煤泥是煤炭洗选过程中产生的高含水率(25%~70%)、高粘性固液混合物,其烘干需解决 “易粘壁、难分散、含水率波动大” 等问题。煤泥烘干机通常采用滚筒式烘干结构,核心原理如下:
- 滚筒结构:倾斜安装的旋转滚筒(倾角 3°~8°),内部设置多层不同角度的抄板(如升式、弧式、组合式),通过抄板将煤泥扬起并破碎成细小颗粒,扩大与热气流的接触面积。
- 热交换方式:采用顺流或逆流加热,热气流由燃烧炉或热源设备产生,与煤泥在滚筒内逆向或同向流动,通过热传导、对流实现水分蒸发。
- 防粘设计:部分设备在滚筒内壁加装耐磨衬板或打散装置,防止煤泥粘附滚筒,同时配合破碎辊将结块煤泥打散。
- 影响因素:
- 煤泥初始含水率(如浮选煤泥含水率可达 70%,需高温快速脱水)、灰分含量(灰分高则导热性差,需提高温度)、成品用途(如燃料用煤泥含水率需≤20%,建材用需≤15%)。
- 热源类型与环保要求(燃煤热风炉温度波动大,燃气加热控温更精准)。
- 参考范围:
- 常规煤泥烘干:150~250℃(适用于含水率 30%~50% 的煤泥,成品含水率 15%~20%)。
- 高含水率煤泥(60% 以上):200~300℃(需配合打散装置,避免局部过热)。
- 含硫或挥发性物质的煤泥:≤250℃(防止高温产生有害气体或自燃)。
- 影响因素:
- 煤泥粘性(粘性大则分散性差,需延长停留时间)、滚筒转速(通常 1~6 转 / 分钟,转速低则停留时间长)、热气流速度(建议 2~4m/s,流速高可加速水分蒸发)。
- 参考范围:
- 初始含水率 30%~50% 的煤泥:40~90 分钟(成品含水率≤20%)。
- 高含水率(60% 以上)或粘性煤泥:90~150 分钟(需分段烘干或提高温度至 250℃以上)。
热源类型 |
温度范围 |
适用场景 |
优缺点 |
燃煤热风炉 |
150~300℃ |
大型煤矿或洗煤厂,煤泥处理量≥50 吨 / 小时 |
成本极低(利用洗煤副产品煤泥作燃料),但烟气含尘量大,需配套脱硫除尘设备。 |
燃气(天然气 / 煤层气) |
150~280℃ |
环保要求高、气源充足的矿区 |
清洁高效,温度控制精度 ±5℃,适合处理高附加值煤泥(如化工用),运行成本中等。 |
蒸汽间接加热 |
120~180℃ |
有工业蒸汽余热的企业(如电厂附近) |
利用废蒸汽节能,温度温和,避免煤泥过热分解,适合含挥发分高的煤泥。 |
电加热 + 热泵 |
80~150℃ |
小型生产线或环保敏感区域 |
控温精准,无污染物排放,但能耗成本高(1 吨煤泥烘干耗电约 150~250kWh)。 |
生物质颗粒燃料 |
150~250℃ |
禁煤区或生物质资源丰富的地区 |
环保性优于燃煤,燃料成本适中,但需配套颗粒成型设备,适合中型处理项目。 |
- 能耗指标:
- 单位能耗:烘干 1 吨含水率 50% 的煤泥至 20%,约消耗80~150kg 标准煤或120~200kWh 电能(取决于热源效率和设备保温性能)。
- 热效率:高效设备(如燃气 + 热管换热器)热效率可达 75%~85%,传统燃煤设备热效率约 55%~65%。
- 节能优化方案:
- 余热回收:在尾气排放端加装热管换热器,将热量回用于预热湿煤泥或助燃空气,可节能 15%~25%。
- 变频调控:对引风机、滚筒电机采用变频控制,根据煤泥含水率实时调整风量和转速,降低空转能耗。
- 保温升级:滚筒外壁采用双层硅酸铝纤维 + 岩棉复合保温层,散热损失≤5%(传统设备散热损失约 10%~15%)。
- 处理量匹配:
- 小型项目(≤10 吨 / 小时):可选直径 0.8~1.2m、长度 8~12m 的滚筒。
- 大型项目(≥50 吨 / 小时):需直径 2.0~3.0m、长度 15~25m 的滚筒,配合多台热源设备。
- 防粘与打散设计:
- 高粘性煤泥(如浮选煤泥)需选择带破碎辊 + 组合式抄板的烘干机,避免物料结块。
- 环保合规性:
- 京津冀等环保严控地区,优先选择燃气、电加热或生物质热源,并配套布袋除尘器(粉尘排放≤30mg/m³)。
- 成品用途导向:
- 燃料用煤泥:含水率≤20%,可选用燃煤热源,对温度均匀性要求不高;
- 建材用煤泥(如制砖):含水率≤15%,需温度稳定,避免因水分不均导致制品开裂。
故障现象 |
可能原因 |
解决方案 |
滚筒内壁粘料严重 |
煤泥含水率过高、抄板角度不合理 |
预脱水至含水率≤50%,调整抄板角度至 45°~60°,或加装刮料装置。 |
烘干后含水率波动大 |
热气流温度不稳定、煤泥给料不均匀 |
加装温度传感器与 PID 控制器,稳定热源输出;增加给料螺旋输送机,均匀布料。 |
设备运行噪音大 |
滚筒轴承磨损、抄板螺栓松动 |
更换轴承,加注耐高温润滑脂;停机检查并紧固抄板连接件。 |
尾气冒黑烟 |
燃煤不完全燃烧、除尘器失效 |
调整燃煤热风炉进风量(过剩空气系数 1.2~1.5),清理除尘器滤袋或更换滤材。 |
- 资源化利用:烘干后的煤泥可作为循环流化床锅炉燃料(热值提升至 4000~5000 大卡 / 千克)、制砖原料或活性炭载体,提升附加值。
- 低碳技术方向:部分企业尝试将热泵技术与滚筒烘干结合,利用低温热源(50~80℃)烘干煤泥,能耗较传统工艺降低 30% 以上,适合电价较低或有废热资源的场景。
煤泥烘干机的技术选型需紧密结合煤泥特性、环保要求及资源化路径,通过参数优化和设备升级,实现高效节能的烘干作业。实际应用中建议先进行小样烘干试验,确定最佳温度、时间及热源配置方案。