至 下逐渐增加。

优选地， 所述出料端设有出料斗， 所述出料斗的上端贴近导热单元的下部 设置。 包括水平设置的多个分出料斗。

优选地， 所述下出料端的外侧设有水冷壁。

优选地， 所述出料斗的出料口处设有物料输送机。

优选地， 所述物料输送机设有冷却机构。

优选地， 所述冷却机构为设置在物料输送机的外壳及中 空轴上的水冷壁。 优选地， 所述物料输送机构包括壳体、 设置在壳体上的进料口及出料口、 设置在壳体中的送料螺杆， 所述螺杆的转轴与一驱动机构连接。

优选地， 所述送料螺杆的直径小于出料斗的出料口口径 。

优选地， 所述排气通道通过一排气总管与排气端连接， 所述排气总管至少 上部的口径由上至下逐渐变大。

优选地， 所述排气端为多个， 沿所述外壳的纵向分布。

优选地， 位于下方的排气端通过连接管与导热介质的加 热机构连接。 优选地， 所述导热介质为热气体。 优选地， 还包括一温度控制机构， 包括：

设置在每一导热单元的导热介质导出部上的传 感器，获取导热介质导出部 处的温度信号；

控制器，将温度信号与预设的温度值比较，根 据比较结果发出温度控制指 令；

设置在每一导热单元的导热介质导出部中的阀 门 ,根据温度控制指令调节 开度。

优选地， 所述外壳上靠近进料端处设有密封件， 用于阻挡物料从进料端处 逸出。

本发明的一种优质煤产品的生产系统， 包括：

供料装置， 向优质煤产品生产装置供送符合处理粒度的原 料煤；

至少一个优质煤产品生产装置 ,包括外壳、分别设置在外壳两端的进料端、 出料端，从外壳中心由内向外设有至少两级排 气通道， 所述排气通道与设置在 外壳上的排气端导通；在所述外壳位于进料端 与出料端之间的腔体中设有导热 机构， 所述导热机构在靠近出料端处设有导热介质进 口，在靠近进料端处设有 导热介质出口， 所述导热机构包括多组间隔分布的导热单元， 所述导热单元包 括多个导热管， 所述导热管与导热介质进口及导热介质出口导 通，相邻导热管 之间沿纵向设有与竖直方向向下倾斜的多个翅 片，排气通道旁的导热管之间设 置的翅片， 下端部向远离排气通道的方向倾斜， 遮挡住排气通道壁面上开设的 排气口；

导热介质供应装置， 与所述导热介质进口连接， 向所述优质煤产品生产装 置输送导热介质；

回收处理装置， 与所述排气端导通， 对排气端排出的物质进行回收处理， 并与导热介质供应装置连接， 向导热介质供应装置输送经回收处理的物质。

优选地， 所述回收处理装置包括排气冷却装置、 物质分离装置， 所述排气 端与所述排气冷却装置连通， 所述排气冷却装置与导热介质供应装置连接， 所 述物质分离装置与所述排气冷却装置导通。

优选地， 所述排气冷却装置为喷淋塔或换热器或锅炉。

优选地， 所述物质分离装置为油水分离池或液体污染物 处理装置。 优选地， 所述导热介质出口一端与一发电机构连接， 另一端与导热介质供 应装置连接。

优选地， 所述外壳上靠近进料端处设有一开口， 所述开口通过一管体与所 述回收处理装置连接。

优选地， 所述外壳上靠近进料端处设有一开口， 所述开口通过一管体与所 述排气冷却装置连接。

优选地，所述导热介质供应装置为热风炉或煤 气燃烧炉或煤粉燃烧装置或 锅炉或管壳式换热器。

优选地， 所述导热介质供应装置包括依次设置的煤气发 生器、煤气燃烧器 以及混气出风装置 ,所述混气出风装置的出风口与所述导热机构� �导热介质进 口连接。

优选地， 所述混气出风装置包括与煤气燃烧器连接的进 风口、 混风室、 稳 流室、 出风口， 所述混风室还与所述导热机构的导热介质出口 连接。

优选地， 所述煤气燃烧器与所述回收处理装置连接。

优选地， 所述供料装置包括：

至少一级破碎机构， 对原料煤进行破碎；

筛分机构， 对破碎后的原料煤进行筛分。

优选地， 所述筛分机构为直线筛。

优选地， 所述破碎机构包括双齿破碎机以及振动给料机 ， 所述振动给料机 的出料口与双齿破碎机的进料口连通。

优选地，所述发电机构包括余热发电锅炉、与 余热发电锅炉连接的汽轮机、 与汽轮机连接的发电机， 所述余热发电锅炉与导热介质出口连通。

优选地， 所述翅片包括一级翅片及二级翅片， 所述一级翅片整体与相邻的 一对导热管连接； 所述二级翅片的上端部与相邻的一对导热管连 接， 下端部伸 出至该相邻的一对导热管之间的空间外。

优选地， 位于远离排气通道的导热管之间的一级翅片， 沿纵向包括两组， 其中一组翅片位于导热管之间的空间中的一侧 ，其下端向靠近外壳中心线的方 向偏离， 另外一组翅片位于导热管之间的空间中的另一 侧， 其下端向远离外壳 中心线的方向偏离， 两组翅片沿纵向交替设置。 优选地， 位于远离排气通道的导热管之间的二级翅片， 沿纵向包括两组， 其中一组翅片位于导热管之间的空间中的一侧 ，其下端向靠近外壳中心线的方 向偏离， 另外一组翅片位于导热管之间的空间中的另一 侧， 其下端向远离外壳 中心线的方向偏离， 两组翅片沿纵向交替设置。

优选地， 翅片下倾的方向与竖直向下方向所成的角度为 0〜45°。

优选地， 翅片下倾的方向与竖直向下方向所成的角度为 8°〜45°。

优选地， 沿竖直方向， 相邻的一级翅片的间距为 70mm〜3500mm。

优选地， 沿竖直方向， 相邻的二级翅片的间距为 70mm〜3500mm。

优选地， 沿竖直方向， 相邻的一级翅片间隔相同的距离设置。

优选地，所述排气通道包括设置在外壳中的中 心排气通道以及围设在多个 导热管外围的环形排气通道。

优选地， 所述中心排气通道中之一设置在外壳的中心处 。

优选地， 所述环形排气通道之一设置在位于最外端的导 热管外围。

优选地， 所述中心排气通道为多个， 以外壳中心线为中心对称布置。

优选地， 相邻两级排气通道之间的距离为 1000mm以下。

优选地， 所述导热单元还包括导热介质导入部、 导热介质导出部， 多个导 热管设置在导热介质导入部及导热介质导出部 之间，各导热单元的导热介质导 入部均与一导热介质导入总管连通，各导热单 元的导热介质导出部均与一导热 介质导出总管连通， 所述导热介质导入部设置在靠近出料端处的位 置， 所述导 热介质导出部设置在靠近进料端处的位置。

优选地，排气通道包括设置在外壳中的中心排 气通道以及围设在多个导热 管外围的环形排气通道，中心排气通道从导热 介质导出部的下方一直贯穿至导 热介质导入部之间。

优选地， 所述各导热单元竖直且相互平行分布。

优选地， 沿竖直方向由上至下， 所述各导热单元之间的距离逐渐增加或减 小。

优选地，沿竖直方向由上至下，所述各导热管 之间的距离逐渐增加或减小。 优选地， 所述各导热单元间隔均匀地分布。

优选地， 所述导热单元之间间隔的距离为 70mm〜500mm。 优选地，每组导热单元中的导热介质导入部及 导热介质导出部沿水平方向 设置， 导热管沿竖直方向布置。

优选地， 所述导热管间隔均勾分布。

优选地， 所述导热管的横截面为方形或五边以上的多边 形或圓形或椭圓 形。

优选地， 所述导热介质导出部整体为直板形， 上端部呈尖顶状。

优选地， 相邻的导热介质导入部之间也设置有与竖直方 向倾斜的翅片。 优选地，相邻的导热介质导入部之间沿纵向设 置有多组翅片，每组翅片中 包括多个翅片。

优选地， 所述导热介质导入部整体为直板形， 上端部呈尖顶形。

优选地， 所述进料端设有进料斗， 所述进料斗的下端贴近导热单元的上部 设置。

优选地， 所述进料斗包括上部进料段、 中部进料段、 下部进料段， 其中， 中部进料段的口径小于上部进料段及下部进料 段的口径。

优选地， 上部进料段的口径由上至下逐渐减小， 下部进料段的口径由上至 下逐渐增加。

优选地， 所述出料端设有出料斗， 所述出料斗的上端贴近导热单元的下部 设置。 包括水平设置的多个分出料斗。

优选地， 所述下出料端的外侧设有水冷壁。

优选地， 所述出料斗的出料口处设有物料输送机。

优选地， 所述物料输送机设有冷却机构。

优选地， 所述冷却机构为设置在物料输送机的外壳上及 中空轴上的水冷 壁。

优选地， 所述物料输送机构包括壳体、 设置在壳体上的进料口及出料口、 设置在壳体中的送料螺杆， 所述螺杆的转轴与一驱动机构连接。

优选地， 所述送料螺杆的直径小于出料斗的出料口口径 。

优选地， 所述排气通道通过一排气总管与排气端连接， 所述排气总管至少 上部的口径由上至下逐渐变大。

优选地， 所述排气端为多个， 沿所述外壳的纵向分布。

优选地， 位于下方的排气端通过连接管与导热介质的加 热机构连接。

优选地， 所述导热介质为热气体。

优选地， 还包括一温度控制机构， 包括：

设置在每一导热单元的导热介质导出部上的传 感器，获取导热介质导出部 处的温度信号；

控制器，根据温度信号与预设的温度值比较， 根据比较结果发出温度控制 指令；

设置在每一导热单元的导热介质导出部中的阀 门，根据温度控制指令调节 开度。

优选地， 所述外壳上靠近进料端处设有密封件， 用于阻挡物料从进料端处 逸出。

与现有技术相比， 本发明的优质煤产品生产装置， 由于设置导热机构， 导 热机构中包括若干导热单元， 导热单元中设有多个导热管， 因此可以在导热管 中通入导热介质来对煤炭进行处理； 导热管之间设置有翅片， 这些翅片有利于 将处理过程中产生的气体向外排出， 使得各处煤炭一直处于预定的处理温度 下， 从而使得最终得到的煤产品热值高； 此外， 导热管之间设置的翅片， 使得 煤炭通过与翅片接触而被加热， 有利于热量的传导； 导热管之间设置的翅片， 翅片与竖直方向倾斜设置， 能够形成动态翻料， 煤炭落下时先集中再扩散、 再 集中，能够使煤炭受热均匀，而且有助于气体 的排出，由于气体能够及时排出， 这使得本发明的生产装置实现了对处理过程中 各处煤炭温度的灵活控制 ,使得 人们能够按照自己的需求， 调节温度， 得到所需的煤产品。 本发明的优质煤产 品生产装置能够连续作业，不对环境造成污染 ；能够把煤炭如褐煤的水分脱掉、 热值提高， 提取出焦油、 煤气等， 通过控制加热温度及加热时间， 根据不同的 市场需求可生产出高挥发分、 高热值的优质煤产品，如烟煤、类烟煤、半焦 煤、 中低温焦油、 煤气； 也可生产出焦炭、 中高温焦油、 煤气等。

本发明的优质煤产品生产系统利用了本发明的 优质煤产品生产装置，并结 合其他回收装置对优质煤产品生产装置在生产 过程中产生的气体、热量进行实 时回收利用， 其中一部分可用于生产过程， 因而使用本发明的系统只需在启动 初期耗费一定的外来能源，生产过程中所用的 能源基本上能依靠生产中回收利 用的能源供给， 因而在生产过程中所用的成本低； 进一步地， 还设有一发电机 构， 与导热介质出口连通， 对余热进行回收利用产生电能， 因而使用本发明的 优质煤产品生产系统对煤炭进行处理的过程中 ，废物排放低、有利于环境保护 而且能源利用率。本发明适用范围广，从煤化 程度由低到高的不粘煤碳都可适 用， 即从煤化程度最低的褐煤开始直到烟煤、肥煤 ， 只要有挥发分存在的不粘 煤（ 10%以上）都可以适用， 因而， 经过本发明的处理， 即使最差的煤也能转 化成优质煤产品。 附图说明

图 1 为本发明优质煤产品生产装置实施例一中导热 管与翅片的布置立体 图；

图 2为图 1俯视图；

图 3为图 2中的 A-A剖面示意图；

图 4为图 2中的 B-B剖面示意图；

图 5为图 4中的 C处放大图；

图 6为图 4中的 D处放大图；

图 7为图 4中进料及导热介质出口部分的结构图（图中� �头所指方向为导 热介质导出方向）；

图 8为图 7的侧视图；

图 9为图 7的俯视图；

图 10为图 4中出料及导热介质进口部分的结构图 （图中箭头所指方向为 导热介质导出方向）；

图 11为图 10的侧视图 （图中箭头所指方向为出料方向）；

图 12为本发明优质煤产品生产装置实施例二中导� ��管与翅片的布置俯视 图；

图 13为图 12中的 F-F剖面示意图；

图 14为图 13的侧视图； 图 15为图 13中进料及导热介质出口部分的结构图（图中� ��头所指方向为 导热介质导出方向）；

图 16为图 15的侧视图；

图 17为图 13中出料及热导热介质进口部分的结构图（图� ��箭头所指方向 为导热介质导入方向）；

图 18为图 17的侧视图 （图中箭头所指方向为出料方向）；

图 19为本发明优质煤产品生产装置实施例三中导� ��管与翅片的布置俯视 图；

图 20为图 19中的 H-H剖面示意图；

图 21为图 20的侧视图；

图 22为图 20中进料及导热介质出口部分的结构图（图中� ��头所指方向为 导热介质导出方向）；

图 23为图 22的侧视图；

图 24为图 20中出料及导热介质进口部分的结构图（图中� ��头所指方向为 导热介质导入方向）；

图 25为图 24的侧视图 （图中箭头所指方向为出料方向）；

图 26为本发明优质煤产品生产装置实施例四中导� ��管与翅片的布置俯视 图；

图 27为本发明优质煤产品生产装置实施例五中导� ��管与翅片的布置俯视 图；

图 28为本发明优质煤产品生产装置实施例六中导� ��管与翅片的布置俯视 图；

图 29为本发明优质煤产品生产系统一优选实施例� ��结构示意图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明， 下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描 述， 但是应当理解， 这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优 点， 而不是 对本发明权利要求的限制。

优质煤产品生产装置实施例一

参见图 1〜图 11 , 示出本发明实施例一的结构， 其中， 图 1为实施例一的 导热管布置图， 图 2为图 1的俯视图， 也为图 4中的 E-E剖面示意图。 本实施 例中的优质煤产品生产装置包括外壳 1、 设置外壳上方的进料斗 2、 设置在外 壳下 1方的出料斗 3 , 设置外壳中的导热机构 4, 设置在外壳 1大体中部的排 气机构 5。

其中， 导热机构 4包括设置在进料斗 2处的、用于导出导热介质的导出总 管 41、 与导出总管 41连接的多个导热介质导出部 43、设置在出料斗 3处的用 于导入导热介质的导入总管 42、 与导入总管连接的多个导热介质导入部 44, 连接在导入部与导出部之间的多个导热管 45 , 导热介质导入部 44和与之相对 应设置的导热介质导出部 43 以及设置在二者之间将其导通的多个导热管 45 构成一个导热单元， 每个导热单元中的多个导热管 45沿平行方向、 间隔均匀 地布置； 导热管之间形成物料的移动空间。 其中， 导热管 45之间沿纵向设有 多个翅片 46, 翅片 46沿竖直方向向下倾斜一定的角度设置， 倾斜的角度可在 大于 0度、 小于等于 45。的范围之间选择。 本实施例中导热管 45的横截面形 状为方形， 在其他实施方式中， 可以设置成圓形或椭圓型或其他的多边形。

本实施例中的翅片分为一级翅片 46a及二级翅片 46b。其中，一级翅片 46a 沿纵向平行设置， 其整体设置在相邻的两个导热管之间的空间内 ， 整体与相邻 的两个导热管连接， 其下端部向远离排气通道的方向倾斜，挡住设 置在排气通 道上靠近导热管的壁面上的排气口 54, 使得气体在内部负压的作用下从排气 口 54排出， 而固体物料在翅片的阻挡下保留在外壳中， 因而设置的一级翅片 46a, 其主要作用是利于排气， 当然也会起到一定的翻料作用。 本实施例中一 级翅片的设置方式，使得处于同一高度的一级 翅片，每四个形成一口径上大下 小的漏斗形落料空间， 物料落下时， 先集中， 而后扩散， 再到下一高度的翅片 时又扩散开来， 因而籍由翅片实现了动态翻料， 使得热量能够均匀地传递， 使 得外壳中各处的物料均能在合适的温度下被处 理， 能够制得优质煤产品。如图 4所示， 本实施例中， 二级翅片 46b的上端部与相邻的一对导热管连接， 下端 部伸出至该对相邻导热管之间的空间之外，即 伸入该对导热管与邻近一对导热 管这四个导热管之间的落料空间中， 邻近一对导热管之间也设有二级翅片

46b,该二级翅片 46b的下端也偏离竖直方向伸入此落料空间中。 二级翅片 46b 的主要作用是加强翻料及热传导，使得导热管 发出的热量能够传递到导热管之 间的落料空间的各处， 处于导热管之间的落料空间各处的物料温度趋 于相同， 各处物料在被加热过程中产生的气体能够更快 地排出。

其中， 参见图 4, 导热介质导入部之间也设有多个翅片， 使得物料到达导 热介质导入部之间的空间时也能够被翻动、传 热，使该处产生的气体能够及时 排出， 同时保持热量传递均匀。

外壳的中心处设有一中心排气通道 51 , 最外圈的导热管外围设有环形排 气通道 52, 环形排气通道 52与中心排气通道 51均通过一排气总管与一排气 端 53连通， 将气体排出。 其中， 由图 4可以看出， 中心排气通道一直贯穿到 导热介质导入部所在的位置处，使得在物料在 导热介质导入部处产生的气体能 够得以排出。 其中， 排气总管的上端以及中心排气通道的上端均为 尖顶状， 这 种结构有利于物料的下落。 外壳上靠近进料斗的附近设有上端排气口 6, 用于 将煤炭一进入外壳中产生的蒸汽排出。

进料斗 2包括沿纵向设置的上部进料段 21、 中部进料段 22、 下部进料段 23 , 其中， 中部进料段 22的口径小于上部进料段 21及下部进料段 23的口径， 上部进料段 21从上至下， 其口径逐渐减小， 下部进料段 23从上至下， 其口径 逐渐变大， 设置成此种结构的进料斗 2能够堵住气体， 加强改质效果。

出料斗 3包括上出料段 31及下出料段 32, 上出料段 31由多个水平设置 的分料斗组成， 这种设置方式能够使出料一致， 不会产生因出料堵塞而影响煤 质的情况。 下出料段 32外部设有水冷壁， 通过进水管、 出水管实现冷却水循 环，从而降低出料温度，使得对出料进行下一 步处理的装置不会因接触高温物 料而受损。 此外， 设置的分料斗也可起到过渡作用， 避免高温的物料直接接触 下出料段的水冷壁。

本实施例中的优质煤产品生产装置还包括温度 控制机构， 设置在进料斗 处， 其包括：

温度传感器（图中未示出）， 获取每个导热介质导出部处的温度信号； 控制器，将温度信号与预设的温度值比较，根 据比较结果发出温度控制指 令；

设置在每一导热单元的导出部中的调节阀 7, 根据温度控制指令调节开 度。 设置此温度控制机构， 可以及时调控各个外壳中各处的温度，使之趋 于一 致， 均与设定的温度一致， 从而保证最终得到预期的产品。

其中， 导热介质导出部 43整体呈直板状， 其顶部具有一定的斜度， 为尖 顶状， 此种设置方式， 可以使得下料更加顺畅。

其中， 导热介质导入部 44的整体呈直板状， 其顶部也具有一定的斜度， 为尖顶状， 方便落料。

本实施例中， 只设置了中心排气通道及外围排气通道这两级 排气通道，在 实际实施过程中， 根据设置的导热管的多少， 由外壳中心向外， 可以设置更多 级的排气通道， 使得加热过程中产生的气体能够及时排出， 不影响改质效果。

本实施例中的导热单元的数量为 5个， 除中间的导热单元外，每个导热单 元中的导热管为 5个， 这些导热管呈阵列式分布， 在其他实施例中， 可以根据 实际需要， 设置的导热管数量可以少于或多于本实施例中 导热管的数量。

本实施例中， 各个部件均朝着有利于落料、 有利于排气顺畅的目标设置， 因而使得在处理煤炭的过程中，能够使处于落 料空间的各处物料的温度被灵活 有效地控制， 以实现好的处理效果。

本实施例中， 导热介质采用热气体。

优质煤产品生产装置实施例二

参见图 12〜图 18, 其中图 12为图 13的 G-G剖面示意图， 图 13为图 12 的 F-F剖面示意图。 本发明与实施例一的区别之处在于， 本实施例的导热单元 数量为 8个， 除位于中间的两个导热单元外， 其余每个导热单元中含有 8个导 热管， 本实施例中，邻近排气通道的导热管之间设置 的一级翅片与实施例一的 设置方式一致，其余的导热管和与之相邻的导 热管之间沿纵向设置的多个一级 翅片中， 包括两组一级翅片， 其中一组设置在两个导热管之间的空间的一侧 ， 该组中的一级翅片， 下端均向科靠近外壳中心线的方向偏离， 另一组设置在两 个导热管之间的空间的另一侧， 该组中的一级翅片， 下端均向远离外壳中心线 的方向偏离， 两组一级翅片沿纵向交替设置； 以这种方式设置一级翅片， 更加 利于排气及翻料。

其中，本实施例中，位于中部的导热管之间沿 纵向设置的多个二级翅片中， 包括两组二级翅片， 其中一组设置在两个导热管之间的空间的一侧 ， 该组中的 二级翅片， 下端均向靠近外壳中心线的方向偏离， 另一组设置在两个导热管之 间的空间的另一侧，该组中的二级翅片，下端 均向远离外壳中心线的方向偏离， 两组二级翅片沿纵向交替设置； 以这种方式设置二级翅片， 更加利于排气及翻 料。 其余均与实施例——致， 此处不再贅述。

优质煤产品生产装置实施例三

参见图 19〜图 25 , 其中， 图 19为图 20的 H-H剖面示意图， 本实施例与 实施例二的区别之处在于， 本实施例中的翅片仅包括一级翅片， 其余均与实施 例二一致， 此处不再贅述。

优质煤产品生产装置实施例四

参见图 26, 本实施例与实施例三的不同之处在于， 本实施例中的导热单 元数量较多， 为 16个， 除位于中部的两个导热单元外， 其余每个导热单元中 含有 16个导热管， 本实施例的优质煤产品生产装置由于设置的导 热管数量较 多， 因此除设置一位于外壳中心的中心排气通道 51和位于最外端导热管外围 的环形排气通道 52外， 在中心排气通道 51与环形排气通道 52之间还设有一 环形排气通道 55 , 以便于气体能够更好地排出， 使得改质效果更好。

优质煤产品生产装置实施例五

参见图 27, 本实施例与实施例二的不同之处在于， 本实施例设置四个中 心排气通道 51和一个位于最外端导热管的外围的环形排气� ��道 52外，四个中 心排气通道 51围绕外壳的中心线对称设置， 以便于气体能够更好地排出， 使 得改质效果更好。

优质煤产品生产装置实施例六

参见图 28, 本实施例与实施例二的不同之处在于， 本实施例中的导热单 元数量较多， 为 11个， 除了其中的三个导热单元外， 其余每个导热单元中都 含有 11个导热管， 本实施例的优质煤产品生产装置由于设置的导 热管数量较 多， 因此设置有六个中心排气通道 51和一个位于最外端导热管的外围的环形 排气通道 52, 以便于气体能够更好地排出， 使得改质效果更好。

在其他的实施方式中， 根据实际情况， 可以设置更多级的排气通道。

以下，通过具体的试验对经本发明优质煤产品 生产装置及优质煤产品生产 系统处理的效果进行验证。 一、 以褐煤作为样品

1、 将内蒙褐煤原煤经破碎后送入本发明实施例一 的优质煤产品生产装

SGS )进行样品检测分析， 其根据检测结果制作的检测报告如下：

1 ) 原煤

口

检验项目 付" 单位 收到基 空气干燥基 干燥基 干燥无灰基 采用标准 ar ad d daf

全水分 M, % 43.6 GB/T211-2007 空干基水分 M _ad % 19.33 GB/T212-2008 灰分 A % 7.58 10.84 13.44 GB/T212-2008 挥发分 V % 21.67 31.00 38.43 44.89 GB/T212-2008 焦渣特征 CRC 2 GB/T212-2008 固定碳 FC % 38.83 GB/T212-2008 全硫 s, % 0.91 1.30 1.61 GB/T214-2007 ai兮里 H % 3.22 3.99 GB/T476-2008 高位发热量 Q _gr MJ/KG 19.28 23.90 GB/T213-2008 低位发热量 Qnet MJ/KG 12.01 18.17

备注: 1、 收到基低位发热量 Q _net ， 相当于 2872Kcal/kg

2、 空干基高位发热量 Q _gr ， _ad 相当于 4611Kcal/kg

2 ) 650 °C温度下的改质煤

口

检验项目 付" 单位 收到基 空气干燥基 干燥基 干燥无灰基 采用标准 ar ad d daf

全水分 M _t % 9.2 1 1 1 GB/T211-2007 空干基水分 M _ad % 1 10.88 1 1 GB/T212-2008 灰分 A % 16.24 15.94 17.89 GB/T212-2008 挥发分 V % 26.86 26.36 29.58 36.02 GB/T212-2008 焦渣特征 CRC 1 2 GB/T212-2008 固定碳 FC % 1 46.82 1 1 GB/T212-2008 全硫 s, % 1.80 1.77 1.99 1 GB/T214-2007 ai兮里 H % 1 2.83 3.18 1 GB/T476-2008 高位发热量 Q _gr MJ/KG 21.74 24.39 1 GB/T213-2008 低位发热量 Qnet MJ/KG 21.34 20.91 1 1

备注: 1、 收到基低位发热量 Q _net ， _Μ 相当于 5103Kcal/kg

2、 空干基高位发热量 Q _gr ， ^相当于 5199Kcal/kg 由上述检测结果可以得知， 处理温度为 650°C时， 能够将原煤的收到基低 位热值由 2872 Kcal/kg提升至 5103Kcal/kg, 同时将全水由 43.6%降至 9.2%。

2、 将褐煤样品经破碎后送入本发明的优质煤产品 生产装置实施例三中进 行改质， 分别设定 330 °C、 450 °C、 550 °C、 650 °C、 850 °C、 950 °C、 1050°C的 改质温度； 记录 330°C、 450°C、 550°C、 650 °C得到的改质煤数据， 而后对原 煤以及各温度下的改质煤进行检测， 结果见表 1 :

表 1 检测结果表

申请人对上述试验及检测数据进行分析， 分析结果见表 2:

表 2 分析结果表

煤样 入料重量 出料重量 滤液重量 失重率 /% 原煤： 改质煤 冷凝水产率 /%

/kg /kg /g 330改质 5000 2642 N/A 6.76 1.89 40.40

450改质 4500 2144 41 12.27 2.10 39.18

550改质 4500 1698 65 17.51 2.65 43.31

650改质 4500 1526 136 17.73 2.95 45.33

由上述检测结果可以得出： 随改质温度上升，单吨固体产品需要原煤量也 上升， 基本呈线性关系， 产品低位热值亦呈线性关系上升， 但留在固体产品中 的热值占原煤比例有所下降。 申请人在试验及检测过程中， 得到如下结论：

1、 由试验记录可知： 固体产品产率随温度提高而降低， 相对的， 失重则 增加， 与此同时， 固体产品中挥发分降低， 由 330°C时的 42.85%降至 650°C时 的 12.55%, 冷凝水产率变化则不大， 证明随温度提升， 主要损失重量来自于 挥发分， 这些物质均可在后续工艺中回收；

2、 改质温度提高， 产品中挥发分越低， 这些损失的挥发分在改质过程中 以可燃气体和焦油的形式脱出， 这些物质也可回收利用；

3、 由以上检测结果可以得出， 使用本发明的优质煤炭生产装置对褐煤 进行处理， 能够最大程度的回收其中的有效成分， 而且可以控制多少保留在固 体产品中， 多少进入煤化工流程中。

本申请人将上述经本发明实施例三的优质煤 炭生产装置在不同温度下处 理得到的改质煤送至通标标准技术服务有限公 司 (简称 SGS )进行样品检测分 析， 其根据检测结果制作的检测报告如下：

1 ) 450°C下的改质煤:

检验项目 " 单位 收到基 空气干燥基 干燥基 干燥无灰基 采用标准

ar ad d df

全水分 Μ, % 0.8 1 1 1 GB/T211-2007 空干基水分 M _ad % 1 3.22 1 1 GB/T212-2008 灰分 A % 3.02 2.95 3.05 1 GB/T212-2008 挥发分 V % 34.79 33.94 35.07 36.17 GB/T212-2008 焦渣特征 CRC 1 2 GB/T212-2008 固定碳 FC % 1 58.89 1 1 GB/T212-2008 全硫 s, % 0.07 0.07 0.07 1 GB/T214-2007 &入

兮里 H % 1 3.83 3.96 1 GB/T476-2008 高位发热量 Qgr MJ/K 1 28.14 29.08 1 GB/T213-2008 低位发热量 Qnet MJ/K 28.02 27.28 1 1

备注: 1、 收到基低位发热量 Q _net 相当于 6701Kcal/kg

2、 空干基高位发热量 Qgr, _ad 相当于 6729Kcal/kg 由上述检测结果可以得知， 处理温度为 450°C时， 能够将原煤的收到基低 位热值由 3101 Kcal/kg提升至 6701Kcal/kg, 同时将全水由 43.40%降至 0.8%。 2 ) 550°C下的改质煤：

由上述检测结果可以得知， 处理温度为 550°C时， 能够将原煤的收到基低 位热值由 3101 Kcal/kg提升至 7255Kcal/kg, 同时将全水由 43.40%降至 0.5%。

3 ) 650°C下的改质煤：

口

检验项目 付" 单位 收到基 空气干燥基 干燥基 干燥无灰基 采用标准

ar ad d daf

全水分 M, % 0.2 1 1 1 GB/T211-2007 空干基水分 M _ad % 1 1.95 1 1 GB/T212-2008 灰分 A % 3.11 3.06 3.12 GB/T212-2008 挥发分 V % 12.77 12.55 12.80 13.21 GB/T212-2008 焦渣特征 CRC 1 2 GB/T212-2008 固定碳 FC % 1 82.44 1 1 GB/T212-2008 全硫 s, % 0.09 0.09 0.09 1 GB/T214-2007 ai兮里 H % 1 2.69 2.74 1 GB/T476-2008 高位发热量 Qgr MJ/KG 1 32.50 33.15 1 GB/T213-2008 低位发热量 Qnet MJ/KG 32.51 31.90 1 1

备注: 1、 收到基低位发热量 Q _net 相当于 7775Kcal/kg

2、 空干基高位发热量 Q _gr ， ^相当于 7772Kcal/kg

由上述检测结果可以得知， 处理温度为 650°C时， 能够将原煤的收到基低 位热值由 3101 Kcal/kg提升至 7775Kcal/kg, 同时将全水由 43.40%降至 0.2%。 4 ) 950°C下的改质煤：

由上述检测结果可以得知， 处理温度为 950°C时， 能够将原煤的空干基高 位热值由 5364 Kcal/kg提升至 6254Kcal/kg, 固定碳含量由 42.25%提升至 75.15%, 挥发分由 25.17%降至 4.91%。

5 ) 经本发明优质煤产品生产装置在 1050°C下改质的改质煤:

由上述检测结果可以得知， 处理温度为 1050°C时， 能够将原煤的空干基 高位热值由 5364 Kcal/kg提升至 6500Kcal/kg, 固定碳含量由 42.25%提升至 79.36%, 挥发分由 25.17%降至 3.53%。

二、 以烟煤作为样品

采用某种未经本发明优质煤产品生产装置改质 的烟煤原煤作为样品 ,进行 检测， 结果如下：

全硫 s, % 0.31 0.32 0.32 1 GB/T214-2007 ai兮里 H % 1 4.68 4.75 1 GB/T476-2008 高位发热量 Q _gr MJ/KG 1 30.91 31.38 GB/T213-2008 低位发热量 Qnet MJ/KG 29.16 29.91 1 1

备注: 1、 收到基低位发热量 Q _net ， ar相当于 6973Kcal/kg

2、 空干基高位发热量 Q _gr ， _ad 相当于 7392Kcal/kg 将上述烟煤原煤经本发明的优质煤产品生产装 置在 950°C下改质后作为 样品， 对其进行检测， 结果如下表：

由上述检测结果可以得知， 处理温度为 950°C时， 能够将烟煤原煤的全水 由 3.8%降至 0.1%, 固定碳含量由 55.07%提升至 82.22%, 挥发分由 32.3%降 至 1.12%, 符合焦炭标准。

三、 以高硫烟煤作为样品 采用某种未经本发明优质煤产品生产装置改质 的高硫烟煤原煤作为样品, 进行检测， 结果如下：

将上述高硫烟煤原煤经本发明的优质煤产品生 产装置在在 950°C下改质 后作为样品， 对其进行检测， 结果如下表：

口

检验项目 付" 单位 空气干燥基 干燥基 干燥无灰基 采用标准

ad d daf

空干基水分 M _ad % 0.01 1 1 GB/T212-2008 灰分 A % 31.25 31.25 1 GB/T212-2008 挥发分 V % 1.18 1.18 1.72 GB/T212-2008 焦渣特征 CRC 1 2 GB/T212-2008 固定碳 FC % 67.56 1 1 GB/T212-2008 全硫 s, % 3.79 3.79 1 GB/T214-2007

ai兮里 H % 0.36 0.36 1 GB/T476-2008 高位发热量 Q _gr MJ/KG 24.72 24.72 1 GB/T213-2008 低位发热量 Qnet MJ/KG 24.65 1 1

备注: 1、 空干基高位发热量 _ad 相当于 5912Kcal/kg。

I 2、 由于两次平衡前后两次无差值， 故而无法出具全水值。 I 由上述检测结果可以得知， 处理温度为 950°C时， 能够将烟煤原煤的空干 基水分由 1.1%降至 0.01%, 固定碳含量由 56.59%提升至 67.56%, 挥发分由 25.17%降至 1.18%,符合焦炭标准， 同时还将原煤中 4.11%的全^降至 3.79%。

优质煤产品生产系统一优选实施例

以下通过具体的实施例对本发明的优质煤产品 生产系统进行详细说明。 参见图 29, 本实施例中的优质煤产品生产系统包括： 供料机构、 导热介质 供应机构、 优质煤产品生产装置、 回收处理装置三大部分。

其中， 供料机构包括：

两级破碎机构， 每级破碎机构包括振动给料机 Sl、 双齿破碎机 S2;

直线筛 S3 , 对破碎的物料进行筛分， 而后送入緩冲仓 S4, 再送至设置在 优质煤产品生产装置进料口处的皮带输送机 S5。

其中， 导热介质供应机构包括单段式煤气炉 S6、 煤气燃烧器 S7。 单段式 煤气炉为一煤气发生器， 即利用固体煤生产气体燃料一煤气， 煤气燃烧器将气 体燃料一煤气燃烧， 从而为整个系统提供热源， 本实施例中的煤气燃烧器 S7 分为两段， 前段为燃烧室， 后段为混风、 稳流、 出风室。 本实施例中， 设置有 四组本发明的优质煤产品生产装置 S8 , 优质煤产品生产装置的具体结构可参 见前述实施例， 此处不再贅述。优质煤产品生产装置的出料斗 下方的出料口处 设置带有冷却机构的螺杆送料机 S9, 螺杆送料机 S9包括壳体、 设置在壳体上 方的进料口、设置在壳体下方的出料口、 设置在壳体中的螺杆， 螺杆的转轴与 一驱动机构连接， 在其驱动下转动； 通过控制螺杆的转速， 可以控制优质煤产 品生产装置的出料速度，其转速的大小可以决 定物料在优质煤产品生产装置的 停留时间。 其中， 壳体的外壁设有水冷壁， 通过冷却水循环， 使得物料在螺杆 输送过程中温度得以下降， 使得最终从出料口送出的物料， 其温度在 100°C以 下。

本实施例中的回收处理装置，包括与优质煤产 品生产装置排气端连接的喷 淋塔 S10、 水冷塔 Sl l、 废水处理池 S12、 油水分离池 S13以及与优质煤产品 生产装置的导热介质出口连接的发电机构，优 质煤产品生产装置的排气端与喷 淋塔 S10连通， 喷淋塔 S10分别与导热介质供应装置、 水冷塔 S11连接， 水 冷塔 S11与一废水处理池连接，废水处理池与一油水 分离池连接，在油水分离 池中， 焦油与水分离， 将焦油回收利用。 其中发电机构包括与导热介质出口连 接的余热发电锅炉 S14, 与余热发电锅炉 S14连接的汽轮机 S15 , 与汽轮机连 接的发电机 S16。 其中， 水冷塔、 油水分离池与喷淋塔是一体的， 喷淋塔的主 要作用是冷却高温的自产气体， 当高温气体被冷却到 100度以下时， 其中的油 蒸汽、 水蒸气就全部变成液态， 这样就能够与气态的煤气分离。 水冷塔将喷淋 塔中出来的高温水冷却成低温水再循环回喷淋 塔来冷却高温自产气体。油水分 离池为水冷塔和喷淋塔提供无油的水。在其他 实施例中， 喷淋塔可以用其他的 冷却设备代替， 比如管壳式换热器。 导热介质出口一端与发电机构连接， 另一 端与煤气燃烧器 S7连接， 将处理完煤炭的导热介质回收利用， 一部分供给煤 气燃烧器进行燃烧， 余下的热量回收进行余热发电。 由于煤气在燃烧室燃烧后 的气体温度过高， 直接进入优质煤产品生产装置中将会导致设备 损坏， 因此在 这些气体进入优质煤产品生产装置前需在煤气 燃烧器的混风、稳流、 出风室中 混入一些温度稍低的气体， 本实施例中， 这些温度稍低的气体采用导热介质排 出口引回的被用过的导热介质，这样既能够为 优质煤产品生产装置提供合适温 度的导热介质， 同时还能利用导热介质出口高温烟气的余热。

其中，优质煤产品生产装置的外壳上靠近进料 端处设有一开口， 开口通过 一管体与喷淋塔连接。

经油水分离池分离得到的焦油送往煤化工厂进 行处理， 形成焦油产品。 以下对本实施例的优质煤产品生产系统在处理 褐煤过程中的热量进行计 处理量： 100万吨 /年 =140吨 /小时

在处理过程中蒸发的自由水 27.062吨 /小时；蒸发的结合水 27.538吨 /小时；

Q=W C At

Q: 热量 KJ/h

W: 流体的质量流量 kg/h C: 流体的平均比热 KJ/(kg' °C)

At:温差 °C

水从 20°C到 280 °C所需热量如下：

自由水： 水 20°C到 100°C :

Ql= Wl Cl KJ/h =216.4万 kCal/h 结合水： 水 20°C到 100°C :

Q2= W2xC2xAt2=25538x4.18x80=8539907.2KJ/h =204.2万 kCal/h 结合水： 100 到280°。：

Q3= W3 C3 =230.9万 kCal/h

100 °C下 54.6t/h水的汽化潜热：

Q4=123396000 KJ/h =2951万 kCal/h

自产煤气耗热量：

Q5= W5xC5xAt5 =15400x 1.08x260=4324320 KJ/h =103万 kCal/h

褐煤升温耗热量：

Q6= W6xC6xAt6=70000x 1.2x80=6720000 KJ/h =161万 kCal/h

计算理论总热量： Q理=01+(^2+(53+(54+(55+(56

=216.4+204.2+230.9+2951 + 103+ 161 =3866.5万 kCal/h

在生产过程中的自产煤气热值：

Q7=632kCal/m ³ x ( 140t/h l95m ³ /t ) =1725万 kCal/h

其中， 410°C , 2000Pa, 20万 m ³ /h燃烧烟气带走热值 Q8 (用于余热发电 机构）：

换算成标态下燃烧烟气为 8.7万 m ³ /h, 通用烟气体积焓为 599.199KJ/m ³ ： Q8=87000 m ³ /h 599.199KJ/m ³ = 1246万 kCal/h

以炉体效率按照 65%计算：

自产煤气利用热值： Q9=Q7x65%=1121万 kCal/h

炉体耗热量 Q10: Q10= ( Q _a - Q9 ) /65%= ( 3866.5-1121 ) /65%

=2745.5/0.65=4224万 kCal/h

本发明优质煤产品生产装置所需实际热量

Q _s = Q8+ Q10=1246+4224=5470万 kCal/h。 由上述的热量换算过程可以看出，本实施例由 于对导热介质的热量进行回 收以及对生产过程中产生的气体等物质进行回 收，因而在生产过程中实际的耗 热量较低， 仅为 5470万 kCal/h, 本实施例的优质煤产品生产系统， 能够以较 低的成本环保地对煤炭进行处理， 最终得到优质的煤产品。

以上对本发明所提供的优质煤产品生产装置及 生产系统进行了详细介绍。 说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心 思想。应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理 的前提下，还可以对本发明进行 若干改进和修饰， 这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护 范围内。