CN101706197A - 物料表面水无氧干燥系统及物料表面水干燥工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物料表面水无氧干燥系统及物料表面水干燥工艺，表面水无氧干燥系统包括干燥装置，加热系统，干燥装置包括立式的干燥筒及其上、下端的进煤口、出煤口、进气管、出气管，在干燥筒两侧壁的外侧分别设有热气腔，两热气腔之间连通有一定数量的排管或排板，使干燥筒内的煤炭与热气腔及排管或排板内热气完全隔离；在进气管口、出气管口分别安装有温度计T₁、T₂，在出料口有温度计T₀，在干燥筒内部还设有蒸汽管，蒸汽管引出干燥装置外侧，在常压下进行干燥，控制T₁、T₂、T₀温度大小，可以脱除脱除物料表面水，彻底解决了可燃气体析出而引起着火和爆炸的问题。不仅适用于煤炭表面水无氧干燥，还可以用于化工产品，工业和市政污泥干燥，金属和非金属矿物及煤泥等物料的干燥。

Description

物料表面水无氧干燥系统及物料表面水干燥工艺

一、技术领域：

本发明涉及一种物料表面水干燥和改性技术，特别是涉及一种物料表面水无氧干燥系统及物料表面水干燥工艺。

二、背景技术：

煤调湿(Coal Moisture Control简称CMC)是“装炉煤水分控制工艺”的简称，是将炼焦煤料在装炉前去除一部分水分，保持装炉煤水分稳定在6％左右，然后装炉炼焦。CMC不同于煤预热和煤干燥，CMC有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分恒定。通过直接或间接加热来降低并稳定控制入炉煤的水分，不追求最大限度地去除人炉煤的水分，而只把水分稳定在相对低的水平，既可达到增加效益的目的，又不因水分过低而引起焦炉和回收系统操作的困难，使人炉煤密度增大、焦炭及化工产品增产、焦炉加热用煤气量减少、焦炭质量提高和焦炉操作稳定等效果。

近10年来煤调湿技术在日本得到长足发展，截止2000年10月，在日本现有的15家焦化厂的47组焦炉中，共有28组焦炉采用CMC技术。日本先后开发了三代煤调湿技术。

第一代是热媒油干燥方式。利用导热油回收焦炉烟道气的余热和焦炉上升管的显热，然后，在多管回转式干燥机中，导热油对煤料进行间接加热，从而使煤料干燥。1983年9月，第一套导热油煤调湿装置在日本大分厂建成投产。

第二代是蒸汽干燥方式。利用干熄焦蒸汽发电后的背压汽或工厂内的其它低压蒸汽作为热源，在多管回转式干燥机中，蒸汽对煤’料间接加热干燥。这种CMC最早于上世纪90年代初在日本君津厂和福山厂投产。目前，在日本运行的CMC绝大多数为此种型式。

第三代是最新一代的流化床装置，设有热风炉，采用焦炉烟道废气或焦炉煤气对其进行加热的干燥方式。

近几年，美国、德国等国家都开始进行装炉煤调湿装置的试验和生产实践，均取得很好的经济效

由于煤炭具有强烈磨损性，第一代和第二代干燥方式的干燥机存在干燥机内的换热器磨损严重问题，需经常更换换热器。由于流化床干燥存在动力消耗大的问题，第三代干燥方式干燥成本较高。

三、发明内容：

本发明的工艺和装置就是基于上现有技术的不足，提供一种物料表面水无氧干燥系统及物料表面水干燥工艺。

技术方案：

一种物料表面水无氧干燥系统，包括干燥装置，加热系统，干燥装置包括立式的干燥筒，在干燥筒上、下端分别设有进煤口和出煤口，并且在干燥筒上部固定安装有进气管、下部固定安装有出气管；或者在干燥筒中部固定安装有进气管、上部固定安装有出气管；或者在干燥筒下部固定安装有进气管、上部固定安装有出气管；在所述立式干燥筒两侧壁的外侧分别设有与干燥筒隔离且彼此独立的热气腔，并在两独立的热气腔之间连通有一定数量的排管或排板，使干燥筒内的物料与热气腔及排管或排板内热气完全隔离；所述出气管、进气管分别与不同的热气腔连通；加热系统的加热烟气输出管与物料无氧干燥装置的进气管连通，在干燥筒的烟气进气管口、烟气出气管口分别安装有温度计T₁、T₂，在干燥筒底部出料口处设有排料阀和温度计T₀，在物料无氧干燥装置的干燥筒内部还设有蒸汽管，蒸汽管引出干燥装置外侧，或者在分离可燃气体后排放，而分离后的可燃气体被引入加热系统进行尾气燃烧。在整个干燥过程中，始终避免物料与烟气的直接接触，保证干燥过程为无氧操作。

同时在烟气出气管与烟气输入管之间通过烟气引风机相连通构成热循环。使干燥机的一部分尾气循环利用，与来自燃烧炉的高温烟气混合，向干燥机提供所需温度的烟气。

蒸汽管连通于可燃气体分离器使可燃气与蒸汽分离之后，可燃气体被引入加热系统燃烧。

同一侧的不同的热气腔设有隔板，使热气腔上、下彼此独立。

所述加热系统包括煤炉，在煤炉与烟气输入管之间还安装有高温烟气沉降室。

在干燥器腔体内的烟气折管向上折流，或者先向下折流后向上折流，折流次数为1～20。

所述可燃气体分离器为离心式分离器。

一种适用于权利要求1所述物料表面水无氧干燥系统的物料无氧干燥工艺，包括物料粉碎、筛分预处理步骤，还包括以下步骤：

(1)将待干燥物料粉或块从干燥筒顶部进料口加入干燥筒腔内，在常压下进行干燥，控制烟气输入温度T₁为200～1000℃，烟气输出温度T₂为100～300℃；

(2)控制物料排出速率，保持物料最终加热温度T₀为70～200℃；

(3)物料在干燥机内的停留时间为1～10小时。

控制烟气输入温度T₁为250～700℃，烟气输出温度T₂为150～250℃。

控制物料排出速率，保持物料最终加热温度T₀为80～150℃之间。

本发明的有益效果：

1、本发明的物料表面水无氧干燥系统及物料表面水干燥工艺，通过控制输入、输出烟气温度T₁、T₂，以及控制出料口最终物料温度T₀，脱除物料表面水。

2、通过密闭的迂回折管被干燥的物料与烟气不直接接触，彻底解决了物料在干燥过程中由于可燃气体析出而引起着火和爆炸的问题。

3、热循环利用和尾气的循环利用一方面降低干燥过程的能耗，同时也大大减少尾气的排放。

4、本发明的物料表面水无氧干燥系统取立式干燥器，物料是借助重力由上而下缓慢移动，克服了煤调湿工艺中的第一代和第二代干燥方式的干燥机的换热器磨损严重问题。而立式干燥机内烟气的流动速度低，克服第三代干燥方式动力消耗大的问题，为新一代干燥方式，可以取代第一，第二和第三代干燥方式。

5、另外，本发明的物料无氧干燥系统及工艺不仅适用于煤炭表面水无氧干燥，还可以用于化工产品，工业和市政污泥干燥，金属和非金属矿物及煤泥等物料的干燥。

四、附图说明：

图1是本发明的物料表面水无氧干燥系统结构示意图；

图2是图1的干燥系统的干燥装置结构示意图之一；

图2-1是图2的C部放大结构示意图；

图2-2是图2的A-A剖面结构示意图；

图3是图1的干燥系统的干燥装置结构示意图之二；

图3-1是图3的B-B剖面结构示意图；

图3-2是图3的D-D剖面结构示意图；

图3-3是图3中排板结构示意图；

图4是本发明的物料无氧干燥装置剖面结构示意图之三；

图4-1是图4的左视图；

图5是本发明的物料无氧干燥装置剖面结构示意图之四。

图中标号1为热气腔体外侧壁，2为支架，3为干燥装置进气管，4为干燥装置出气管，5为进料口，6为排管，7为干燥筒侧壁，8为热气腔体，9为蒸汽管，10为出料口，11为排料阀，12为横隔板，13为可燃气体分离器，14为蒸汽引风机，15为可燃气体回管，16为进气管，17为出气管，18为出气管叉管，19为出气管上安装的抽风机，20为出气管上排气叉管，21为燃烧炉，22为燃烧风机，23为高温沉降室，24为排板，25为烟气上回管，T₀为出料口温度计，T₁为进气管管口温度计，T₂为出气管管口温度计。

五、具体实施方式：

实施例一：参见图1、图2、图2-1、图2-2，一种物料表面水无氧干燥系统，包括干燥装置，加热系统21，干燥装置包括立式的干燥筒7，在干燥筒上、下端分别设有进煤口5和出煤口10，并且在干燥筒7下部固定安装有进气管16、上部固定安装有出气管17；在所述立式干燥筒两侧壁的外侧分别设有与干燥筒隔离且彼此独立的热气腔8，并在两独立的热气腔之间连通有一定数量的排管6，使干燥筒7内的物料与热气腔8及排管6内热气完全隔离；所述出气管16、进气管17分别与不同的热气腔8连通；加热系统的加热烟气输出管与物料无氧干燥装置的进气管16连通，在干燥筒的烟气进气16管口、烟气出气管17管口分别安装有温度计T₁、T₂，在干燥筒7底部出料口10处设有排料阀11和温度计T₀，在物料无氧干燥装置的干燥筒7内部还设有蒸汽管9，蒸汽管引出干燥装置外侧，可直接排放也可在分离可燃气体后排放或点燃，例如将分离后的可燃气体被引入加热系统进行尾气燃烧。在整个干燥过程中，始终避免物料与烟气的直接接触，保证干燥过程为无氧操作。

所述加热系统包括煤炉，在煤炉与烟气输入管之间还安装有高温烟气沉降室。

同时在烟气出气管17与烟气输入管16之间通过烟气引风机相连通构成热循环。使干燥机的一部分尾气循环利用，与来自燃烧炉的高温烟气混合，向干燥机提供所需温度的烟气。

蒸汽管9连通于可燃气体分离器14使可燃气与蒸汽分离之后，蒸汽由风机13抽走，可燃气体通过回流管15被引入加热系统燃烧。所述可燃气体分离器为离心式分离器。

同一侧的不同的热气腔8内设有隔板12，使热气腔上、下彼此独立。

在干燥器腔体内的烟气折管向上折流，或者先向下折流后向上折流，折流次数为1～20.

适用于所述物料表面水无氧干燥系统的物料无氧干燥工艺，包括物料粉碎、筛分预处理步骤，还包括以下步骤：

1)将待干燥物料粉或块从干燥筒顶部进料口加入干燥筒腔内，在常压下进行干燥，控制烟气输入温度T₁为200～1000℃，烟气输出温度T₂为100～300℃；

(2)控制物料排出速率，保持物料最终加热温度T₀为70～200℃；

(3)物料在干燥机内的停留时间为1～10小时。

实施例二：意义与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同的是：在进行物料干燥工艺步骤中，控制烟气输入温度T₁为400～1200℃，烟气输出温度T₂为100～300℃。

实施例三：意义与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同的是：在进行物料干燥工艺步骤中，控制物料排出速率，保持物料最终加热温度T₀为100～150℃之间。

实施例四：参见图5，编号与实施例一相同，意义相同，相同之处不重述，不同的是：烟气进口固定在干燥筒上方，烟气出口固定在干燥筒下方，控制烟气进口温度：600℃，烟气出口温度：120℃，褐煤干燥出口温度：130℃，褐煤水分由38％降为16％。

实施例五：意义与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同的是：烟气进口固定在干燥筒上方，烟气出口固定在干燥筒下方，烟气进口温度：450℃，烟气进口温度：90℃，褐煤干燥出口温度：100℃，褐煤水分由38％降为20％。

实施例六：意义与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同的是：烟气进口固定在干燥筒上方，烟气出口固定在干燥筒下方，烟气进口温度：600℃，烟气出口温度：120℃，烟煤干燥出口温度：160℃，烟煤水分由12％降为1％。

实施例七：意义与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同的是：烟气进口固定在干燥筒上方，烟气出口固定在干燥筒下方，烟气进口温度：450℃，烟气进口温度：90℃，烟煤干燥出口温度：100℃，烟煤水分由12％降为6％。

实施例七：参见图3、图3-1、图3-2、图3-3，编号与实施例一相同，意义相同，相同之处不重述，不同的是：将所述排管改为如图2-3所述的排板24。

实施例八：参见图4、图4-1，编号与实施例一相同，意义相同，相同之处不重述，不同的是：进气管16位于干燥筒7中部，热气流动顺序自干燥筒中部的热气腔向下折流排放，然后再通过干燥筒底部的热气腔向上引出烟气回管25连通于进气管16上方的热气腔内，再依次向上折流，最终流向出气管17。本实施例适合对普通煤或者褐煤的表面水干燥，当然也适合化工，金属和非金属矿物等进行干燥。

Claims (10)

1.一种物料表面水无氧干燥系统，包括干燥装置，加热系统，干燥装置包括立式的干燥筒，在干燥筒上、下端分别设有进煤口和出煤口，并且在干燥筒上部固定安装有进气管、下部固定安装有出气管；或者在干燥筒中部固定安装有进气管、上部固定安装有出气管；或者在干燥筒下部固定安装有进气管、上部固定安装有出气管；在所述立式干燥筒两侧壁的外侧分别设有与干燥筒隔离且彼此独立的热气腔，并在两独立的热气腔之间连通有一定数量的排管或排板，使干燥筒内的物料与热气腔及排管或排板内热气完全隔离；所述出气管、进气管分别与不同的热气腔连通；加热系统的加热烟气输出管与物料无氧干燥装置的进气管连通，在干燥筒的烟气进气管口、烟气出气管口分别安装有温度计T₁、T₂，在干燥筒底部出料口处设有排料阀和温度计T₀，在物料无氧干燥装置的干燥筒内部还设有蒸汽管，蒸汽管引出干燥装置外侧，或者在分离可燃气体后排放，而分离后的可燃气体被引入加热系统进行尾气燃烧。

2.根据权利要求1所述的物料表面水无氧干燥系统，其特征是：同时在物料无氧干燥装置的出气管上设有叉管，叉管与进气管之间通过引风机相连通构成烟气循环。

3.根据权利要求1所述的物料表面水无氧干燥系统，其特征是：蒸汽管连通于可燃气体分离器使可燃气与蒸汽分离之后，可燃气体被引入加热系统燃烧。

4.根据权利要求1所述的物料表面水无氧干燥系统，其特征是：同一侧的不同的热气腔设有隔板，使热气腔上、下彼此独立。

5.根据权利要求1所述的物料表面水无氧干燥系统，其特征是：在出煤口上安装有排料阀和温度计。

6.根据权利要求3所述的物料表面水无氧干燥系统，其特征是：所述可燃气体分离器为离心式分离器。

7.根据权利要求1所述的物料表面水无氧干燥系统，其特征是：所述加热系统包括燃烧炉，在燃烧炉与烟气输出管之间还安装有高温烟气沉降室。

8.一种适用于权利要求1所述物料表面水无氧干燥系统的物料表面水无氧干燥工艺，包括物料粉碎、筛分预处理步骤，其特征是：还包括以下步骤：

(1)将待干燥物料粉或块从干燥筒顶部进料口加入干燥筒腔内，在常压下进行干燥，控制烟气输入温度T₁为200～1000℃，烟气输出温度T₂为100～300℃；

(2)控制物料排出速率，保持物料最终加热温度T₀为70～200℃；

(3)物料在干燥机内的停留时间为1～10小时。

9.根据权利要求8所述的物料无氧表面水干燥工艺，其特征是：控制烟气输入温度T₁为250～700℃，烟气输出温度T₂为150～250℃。

10.根据权利要求8所述的物料表面水无氧干燥工艺，其特征是：控制物料排出速率，保持物料最终加热温度T₀为80～150℃之间。

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