CN101260307B - 一种褐煤干燥提质装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种褐煤干燥提质装置和工艺方法，涉及褐煤高效利用领域。本发明包括褐煤分室干燥装置、流化床热解装置、热解气体燃烧装置以及其他辅助装置。经过干燥后的褐煤进入热解装置，析出挥发分与液体产物，挥发分送入燃烧装置燃烧，并产生烟气与蒸汽，烟气与部分蒸汽被送入干燥装置内作为干燥介质。其余蒸汽被送入热解装置内提供热解热源。干燥装置采用链条移动式物料输送方式、烟气与蒸汽分室干燥与排出的方法。燃烧装置产生两种不同温度的蒸汽分别用于褐煤干燥与热解。同现有技术相比，本发明装置及方法安全可靠，设计合理，大型化应用时运行稳定，可提高褐煤的综合利用率等。

Description

一种褐煤干燥提质装置及方法
技术领域
本发明涉及一种褐煤提质工艺，属于煤炭高效利用领域。
背景技术
褐煤储量占我国煤炭总储量的15％左右，是我国的主要煤炭资源的一种，在我国动力与化工用煤中起到重要的作用。褐煤属于一种地下储存期段、煤化程度低的煤种。其水分和灰分含量较高，水分含量大多为20％-50％。褐煤主要分布于内蒙、黑龙江、云南，新疆等地。由于经济发展的原因，这些地区的用煤量与经济发达地区相比较少。因此，需要将褐煤运输到距离比较远的利用场地。由于褐煤中高水分的存在，造成了铁路系统的极大浪费。褐煤提质就是将其就地干燥、并提取部分挥发分以及焦油的过程。该过程既减少了铁路系统为运输高水分褐煤所造成的浪费，又可降低褐煤自燃发生的可能性，对于褐煤的高效利用具有重要的意义。
针对褐煤提质问题，国内外开展了大量的研究与开发工作。国外主要褐煤加工技术有德国的Lurgi-Spuel-Gas(L-S)低温热解工艺、Lurgi-Ruhrgas(L-R)热解技术、前苏联的褐煤固体热载体热解(ETCH1-175)工艺、美国的温和气化(Encoal)技术、西方热解(Garrett)法、日本的煤炭快速热解技术等。我国研究热解技术的单位众多，比较典型的技术有大连理工大学开发的褐煤固体热载体干馏多联产(DG)工艺，北京煤化工分院开发的多段回转炉热解工艺，浙江大学的循环流化床热电多联产工艺，北京动力经济研究所的移动床为基础的热电多联产工艺，济南锅炉厂的多联产工艺，此外，清华大学、中科院山西煤化所、中科院过程所也分别开发了自己的热解工艺。近年来，国内热解技术的研究有了长足的发展，但和国外技术相比还存在一定的差距。在干燥方式上，有流化床、回转窑等形式，干燥介质主要有烟气、水蒸气等。从干燥原理看，流化床干燥工艺存在大型化及流态控制问题，而回转窑干燥工艺存在气固接触不良而影响其传热过程的问题。从干燥介质看，由于褐煤是一种极易析出挥发份的煤种，在采用含氧气体干燥过程时，如果出现局部过热，容易导致挥发份燃烧，从而造成干燥系统的燃烧问题，影响系统的正常运行。如果全部采用水蒸汽进行干燥时，由于潜热的损失，容易造成较大的能源浪费。从现有褐煤干燥与提质工艺来看，多处于规模示范阶段，稳定运行问题是困扰这些工艺规模应用的主要原因之一。
可大型化的、现场操作简单、性能稳定的高效褐煤干燥提质技术一直是研究与开发的主要方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种性能稳定的高效褐煤干燥提质装置与工艺方法，即对褐煤进行就地干燥与提取部分挥发分以及焦油的过程，以解决干燥过程中由于局部过热所导致的褐煤燃烧问题，同时使系统操作简单、可控性好、运行稳定。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种褐煤干燥提质装置，包括煤仓，干燥装置，热解装置，燃烧装置以及脱水装置，所述的干燥装置分别与煤仓和热解装置连接，所述的脱水装置设置在燃烧装置和热解装置之间，其特征在于：所述的干燥装置分为烟气干燥室和蒸汽干燥室两部分，所述的烟气干燥室通过烟气管道与燃烧装置的烟气出口连接，蒸汽干燥室通过蒸汽管道与燃烧装置的蒸汽出口连接。
本发明的另一技术特征在于：所述的干燥装置采用链条移动式布风装置。
本发明提供的一种褐煤干燥提质方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
1)褐煤由煤仓送入干燥装置；
2)来自于燃烧装置的烟气与一部分蒸汽进入干燥装置，分别进入干燥装置的烟气干燥室和蒸汽干燥室，作为对褐煤干燥的热源；
3)干燥后的褐煤送入热解装置，烟气经过干燥装置的烟气排出口排出，蒸汽经过干燥装置的蒸汽排出口排出；
4)来自于燃烧装置的另一部分蒸汽进入热解装置，干燥后的褐煤在蒸汽的作用下进行热解；热解后的气体经过脱水装置除去其中的水分，送入燃烧装置内燃烧利用；
5)热解后的固体产物送入固体产物仓。
在本发明的所述的工艺方法中，干燥装置所使用的来自于燃烧装置的蒸汽温度为200～220℃，干燥装置所使用的来自于燃烧装置的烟气温度为100～150℃；热解装置所使用的来自于燃烧装置用于加热褐煤的蒸汽温度为300～500℃。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：通过分室干燥技术的引入，避免了干燥阶段局部过热造成的煤粉燃烧问题；链条移动式布风板干燥方式可保证气固间充分的接触，从而实现较高的换热效率；干燥装置内无流态化流型控制问题，使系统操作更加简单、稳定；热解与干燥阶段所需的蒸汽均来自于热解煤气的燃烧，系统无需额外提供热源，保证了系统的实用性。本发明可用于大规模的褐煤干燥提质过程，实现煤炭资源的分级、高效、低污染、综合利用。
附图说明
图1为褐煤干燥提质装置的结构及工艺流程示意图。
图2为褐煤干燥装置简图
图中：1-煤仓，2-干燥装置，3-热解装置，4-燃烧装置，5-固体产物仓，6-烟气排出口，7-蒸汽排出口，8-脱水装置，9-热解液体出口，10-烟气干燥室，11 -蒸汽干燥室，12-链条移动式布风装置。
具体实施方式
图1为褐煤干燥提质装置的结构及工艺流程示意图。该装置包括煤仓1，干燥装置2，热解装置3，燃烧装置4以及脱水装置8，所述的干燥装置分别与煤仓和热解装置3连接，所述的脱水装置8设置在燃烧装置4和热解装置3之间，所述的干燥装置分为烟气干燥室和蒸汽干燥室两部分，所述的烟气干燥室通过烟气管道与燃烧装置的烟气出口连接，蒸汽干燥室通过蒸汽管道与燃烧装置的蒸汽出口连接。
本发明的工艺流程及工作原理是：褐煤从料仓1中输送至干燥装置2内，在温度为100～150℃热烟气与温度200～220℃蒸汽的分别加热下，水分脱除。干燥后的褐煤被送入到流化床热解装置3内，被燃烧装置4产生的300～500℃蒸汽流化并加热升温，析出热解气体与液体。热解气体经过冷却装置8后，将水蒸气与热解气体分离。热解后液体产物经热解液体出口9排出并储存。热解产生的固体产物送入固体产物仓5。
热解产生的可燃气体经过冷却脱水装置8后，送入燃烧装置4进行燃烧。燃烧装置4可产生用于褐煤干燥的温度200～220℃的蒸汽以及用于褐煤热解的温度为300～500℃的蒸汽，同时排烟温度控制在100～150℃左右。烟气经管道输送至干燥装置2内，经过烟气干燥室10与链条移动式布风装置12上的褐煤接触，进行热量交换。烟气温度降低，褐煤温度升高。冷却后的烟气经过烟气排出口6排出。燃烧装置产生的温度200～220℃的蒸汽，经过管道输送，进入蒸汽室11。经过链条移动式布风装置12，与褐煤接触，进行热量交换。进一步提高褐煤温度，析出其中大部分水分。冷却后的蒸汽经过蒸汽排出口7排出干燥装置。在干燥装置2内的链条移动式布风装置12上部，设置干燥气体挡板，尽量避免烟气与蒸汽的混合，保持蒸汽侧氧浓度低于1％，防止褐煤的氧化与燃烧。

Claims (3)

1.一种褐煤干燥提质装置，包括煤仓(1)，干燥装置(2)，热解装置(3)，燃烧装置(4)以及脱水装置(8)，所述的干燥装置分别与煤仓和热解装置连接，所述的脱水装置设置在燃烧装置和热解装置之间，其特征在于：所述的干燥装置采用链条移动式布风装置，该干燥装置分为烟气干燥室(10)和蒸汽干燥室(11)两部分，所述的烟气干燥室(10)通过烟气管道与燃烧装置(4)的烟气出口连接，蒸汽干燥室(11)通过蒸汽管道与燃烧装置(4)的蒸汽出口连接。
2.采用权利要求1所述装置的褐煤干燥提质方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
1)褐煤由煤仓(1)送入干燥装置(2)；
2)来自于燃烧装置(4)的烟气与一部分蒸汽进入干燥装置，分别进入干燥装置的烟气干燥室(10)和蒸汽干燥室(11)，作为对褐煤干燥的热源；
3)干燥后的褐煤送入热解装置(3)，烟气经过干燥装置的烟气排出口(6)排出，蒸汽经过干燥装置的蒸汽排出口(7)排出；
4)来自于燃烧装置(4)的另一部分蒸汽进入热解装置(3)，干燥后的褐煤在蒸汽的作用下进行热解；热解后的气体经过脱水装置(8)除去其中的水分，送入燃烧装置(4)内燃烧利用；
5)热解后的固体产物送入固体产物仓(5)。
3.按照权利要求2所述的褐煤干燥提质方法，其特征在于：干燥装置所使用的来自于燃烧装置的蒸汽温度为200～220℃，干燥装置所使用的来自于燃烧装置的烟气温度为100～150℃；热解装置所使用的来自于燃烧装置用于加热褐煤的蒸汽温度为300～500℃。
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