CN101581532B - 多效过热蒸汽褐煤预干燥系统及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多效过热蒸汽褐煤预干燥系统及其工艺。它包括串联的多级干燥装置，其中每级干燥装置均设有加料装置、出料装置及至少一级除尘装置，除尘装置末端通过加压装置将一部分尾气送回本级干燥装置，另一部分尾气作为热源送入下一级干燥装置；其中，一级干燥装置与蒸汽热源连接，末级干燥装置的除尘装置通过加压装置将一部分尾气送回本级干燥装置，另一部分尾气排空。
Description
技术领域
本发明是一种干燥工艺，具体的说是一种将内加热流化床与过热蒸汽工艺嫁接的多效过热蒸汽褐煤预干燥系统及其工艺。
背景技术
常规的褐煤干燥工艺是采用热烟气直接加热转筒干燥机和采用蒸汽作热源的间接加热转筒干燥机。前者由于褐煤挥发份高，受进风温度的影响，容易起火燃烧，干燥效率低而且设备投资巨大。采用间接加热的转筒干燥机由于需要载湿气体，干燥耗能高：约1350kg蒸汽/吨水，而且单机产量小，300MW机组的褐煤预脱水量约60吨/小时，需要多台并联。考虑安全原因，要增加氮气发生系统，以防止干燥过程中褐煤燃烧，设备投资大。
目前国内褐煤干燥的工业应用还没有实际展开，而针对已有的使用煤粉锅炉的褐煤电厂，国内目前工业规模褐煤预脱水装置为空白。
发明摘要
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供了一种多效过热蒸汽褐煤预干燥系统及其工艺，它将内加热流化床与过热蒸汽干燥工艺嫁接，可直接将含水30％-50％的褐煤干燥至含水12％，填补了国内工业规模褐煤预干燥装置的空白。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多效过热蒸汽褐煤预干燥系统，它包括串联的多级干燥装置，其中每级干燥装置均设有加料装置、出料装置及至少一级除尘装置，除尘装置末端通过加压装置将一部分尾气送回本级干燥装置，另一部分尾气作为热源送入下一级干燥装置；其中，一级干燥装置与蒸汽热源连接，末级干燥装置的除尘装置通过加压装置将一部分尾气送回本级干燥装置，另一部分尾气排空。
所述各级干燥装置结构相同，均为带有至少一个内置换热器的内加热流化床干燥机；料仓通过螺旋输送机、卸料阀I与内加热流化床干燥机连接，内加热流化床干燥机通过卸料阀II与成品区连接；内加热流化床干燥机与由串联的旋风除尘器和电除尘器组成的两级除尘装置连接，旋风除尘器与加压装置连接，电除尘器与下一级干燥装置的内置换热器连接，加压装置为风机。
所述一级干燥装置的内加热流化床干燥机的内置换热器与饱和蒸汽连接，过热蒸汽通过一组阀门与内加热流化床干燥机的流化床连接。
一种多效过热蒸汽褐煤预干燥系统的干燥方法，它以过热水蒸汽为介质，与褐煤直接接触带走水汽并提供热量；多级内加热流化床干燥机串联操作，第一级所产生的乏气经除尘后用作第二级的加热介质，第二级的乏气经除尘后作为第三级的加热介质，并依次类推，其具体过程为：
(1)第一级干燥：将含水30％-50％的湿褐煤送入一级内加热流化床干燥机，过热蒸汽送入一级内加热流化床干燥机的流化床，饱和蒸汽送入其内置的换热器；通过控制褐煤在床内的停留时间，干燥至要求的水分后，褐煤排出送入成品区；干燥析出的水分及部分物料由流化床内的过热蒸汽乏气携带，经旋风除尘器除尘后，收集的干粉送成品区，一部分过热蒸汽乏气由风机加压送入流化床，作为流化床的干燥介质，另一部分过热蒸汽乏气经电除尘器除尘后用作二级内加热流化床干燥机的内置换热器的加热介质；一级内加热流化床干燥机的内置换热器内的冷凝水全部回流锅炉再利用；
(2)第二级干燥：含水30％-50％的湿褐煤送入二级内加热流化床干燥机，来自一级电除尘器除尘后的热蒸汽乏气进入二级内加热流化床干燥机的内置换热器加热褐煤；通过控制褐煤在床内的停留时间，干燥至要求的水分后，褐煤排出送入成品区；干燥析出水分及部分物料由流化床内的乏气携带送入二级旋风除尘器除尘后，由二级风机加压后一路送入二级电除尘器除尘，另一路作为干燥介质送回二级内加热流化床干燥机，二级电除尘器除尘后的乏气用作三级内加热流化床干燥机的内置换热器的加热介质，送入第三级干燥；
(3)其余各级干燥过程如步骤(2)所述，最后一级干燥时电除尘器的一部分尾气返回本级利用，另一部分尾气排空。
本发明的多效过热蒸汽褐煤预干燥系统由多级内加热流化床串联组成，第一级所产生的乏气经电除尘器除尘后用作第二级干燥器的加热介质，可直接将含水30％-50％的褐煤进行预干燥。单级内加热流化床干燥机由进料装置、过热蒸汽内加热流化床、旋风除尘器、电除尘器、成品料输送装置、循环风机等组成。将内加热流化床与过热蒸汽干燥工艺嫁接，内加热流化床是在流化床内设置内换热器，提供物料干燥所需的大部分热量。过热蒸汽流化床干燥是在内加热流化床干燥机内以过热水蒸汽为介质，与褐煤直接接触带走水汽并提供热量。冷凝水全部回流锅炉再利用。
本发明的有益效果：节能效果显著，全部蒸发水分回用，而且整个过热干燥过程为无氧环境，安全可靠，连续操作，与原有电厂的配套工艺可无缝连接。在提高火电行业节能降耗方面，由于多效过热蒸汽褐煤预干燥工艺技术与常规热风和蒸汽间接干燥工艺相比有着明显的优势，技术经济指标大为提高，因此在国内外有着极大的推广前景。在我国以煤炭为主要能源的战略背景下，针对褐煤发电比例的快速增长趋势，大力开发推广过热蒸汽褐煤预干燥技术，对我国电力能源行业的技术升级革新及节能减排工作，将起到十分重要的推动作用，是环境友好型、水资源节约型清洁煤技术项目。
附图说明
图1是本发明二级干燥的结构示意图；
图2是本发明三级干燥的结构示意图。
其中，1.料仓 2.螺旋输送机 3.卸料阀I 4.内加热流化床干燥机 5.卸料阀II 6.旋风除尘器 7.卸料阀III 8.电除尘器 9.风机。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
本实施例为两级干燥过程的实例。
图1中，多效过热蒸汽褐煤预干燥系统包括两级内加热流化床干燥机，其中各级内加热流化床干燥机4均设有至少一个内置的换热器。料仓1通过螺旋输送机2、卸料阀I3与内加热流化床干燥机4连接；内加热流化床干燥机4通过卸料阀II5与成品区连接。内加热流化床干燥机4还串联旋风除尘器6和电除尘器8。其中，一级内加热流化床干燥机4的内置换热器与饱和蒸汽连接，流化床与过热蒸汽连接；一级内加热流化床干燥机的旋风除尘器6的尾气一路通过加压风机9送回本级内加热流化床干燥机4的流化床，另一路经电除尘器8后作为热源送入二级内加热干燥机的内置换热器。二级内加热干燥机4的旋风除尘器6的尾气一部分通过风机9送回本级内加热流化床干燥机4，另一路则经电除尘器8后排空。
本发明的干燥工艺为：
第一级干燥的工艺流程为：含水30％-50％的湿褐煤由螺旋输送机2、卸料阀I3输送至一级内加热流化床干燥机4的进料口，落入床内。过热蒸汽由内加热流化床底部风室进入流化床，经过布风装置均风后进入床层。在这个过程中通过控制进入床层的过热蒸汽，使床内物料维持稳定的流态化。在流化床内褐煤被内置换热器和过热蒸汽提供的热量加热干燥，通过控制褐煤在床内的停留时间，干燥至要求的水分后，由流化床干燥机的出料口卸料阀II5排出，与旋风除尘器6下卸料阀III7收集的干粉一起输送至下一工序。干燥析出水分及部分物料由床内的过热蒸汽携带，流出一级内加热流化床干燥机4，经旋风除尘器6除尘后，一部分由风机9加压送入一级内加热流化床干燥机4的风室，作为干燥介质；另一部分经电除尘器8除尘后用作二级内加热流化床干燥机12的内置换热器加热介质。一级内加热流化床干燥机4内置换热器内的冷凝水全部回流锅炉再利用。
第二级干燥的工艺流程为：含水30％-50％的湿褐煤由螺旋输送机2、卸料阀I3输送至二级内加热流化床干燥机4的进料口，落入床内。由前一级内加热流化床干燥机4的电除尘器8排出的过热蒸汽作为二级内加热流化床干燥机4内部换热器的热源送入其内置换热器，内置换热器加热物料，产生过热蒸汽送入旋风除尘器6除尘，然后一部分在风机9的加压下作为热源重新由二级内加热流化床干燥机4底部风室进入流化床，经过布风装置均风后进入床层。在这个过程中进入床层的过热蒸汽被有效地控制，因而使床内物料维持稳定的流态化。二级内加热流化床干燥机4的内置换热器所需蒸汽由前一级内加热流化床干燥机4的电除尘器8排出的蒸汽提供。在流化床内褐煤被内置换热器和过热蒸汽提供的(流化床自身循环回来的那部分气体就是过热蒸汽，在图中就是风机压缩回来后又进入流化床干燥机的气体是过热蒸汽，整个系统中的气体都是过热蒸汽)热量加热干燥，通过控制褐煤在床内的停留时间，干燥至要求的水分后，由流化床干燥机出料口卸料阀II5排出，与旋风除尘器6下卸料阀III7收集的干粉一起输送至下一工序。干燥析出水分及部分物料由床内的过热蒸汽携带，流出二级内加热流化床干燥机4，经旋风除尘器6除尘后，由风机9加压一路送回流化床，另一路经电除尘器8除尘后，排出系统。
实施例2：
本实施例为三级干燥过程的实例。
图2中，多效过热蒸汽褐煤预干燥系统包括三级内加热流化床干燥机，其中各级内加热流化床干燥机4均设有至少一个内置的换热器。料仓1通过螺旋输送机2、卸料阀I3与内加热流化床干燥机4连接；内加热流化床干燥机4通过卸料阀II5与成品区连接。内加热流化床干燥机4还串联旋风除尘器6和电除尘器8。其中，一级内加热流化床干燥机4的内置换热器与饱和蒸汽连接，流化床与过热蒸汽连接；一级内加热流化床干燥机4的旋风除尘器6的尾气一路通过加压风机9送回本级内加热流化床干燥机4的流化床，另一路送入电除尘器8，除尘后作为热源送入二级内加热干燥机的内置换热器。二级内加热干燥机4的旋风除尘器6的尾气一部分通过风机9送回本级内加热流化床干燥机4的流化床，另一路则送入本级的电除尘器8，除尘后送入三级内加热干燥机4的内置换热器；三级内加热器干燥机4的旋风除尘器6尾气一部分通过风机9送回本级内加热流化床干燥机4的流化床，另一部分尾气经电除尘器8除尘后排空。
本发明的干燥工艺为：
第一级干燥的工艺流程为：含水30％-50％的湿褐煤由螺旋输送机2、卸料阀I3输送至一级内加热流化床干燥机4的进料口，落入床内。过热蒸汽由内加热流化床底部风室进入流化床，经过布风装置均风后进入床层。在这个过程中进入床层的过热蒸汽被控制，使床内物料维持稳定的流态化。在流化床内褐煤被内置换热器和过热蒸汽提供的热量加热干燥，通过控制褐煤在床内的停留时间，干燥至要求的水分后，由流化床干燥机析出的出料口卸料阀II5排出，与旋风除尘器6下卸料阀III7收集的干粉一起输送至下一工序。干燥析出水分及部分物料由床内的过热蒸汽携带，流出一级内加热流化床干燥机4，经旋风除尘器6除尘后，一部分由风机9加压送入一级内加热流化床干燥机4的风室，作为干燥介质，另一部分经电除尘器8除尘后用作二级内加热流化床干燥机12的内置换热器加热介质。一级内加热流化床干燥机4内置换热器内的冷凝水全部回流锅炉再利用。
第二级干燥的工艺流程为：含水30％-50％的湿褐煤由螺旋输送机2、卸料阀I3输送至二级内加热流化床干燥机4的进料口，落入床内。由前一级内加热流化床干燥机4的电除尘器8排出的过热蒸汽作为二级内加热流化床干燥机4内部换热器的热源，内置换热器加热物料后产生的过热蒸汽经旋风除尘器6除尘后，一部分经风机9加压作为热源由二级内加热流化床干燥机4底部风室进入流化床，经过布风装置均风后进入床层。在这个过程中进入床层的过热蒸汽被有效地控制，因而使床内物料维持稳定的流态化。二级内加热流化床干燥机4的内置换热器所需蒸汽由前一级内加热流化床干燥机4的电除尘器8排出的蒸汽提供。在流化床内褐煤被内置换热器和过热蒸汽提供的热量加热干燥，通过控制褐煤在床内的停留时间，干燥至要求的水分后，由流化床干燥机出料口卸料阀II5排出，与旋风除尘器6下卸料阀III7收集的干粉一起输送至下一工序。干燥析出水分及部分物料由床内的过热蒸汽携带，流出二级内加热流化床干燥机4，经旋风除尘器6除尘后，一部分由风机9加压送回本级的内加热流化床干燥机4；另一部分经电除尘器8除尘后，作为热源送入第三级干燥过程。
第三级干燥的工艺流程为：含水30％-50％的湿褐煤由螺旋输送机2、卸料阀I3输送至二级内加热流化床干燥机4的进料口，落入床内。由前一级内加热流化床干燥机4的电除尘器8排出的过热蒸汽作为二级内加热流化床干燥机4内部换热器的热源，内置换热器加热物料后产生过热蒸汽，过热蒸汽经旋风除尘器6除尘后，一路经风机9加压由二级内加热流化床干燥机4底部风室进入流化床，经过布风装置均风后进入床层。在这个过程中进入床层的过热蒸汽被有效地控制，因而使床内物料维持稳定的流态化。三级内加热流化床干燥机4的内置换热器所需蒸汽由二级内加热流化床干燥机4的电除尘器8排出的蒸汽提供。在流化床内褐煤被内置换热器和过热蒸汽提供的热量加热干燥，通过控制褐煤在床内的停留时间，干燥至要求的水分后，由流化床干燥机出料口卸料阀II5排出，与旋风除尘器6下卸料阀III7收集的干粉一起输送至下一工序。干燥析出水分及部分物料由床内的过热蒸汽携带，流出三级内加热流化床干燥机4，经旋风除尘器6除尘后，一路由风机9加压送回本级内加热流化床干燥机4，另一路则经电除尘器8除尘后排出系统。
当然本发明的的干燥系统和干燥工艺包括但不限于上述实施例，本领域技术人员在本发明构思基础上进行的简单替换和延展，均属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种多效过热蒸汽褐煤预干燥系统，其特征是，它包括串联的多级干燥装置，其中每级干燥装置均设有加料装置、出料装置及除尘装置，所述各级干燥装置结构相同，均包括带有至少一个内置换热器的内加热流化床干燥机；除尘装置将一部分尾气通过加压装置送回本级干燥装置，另一部分尾气作为热源送入下一级干燥装置的内置换热器；其中，一级干燥装置与蒸汽热源连接，末级干燥装置的除尘装置通过加压装置将一部分尾气送回本级干燥装置，另一部分尾气排空；内加热流化床干燥机的蒸汽出口与由依次串联的旋风除尘器和电除尘器组成的两级除尘装置连接，电除尘器与下一级干燥装置的内置换热器连接，加压装置一端与旋风除尘器和电除尘器之间的管路连接，另一端与流化床干燥机的流化床连接，将流化床干燥机生成的过热蒸汽送回到流化床干燥机作为流化床的干燥介质，加压装置为风机；一级干燥装置的内加热流化床干燥机的内置换热器与饱和蒸汽连接；内加热流化床干燥机的进料口、出料口以及旋风除尘器的出料口均与卸料阀连接。
2.如权利要求1所述的多效过热蒸汽褐煤预干燥系统，其特征是，所述加料装置的料仓通过螺旋输送机、卸料阀Ⅰ与内加热流化床干燥机连接，内加热流化床干燥机通过卸料阀Ⅱ与成品区连接；旋风除尘器的出料口通过卸料阀Ⅲ与成品区连接。
3.一种权利要求1所述的多效过热蒸汽褐煤预干燥系统的干燥方法，其特征是，它以过热水蒸汽为介质，与褐煤直接接触带走水汽并提供热量；多级内加热流化床干燥机串联操作，第一级所产生的过热蒸汽乏气经除尘后用作第二级的加热介质，第二级的过热蒸汽乏气经除尘后作为第三级的加热介质，并依次类推，其具体过程为：
(1)第一级干燥：将含水30％-50％的湿褐煤通过卸料阀Ⅰ送入一级内加热流化床干燥机，过热蒸汽送入一级内加热流化床干燥机的流化床，饱和蒸汽送入其内置换热器；通过控制褐煤在床内的停留时间，干燥至要求的水分后，褐煤通过卸料阀Ⅱ排出送入成品区；干燥析出的水分及部分物料由流化床内的过热蒸汽乏气携带，经旋风除尘器除尘后，收集的干粉通过卸料阀Ⅲ送成品区，一部分过热蒸汽乏气由风机加压送回流化床，作为流化床的干燥介质，另一部分过热蒸汽乏气经电除尘器除尘后用作二级内加热流化床干燥机的内置换热器的加热介质；一级内加热流化床干燥机的内置换热器内的冷凝水全部回流锅炉再利用；
(2)第二级干燥：含水30％-50％的湿褐煤通过卸料阀Ⅰ送入二级内加热流化床干燥机，来自一级电除尘器除尘后的热蒸汽乏气进入二级内加热流化床干燥机的内置换热器加热褐煤；通过控制褐煤在床内的停留时间，干燥至要求的水分后，褐煤通过卸料阀Ⅱ排出送入成品区；干燥析出水分及部分物料由流化床内的过热蒸汽乏气携带送入二级旋风除尘器除尘后，收集的干粉通过卸料阀Ⅲ送成品区，过热蒸汽乏气一路送入二级电除尘器除尘，另一路由二级风机加压作为干燥介质送回二级内加热流化床干燥机，二级电除尘器除尘后的乏气用作三级内加热流化床干燥机的内置换热器的加热介质，送入第三级干燥；
(3)其余各级干燥过程如步骤(2)所述，最后一级干燥时一部分尾气返回本级利用，另一部分尾气经电除尘器排空。
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