CN101776370A - 一种褐煤干燥提质的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种褐煤干燥提质的方法和装置，装置包括干燥/筛分器、预热干燥/筛分器、热风炉、干燥滚筒、振动流化床、旋风分离器、除雾器和除尘器。热风炉分别连接到干燥滚筒和振动流化床，预干燥/筛分器的出口分别与干燥滚筒和振动流化床连接。预热干燥/筛分器将褐煤分为大、小粒径两级，以热风炉产生的高温烟气为加热介质，用空分系统分离出氧气后剩余的低氧气体调节烟气温度，用干燥滚筒和振动流化床生产大、小粒径的提质褐煤，满足不同的生产需求，一部分排出尾气经除雾后循环用于预热褐煤原料。本发明通过分级设备，将褐煤按粒径大小分别进行干燥和提质，消除了粒径不同导致干燥不均匀的问题，实现了煤炭资源的高效提质和综合利用，用于大规模的褐煤干燥提质过程。

Description

一种褐煤干燥提质的方法和装置

技术领域

本发明属于能源化工技术领域，具体涉及一种褐煤干燥提质的方法和装置。

背景技术

褐煤是重要的能源和化工原料，但由于褐煤水分高、热值低、易自燃等因素，使褐煤的使用和销售受到限制。褐煤水分高不仅不利于使用，在解冻、干燥、破碎时需要消耗能量，而且浪费运力，降低褐煤的热值，不宜长距离的输送。如何合理开发和使用褐煤资源是一个值得深入研究的重要课题，关注较多的是褐煤的提质转化利用。研究表明，褐煤经干燥提质后，其成分和性质趋近于烟煤，有利于运输、贮存和使用。

褐煤干燥脱水的技术很多，大致分为机械脱水、蒸发脱水和非蒸发脱水三种。机械脱水技术已在选煤厂广泛应用，脱水机械如浓缩机、振动滤网、圆盘过滤机等，但其处理能力和脱水效率尚难适应褐煤脱水的要求。蒸发脱水以流化床干燥技术为代表，将成熟的流化技术用于褐煤脱水，虽可提高热效率和处理能力，但该技术要求煤粒度小且均匀，否则难以使褐煤在热气流中流化，能耗也将会增加。非蒸发脱水法以高温高压、蒸汽干燥技术为代表，该技术投资大，设备要求高，企业难以承受，实现工业化较为困难。开采出的褐煤粒径大小不同，由于小粒径褐煤容易干燥，大粒径褐煤的核心部位不容易干燥，在干燥提质过程中，干燥的效果不同，造成提质褐煤质量不均匀，影响使用和销售。

申请号为：200810104399.2的中国发明专利申请公开了“一种褐煤干燥提质装置和工艺方法”，该专利申请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。该技术可提高褐煤的综合利用率，但未解决不同粒径的褐煤干燥过程中干燥效果不均匀的问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，提高褐煤提质转化的效果，本发明提供一种褐煤干燥提质的方法，将褐煤按大、小粒径分开，分别进行干燥，并联操作，生产不同粒度的提质褐煤。本发明的另一目的是提供实现上述褐煤干燥提质的装置。

本发明提供的褐煤干燥提质的方法，以褐煤为原料，按以下步骤进行：

(1)将褐煤送入预干燥/筛分器中进行预干燥和筛分，经筛分分成大、小粒径的褐煤，所述预干燥的温度为100～350℃，所述筛分的分级为3～30mm。

(2)大粒径褐煤进入干燥滚筒，用高温气体进行干燥提质，干燥温度为150～650℃，得到干燥提质的大粒径褐煤出装置，尾气经过除尘器除尘后排出。

(3)小粒径褐煤进入振动流化床，用高温气体进行干燥提质，干燥温度为150～650℃，得到干燥提质的小粒径褐煤出装置，尾气经过旋风分离器、除尘器除尘后排出。

干燥滚筒和振动流化床的干燥温度根据工艺需要调整，控制提质褐煤产品的含水量降至10％以下。高温气体为热风炉燃烧产生的高温烟气，用空分系统分离出氧气后剩余的低氧气体调节烟气温度。热风炉以粉煤和水制成的粉煤浆为燃料。除尘器排出的一部分尾气经过除雾后循环回预干燥/筛分器预热褐煤。

为实现上述褐煤干燥提质的方法，本发明提供的褐煤干燥提质的装置，包括热风炉、干燥滚筒、振动流化床、旋风分离器和除尘器，热风炉分别连接到干燥滚筒和振动流化床。装置还包括预干燥/筛分器，预热干燥/筛分器中装有筛分设备。预干燥/筛分器的入口与褐煤原料仓连接，出口分别与干燥滚筒和振动流化床连接。干燥滚筒和振动流化床的产品出口分别连接到产品仓，干燥滚筒气体出口连接到除尘器。振动流化床气体出口通过旋风分离器连接到除尘器。除尘器通过引风机连接到排放系统。

筛分设备为振动筛、滚筒筛或筛板，不排除其它的筛分设备。优选筛分设备为振动筛，振动筛的筛孔为3mm、5mm、8mm、10mm、15mm、20mm或30mm。根据需要选择合适筛孔的振动筛，满足生产需求，选用其它尺寸筛孔的振动筛也是本发明的保护范围。所述引风机出口经过除雾器连接到预干燥/筛分器。热风炉的出口与空分系统低氧空气管路连接。

本发明在滚筒干燥和流化床技术的基础上，结合我国煤炭行业的实际情况，采用筛分技术将粒径不同的褐煤分级，分级后的褐煤利用热风炉产生的高温烟气，通过并联工艺进行干燥提质。小粒径褐煤采用振动流化床技术干燥，大粒径的褐煤采用干燥滚筒脱水干燥。不同粒径的褐煤满足不同的生产需求。干燥过程中褐煤颗粒内部的蜡质和沥青质物质熔融后渗出，冷却后包覆在褐煤颗粒表面，提高了褐煤的品质，扩大了褐煤的用途。解决了流化床对大粒径褐煤干燥的难题，降低了能耗，缩短了脱水时间，适于实施和大规模工业化生产。

与现有技术相比，本发明的优点是：①通过分级装置，将褐煤按粒径大小分级，采用不同的设备进行干燥提质，避免了因粒径不同所致干燥效果不均匀的问题，提高了产品质量，降低了能耗。②与空分系统联合，用分离出氧气后剩余的低氧气体调节烟气温度，既充分利用气源，又降低高温干燥气的氧浓度，避免褐煤在高温干燥过程中自燃。③一部分排出尾气经除雾后循环，用于预热褐煤，可以降低能耗，减少生产成本。本发明成本低，效率高，能耗低，污染少，用于大规模褐煤干燥提质过程，实现煤炭资源的高效提质和综合利用。

附图说明

图1为本发明褐煤干燥提质装置的流程图。

其中：1-预干燥/筛分器、2-热风炉、3-鼓风机、4-空分系统、5-氧气钢瓶、6-除雾器、7-引风机、8-除尘器、9-旋风分离器、10-干燥滚筒、11-振动流化床。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例1

本发明所述褐煤干燥提质的装置如图1所示，主要由预干燥/筛分器1、热风炉2、干燥滚筒10、振动流化床11、旋风分离器9、除尘器8、除雾器6组成。热风炉分别连接到干燥滚筒和振动流化床，为干燥滚筒和振动流化床提供干燥热风。预干燥/筛分器的入口与褐煤原料仓连接，出口分别与干燥滚筒和振动流化床连接。干燥滚筒10的产品出口连接到装置外的大粒径褐煤产品仓，气体出口连接到除尘器8。振动流化床11产品出口连接到小粒径褐煤产品仓，气体出口通过旋风分离器9连接到除尘器。除尘器出口通过引风机7连接到排放系统，引风机出口的一路经除雾器6连接到预干燥/筛分器1，用除雾后的尾气对进入预干燥/筛分器的褐煤原料进行预热。预热干燥/筛分器中装有振动筛，振动筛的筛孔为5mm。热风炉用鼓风机3鼓风，热风炉2的出口与空分系统4低氧空气管路连接。

褐煤干燥提质的过程为，褐煤原料从原料仓送入预干燥/筛分器1，经过振动筛将原料分为大粒径褐煤和小粒径褐煤，同时用除尘器8后经除雾器6除雾的尾气预热褐煤原料，预热温度为100～150℃。大于5mm的大粒径褐煤通过输送箱皮带输送到干燥滚筒10进行干燥，干燥滚筒的入口烟气温度为280℃，出口温度为210℃，干燥后褐煤含水率降至10％以下。干燥后的大粒径提质褐煤通过输送带送往装置外大粒径料仓，离开干燥滚筒的尾气进入除尘器8。小于5mm的小粒径褐煤通过输送箱皮带输送到振动流化床11进行干燥，振动流化床入口烟气温度为280℃，出口温度为180℃，干燥后褐煤含水率降至5％以下。干燥后小粒径提质褐煤通过输送带送往装置外小粒径褐煤料仓，离开振动流化床的尾气经旋风分离器9进入除尘器8，旋风分离器分出的颗粒进入出料输送带。热风炉2以粉煤和水制成的粉煤浆为燃料，燃烧后产生的高温烟气为干燥提质的加热介质，空分系统分离生产的氧气装入氧气钢瓶4，分离剩下的低氧空气用于调节进入干燥滚筒和振动流化床高温气体的温度，降低高温烟气的氧浓度，避免褐煤在干燥过程中自燃。预干燥/筛分器预干燥过程、干燥滚筒和振动流化床的干燥过程为常压操作。

实施例2：

本实施例褐煤干燥提质装置流程与实施例1相同，预干燥/筛分器振动筛的筛孔为10mm，预热温度为150～200℃。大于10mm的大粒径褐煤在干燥滚筒10进行干燥，干燥滚筒入口烟气温度为350℃，出口温度为280℃，干燥后褐煤含水率降至10％以下。小于10mm的小粒径褐煤在振动流化床11进行干燥，振动流化床入口烟气温度为350℃，出口温度为260℃，干燥后褐煤含水率降至8％以下。其它与实施例1相同。

实施例3：

预干燥/筛分器振动筛的筛孔为15mm，预热温度为200～250℃.大于15mm的大粒径褐煤在干燥滚筒10进行干燥，预干燥/筛分器入口烟气温度为400℃，出口温度为330℃，干燥后褐煤含水率降至10％以下；小于15mm的小粒径褐煤在振动流化床11进行干燥，振动流化床入口烟气温度为400℃，出口温度为310℃，干燥后褐煤含水率降至10％以下。其它与实施例1相同。

Claims (10)

1.一种褐煤干燥提质的方法，以褐煤为原料，按以下步骤进行：

(1)将褐煤送入预干燥/筛分器(1)中进行预干燥和筛分，经筛分分成大、小粒径的褐煤，所述预干燥的温度为100～350℃，所述筛分的分级为3～30mm；

(2)大粒径褐煤进入干燥滚筒(10)，用高温气体进行干燥提质，干燥温度为150～650℃，得到干燥提质的大粒径褐煤出装置，尾气经过除尘器(8)除尘后排出；

(3)小粒径褐煤进入振动流化床(11)，用高温气体进行干燥提质，干燥温度为150～650℃，得到干燥提质的小粒径褐煤出装置，尾气经过旋风分离器(9)、除尘器(8)除尘后排出。

2.根据权利要求1所述褐煤干燥提质的方法，其特征是：所述干燥温度根据工艺需要调整，控制提质褐煤产品含水量降至10％以下。

3.根据权利要求1所述褐煤干燥提质的方法，其特征是：所述高温气体为热风炉(2)燃烧产生的高温烟气，用空分系统(4)分离出氧气后剩余的低氧气体调节烟气温度。

4.根据权利要求3所述褐煤干燥提质的方法，其特征是：所述热风炉以粉煤和水制成的粉煤浆为燃料。

5.根据权利要求1所述褐煤干燥提质的方法，其特征是：所述除尘器(8)排出的一部分尾气经过除雾后循环回预干燥/筛分器(1)预热褐煤。

6.一种实现权利要求1所述褐煤干燥提质方法的装置，包括热风炉(2)、干燥滚筒(10)、振动流化床(11)、旋风分离器(9)、除尘器(8)，热风炉分别连接到干燥滚筒和振动流化床，其特征是：所述装置还包括预干燥/筛分器(1)，预干燥/筛分器中装有筛分设备，所述预干燥/筛分器的入口与褐煤原料仓连接，出口分别与干燥滚筒和振动流化床连接；所述干燥滚筒和振动流化床的产品出口分别连接到产品仓，所述干燥滚筒气体出口连接到除尘器，所述振动流化床气体出口通过旋风分离器连接到除尘器，除尘器通过引风机(7)连接到排放系统。

7.根据权利要求6所述褐煤干燥提质的装置，其特征是：所述筛分设备为振动筛、滚筒筛或筛板。

8.根据权利要求7所述褐煤干燥提质的装置，其特征是：所述振动筛的筛孔为3mm、5mm、8mm、10mm、15mm、20mm或30mm。

9.根据权利要求6所述褐煤干燥提质的装置，其特征是：所述引风机(7)出口经过除雾器(6)连接到预干燥/筛分器(1)。

10.根据权利要求6所述褐煤干燥提质的装置，其特征是：所述热风炉(2)的出口与空分系统(4)的低氧空气管路连接。

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