CN101717681A - 一种固体燃料提质反应装置及其工艺 - Google Patents

Abstract

一种固体燃料提质反应装置及其工艺，该装置由固体燃料破碎系统、流化床式固体燃料提质装置、送风机、热烟炉、除尘器等组成；其工艺是：采用流化床技术，利用带有一定温度的气体干燥介质，使进入流化床式固体燃料提质装置内的褐煤处于充分流化状态并进行干燥，同时完成褐煤由给料口向排料口的输送。本发明具有工艺简单、操作方便、能耗低、灵活控制干燥后固体燃料的水分含量、粒度适应性广、能在不需要大型机械设备的条件下实现大型化生产的特点。

Description

一种固体燃料提质反应装置及其工艺

技术领域

本发明涉及一种高水分固体物料干燥系统及其工艺，特别涉及一种固体燃料提质反应装置及其工艺。

背景技术

我国是世界上褐煤资源较丰富的国家，据统计，全国已有探明褐煤保有储量1300亿吨，占全国煤炭总储量的13％左右。在我国目前已探明的褐煤保有储量中，主要分布在内蒙古东北部地区，占全国褐煤保有储量的75％；西南地区占20％左右；其他地区占5％左右。

褐煤是一种易风化自燃、发热量低、含水量高的年轻煤种。在我国，褐煤主要用于直接燃烧发电。由于褐煤中水分含量较高，一般在30～60％之间，如果直接参与燃烧，一方面在着火过程中需要大量的能量，加之褐煤挥发分高，在褐煤的运输以及制粉过程中容易发生爆炸，因此在燃烧控制上有一定的难度；同时，由于水分蒸发的过程会带走大量的热量，使得锅炉排烟热损失很大，电厂热效率较低。由于较高的水分含量，增加了褐煤的运输成本，限制了褐煤由矿区向较远地区电厂的运输。因此，如何高效便捷地脱除褐煤中的水分，从而提高褐煤的品质，是扩大褐煤应用范围，提高褐煤经济价值需要重点解决的技术问题。

褐煤脱水后，其品质得到了提高，将更有利于利用、运输和储存。我国现役大量设计燃用烟煤的机组，由于煤源情况变化，燃料供应紧张，成本据高不下。若能利用褐煤干燥制成的燃料在不对原锅炉机组进行大的技术改造的情况下，直接掺烧燃用，可以有效利用褐煤资源，大幅提高褐煤的利用价值，具有十分重要的现实意义和良好的经济性。

现有的褐煤干燥提质装置包括管式蒸汽干燥机等，其工艺是：高温蒸汽在管内，褐煤在管外进行间接换热而达到褐煤干燥的目的。但由于采用的是间接换热，存在换热效率低的缺点，需要较大的换热面积，同时为了达到理想的干燥效果，需要控制褐煤粒度小于3mm，为了方便提质褐煤的运输，需要对提质褐煤进行成型处理，能耗较大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种工艺简单、操作方便、能耗低、耗水少、能满足大型化生产要求的一种固体燃料提质反应装置及其工艺。

为了实现上述目的，本发明采用的技术解决方案为：

一种固体燃料提质反应装置，包括一破碎筛分系统15，破碎筛分系统15的褐煤出口端与给料仓16的进料口端相连，给料仓16的出料口端与给料机17的进料口端相连接，给料机17的出料口端与流化床式固体燃料提质装置18的入料口端相连接，送风机13的出风口端与热烟炉14的进风口端相连接，热烟炉14的干燥介质出口端与流化床式固体燃料提质装置18的进风口端相连接，流化床式固体燃料提质装置18的排料口与成品仓21的进口端相连接，流化床式固体燃料提质装置18的出风口与除尘器19的入口端相连接，除尘器19的出口端与引风机20的入口端相连接，除尘器19的细粉物料出口端与成品仓21的进口端相连接。

所说的流化床式固体燃料提质装置18包括一干燥室9，风室8布置在干燥室9下部，风室8与干燥室9之间布置带有风帽的布风板6，干燥室9内可以设置一个以上的隔墙5，隔墙5将干燥室9分为两个以上的子干燥室，风室8内可以设置一个以上的风室隔板11，风室隔板11将风室8分为两个以上的子风室，干燥室9上连接有给料管2、排料管12、出风口10，给料管2下部布置有布料器3，干燥介质管道7与风室8连接，干燥室内部的布风板6自给料管至排料管带有倾斜角度或水平布置，干燥室9内部下端可以为底部截面积小、上部截面积大的上下变截面结构或者等截面结构。

一种固体燃料提质反应工艺，将固体燃料经过破碎筛分系统15破碎到小于50mm粒度的颗粒后，输送进入给料仓16，固体燃料从给料仓16的出料口由给料机17控制给入流化床式固体燃料提质装置18；送风机13把冷空气送入热烟炉14，由热烟炉14产生的满足温度要求的高温干燥介质(烟气或空气)送入流化床式固体燃料提质装置18的风室8，高温干燥介质通过布风板6后送入干燥室9，固体燃料被干燥介质流化并得到干燥；干燥后的固体燃料从排料口12排出送入成品仓21，干燥介质携带水分由出风口10排出后送入除尘器19，经除尘器19净化后由引风机20直接排空，除尘器19捕集的细粉由排料口排至成品仓21。

干燥介质来自于热烟炉14。当干燥介质采用高温空气时，冷空气由布置在热烟炉14中的受热面加热到140～250℃范围；当干燥介质采用高温烟气时，高温烟气来自于热烟炉14，通过兑入部分低温空气，调整进入流化床式固体燃料提质装置18的热烟气温度在120～250℃范围内。

流化床式固体燃料提质装置18的干燥室9内的流化速度控制在1.0～6.0m/s之间，温度控制在20～90℃之间，处于较低运行温度下。

经过流化床式固体燃料干燥提质系统及其工艺干燥的褐煤，其成品的最终水分可以灵活控制在10～30％。

附图说明

图1为本发明的装置结构示意图。

图2为本发明的流化床式固体燃料提质装置18的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的结构原理和工艺原理做进一步的详细说明。

参见图1，本发明的固体燃料提质反应装置，包括一破碎筛分系统15，破碎筛分系统15的褐煤出口端与给料仓16的进料口端相连，给料仓16的出料口端与给料机17的进料口端相连接，给料机17的出料口端与流化床式固体燃料提质装置18的入料口端相连接，送风机13的出风口端与热烟炉14的进风口端相连接，热烟炉14产生的满足温度要求的干燥介质(高温烟气或者高温空气)出口端与流化床式褐煤褐煤干燥提质装置18的进风口端相连接，流化床式固体燃料提质装置18的排料口与成品仓21的进口端相连接，流化床式固体燃料提质装置18的出风口与除尘器19的入口端相连接，除尘器19的出口端与引风机20的入口端相连接，除尘器19的细颗粒物料出口端与成品仓21的进口端相连接。

参见图1，本发明的固体燃料提质反应工艺是：固体燃料经过破碎筛分系统15破碎到小于50mm粒度的颗粒后，输送进入给料仓16，褐煤从给料仓16的出料口由给料机17控制给入流化床式固体燃料提质装置18；送风机13把冷空气送入热烟炉14，由热烟炉14产生的高温干燥介质(烟气或空气)送入流化床式固体燃料提质装置18的风室8，高温介质通过布风板6后送入干燥室9，固体燃料被高温干燥介质流化并得到干燥；干燥后的固体燃料从排料口12排出送入成品仓21，干燥介质携带水分由排风口10排出后送入除尘器19，经除尘器19净化后由引风机20直接排空，除尘器19捕集的细粉由排料口排至成品仓21。

流化床式固体燃料干燥提质装置18的干燥室9内的流化速度控制在1.0～6.0m/s之间，温度控制在25～90℃之间。

经过流化床式固体燃料干燥提质系统及其工艺进行干燥的褐煤，其成品的最终水分可以灵活控制在10～30％。

图1中，13为送风机；14为热烟炉；15为破碎筛分系统；16为给料仓；17为给料机；18为流化床式固体燃料提质装置；19为除尘器；20为引风机；21为成品仓。

图2中：1为壳体；2为给料管；3为布料器；4为保温材料；5为隔墙；6为布风板；7为干燥介质管道；8为风室；9为干燥室；10为出风口；11为风室隔板；12为排料管。

除了褐煤外，对于煤泥等高水分含量燃料，同样具有进行干燥提质的大量需求。本发明除了应用于褐煤干燥外，也可以应用于煤泥等其它高水分含量燃料脱水提高品质。

Claims (8)

1.一种固体燃料提质反应装置，包括一破碎筛分系统(15)，其特征是，破碎筛分系统(15)的物料出口端与给料仓(16)的进料口端相连，给料仓(16)的出料口端与给料机(17)的进料口端相连接，给料机(17)的出料口端与流化床式固体燃料提质装置(18)的入料口端相连接，送风机(13)的出风口端与热烟炉(14)的进风口端相连接，热烟炉(14)的干燥介质的出口端与流化床式固体燃料提质装置(18)的进口端相连接，流化床式固体燃料提质装置(18)的排料口与成品仓(21)的进口端相连接，流化床式固体燃料提质装置(18)的出风口与除尘器(19)的入口端相连接，除尘器(19)的出口端与引风机的入口端相连接，除尘器(19)的物料出口端与成品仓(21)的进口端相连接。

2.如权利要求1所述的一种固体燃料提质反应装置，其特征是，所说的流化床式固体燃料提质装置(18)包括一干燥室(9)，风室(8)布置在干燥室(9)下部，风室(8)与干燥室(9)之间布置带有风帽的布风板(6)，干燥室(9)内可以设置一个以上的隔墙(5)，隔墙(5)将干燥室(9)分为两个以上的子干燥室，风室(8)内可以设置一个以上的风室隔板(11)，风室隔板(11)将风室(8)分为两个以上的子风室，给料管(2)下部布置有布料器(3)，干燥室(9)上连接有给料管(2)、排料管(12)、出风口(10)，干燥介质管道(7)与风室(8)连接。

3.如权利要求2所述的一种固体燃料提质反应装置，其特征是，所说的干燥室内部的布风板(6)自给料管至排料管带有倾斜角度或是水平的。

4.如权利要求2所述的一种固体燃料提质反应装置，其特征是，所说的干燥室(9)内部下端可以为底部截面积小、上部截面积大的上下变截面结构或等截面结构。

5.一种固体燃料提质反应工艺，其特征是，将固体燃料经过破碎筛分系统(15)破碎到小于50mm粒度的颗粒后，输送进入给料仓(16)，固体燃料从给料仓(16)的出料口由给料机(17)控制进入流化床式固体燃料提质装置(18)；送风机(13)把冷空气送入热烟炉(14)，由热烟炉(14)产生的满足温度要求的高温干燥介质(烟气、空气或其他介质)送入流化床式固体燃料提质装置(18)的风室(8)，高温干燥介质通过布风板(6)后送入干燥室(9)，固体燃料被高温干燥介质流化并得到干燥；干燥后的固体燃料从排料口(12)排出送入成品仓(21)，干燥介质携带水分由出风口(10)排出后送入除尘器(19)，经除尘器(19)净化后由引风机(20)直接排空，除尘器(19)捕集的细粉由排料口排至成品仓(21)。

6.如权利要求5所述的一种固体燃料提质反应工艺，其特征是，流化床式固体燃料干燥提质装置(18)的干燥室(9)内的流化速度控制在1.0～6.0m/s之间。

7.如权利要求5所述的一种固体燃料提质反应工艺，其特征是，流化床式固体燃料干燥提质装置(18)的干燥室(9)内的运行温度控制在25～90℃之间。

8.如权利要求5所述的一种固体燃料提质反应工艺，其特征是，当干燥介质采用高温空气时，冷空气由布置在热烟炉(14)中的受热面加热到140～250℃范围；当干燥介质采用高温烟气时，高温烟气来自于热烟炉(14)，通过兑入部分低温空气，调整进入流化床式固体燃料干燥提质装置(18)的热烟气温度在120～250℃范围内。

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