CN102042743A - 一种煤炭低温干燥脱水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤炭低温干燥脱水的方法，包括步骤：(1)采用设有入气口和出气口的干燥器对煤进行干燥处理；将煤加入干燥器内，从干燥器入气口鼓入干燥气体对煤进行干燥处理，其中，干燥器入气口气体温度≤300℃，干燥气体体积流量和煤的体积流量比为3-20∶1，干燥气体中水分体积含量≤10％或相对湿度在40％以下；(2)重复步骤(1)的过程对步骤(1)中得到的煤进行重复干燥处理，重复次数为1-8次。本发明的方法可以大幅度脱除煤炭中的水分，显著提高煤炭的热值。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭提质加工方法，特别是涉及一种煤炭低温干燥脱水的方法。
背景技术
低热值煤提质加工，主要是降低煤中的水分和灰分等杂质，提高煤的热值。目前国内外降低煤炭水分的方法有很多种，按煤的运动方式有流化床、移动床和气流床等，按加热方式有内热式和外热式，按热源有蒸汽法和烟气法等。无论采用哪种脱水工艺，减少能耗、降低成本，并且提高煤炭干燥脱水操作的安全性是煤炭干燥脱水技术的关键。
国内外成熟的煤炭干燥脱水技术有高温干燥法和中温干燥法，即干燥装置入口的气体温度一般在300℃以上。这种干燥方法传热速度快，传热效率高，用于高变质程度的烟煤、无烟煤干燥脱水等可以稳定运行。但用于低变质程度的褐煤和烟煤干燥时，则存在煤炭易着火、易发生粉尘爆炸等问题，很难稳定运行，安全性能差。
近年来，中国神华开发了安全性能好的煤炭低温干燥技术(ZL200810103034.8)，其原理是：在低温低湿度的条件下，对煤炭进行干燥处理；具体为：干燥装置入口气体温度低于300℃，干燥装置出口气体温度在60℃以下，干燥气体中水分含量一般不超过10％，或相对湿度在40％以下。但这种方法存在水分脱除率低和热值提高有限等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤炭低温干燥脱水的方法，适合低变质程度、高活性煤种的煤炭干燥脱水，可以大幅度提高煤炭产品的热值，以低热值煤炭为原料生产高热值煤炭。
本发明的方法的具体过程是：
(1)采用设有入气口和出气口的干燥器对煤进行干燥处理；将煤加入干燥器内，从干燥器入气口鼓入干燥气体对煤进行干燥处理，其中，干燥器入气口气体温度≤300℃，干燥气体体积流量和煤的体积流量比为3-20∶1，干燥气体中水分体积含量≤10％，或相对湿度在40％以下；
(2)重复步骤(1)的过程对步骤(1)中得到的煤进行重复干燥处理，重复次数为1-8次。
优选地，本方法中采用串联方式对煤进行重复多次干燥处理。所述串联方式包括使用n台干燥器，其过程为：煤经过第一台干燥器干燥处理后进入第二台干燥器进行干燥处理，直至进入第n台干燥器进行干燥处理，其中2≤n≤8。在此多台干燥器串联操作中，煤是串联流程，干燥气体是并联流程，实现了低温、低湿度、长时间干燥，提高了脱水率。
优选地，本方法中采用循环方式对煤进行重复多次干燥处理，即，经干燥器干燥处理的煤从出料口导出后导回到同一台干燥器进料口进行重复干燥处理。
优选地，本方法采用串联和循环结合的方式对煤进行重复多次干燥处理。
优选地，本方法多次重复处理方式的工艺条件均相同。
优选地，对煤进行重复干燥处理前先对煤进行冷却降温处理，使煤的温度降到50℃以下，防止煤温度过高。
优选地，干燥器出气口气体温度≤60℃；更优选地，出气口气体温度≤50℃。
优选地，干燥气体可以是空气，或空气和各种烟气的混合气。烟气可以是烧煤产生的烟气，也可以是烧各种煤气(如高温干馏煤气、中低温干馏煤气、各种气化炉生产的煤气等)、天然气产生的烟气；烟气和空气的体积比为1∶2-6，优选为1∶3-4。
优选地，干燥气体中水分体积含量为3-7％，更优选地为4-6％。
优选地，干燥器入气口气体温度为40-300℃；更优选地温度为40-225℃；更优选地温度为40-170℃；更优选地温度为40-160℃。
优选地，干燥气体体积流量和煤的体积流量比为4-8∶1，更优选地为5-6∶1。
优选地，干燥气体的运动方向与煤的运动方向为逆流、错流或并流，使热空气与煤充分接触。
优选地，本方法中的煤是燃点在400℃以下的低变质程度、高活性煤种，低变质程度煤主要包括褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤和气煤等；所述煤的粒度是0-100mm。
优选地，本方法中，干燥气体可以通过单独燃煤、燃油或燃气产生，也可以利用电厂、工业锅炉或炉窑的烟气或废气的余热产生，以减少能耗，降低脱水成本。
优选地，本方法中的干燥器是内热式回转式干燥器、流化床式干燥器和洒落式干燥器等。
采用本发明的方法对煤进行干燥，除具有低温干燥安全性能好、不改变煤炭性质的特点以外，还可以大幅度脱除煤炭中的水分，显著提高煤炭的热值，煤炭脱水率由普通低温干燥脱水率的5％左右，提高到大于10％以上，热值由普通低温干燥提高300-600kcal/kg，热值提高幅度大于1000kcal/kg。并且本方法采用的串联、循环、串联和循环结合的方式对煤炭进行重复干燥适合大批量、小批量、中批量煤炭的干燥，可以满足不同的要求。
具体实施方式
结合具体实施例说明本发明的方法，但本发明不限于下述实施例的内容。
实施例1、长焰煤循环低温干燥脱水
以长焰煤为原料，其中煤粒度为0-50mm，煤中水分的重量含量为28％，灰分的重量含量为25％，热值为4200kcal/kg；热空气中水分的体积含量为7％；热空气体积流量和煤体积流量比为6∶1。利用承德悬挂输送集团生产的内热式干燥回转炉作为干燥器，处理煤量20t/h，干燥回转炉的入气口气体温度为170℃，出气口气体温度为60℃；干燥的煤经冷却处理后的温度低于45℃；热空气的运动方向与煤的运动方向为逆流。经一次干燥脱水处理后，煤中水分重量含量降为18％，热值为4800kcal/kg，水分脱除率约为35％左右。从干燥回转炉出料口导出的煤再从干燥回转炉入料口加入干燥回转炉中进行第二次干燥脱水处理，干燥工艺条件与第一次相同。经第二次干燥处理后，煤中水分重量含量降到14％，热值为5250kcal/kg。
实施例2、褐煤串联低温干燥脱水
以褐煤为原料，其中煤粒度为0-30mm，煤中水分的重量含量为35％，灰分的重量含量为26％，热值为2800kcal/kg；热空气中水分的体积含量为6％；热空气体积流量和煤体积流量比为4∶1。利用唐山神州机械公司生产的洒落式干燥器进行三台串联操作。干燥器的入气口气体温度为160℃，出气口气体温度为50℃；在单台干燥器内，热空气的运动方向与煤的运动方向为逆流。经第一台干燥器干燥处理后，煤中水分的重量含量降为21％，热值为3500kcal/kg。干燥煤经冷却处理后，进入第二台干燥器，第二台干燥器的工艺条件与第一台干燥器相同。经第二台干燥器处理后，煤中水分的重量含量降为16％，热值为3900kcal/kg。从第二台干燥器出来的煤经冷却处理后，进入第三台干燥器，干燥工艺条件与前两台相同。经第三台干燥器处理后，煤中水分重量含量降到13％，热值为4200kcal/kg。
实施例3、不粘煤循环低温干燥脱水
以不粘煤为原料，其中煤粒度为0-20mm，煤中水分的重量含量为25％，灰分的重量含量为19％，热值为4500kcal/kg；热空气中水分体积含量为4％，热空气体积流量和煤体积流量比为8∶1。利用唐山神州机械公司生产的洒落式干燥器进行三循环干燥处理。干燥器的入气口气体温度为225℃，出气口气体温度为60℃；热空气的运动方向与煤的运动方向为逆流。经第一循环干燥处理后，煤中水分重量含量降为19％，热值为4900kcal/kg。随后煤再次进入干燥器进行第二循环干燥处理，经第二循环干燥处理后，煤中水分重量含量降为15％，热值为5200kcal/kg。经第二循环处理的煤再进入干燥器进行第三循环干燥处理，经第三循环干燥处理后，煤中水分重量含量降到11％，热值为5550kcal/kg。各循环干燥工艺条件相同。
实施例4、褐煤串联循环低温干燥脱水
以褐煤为原料，其中煤粒度为10-30mm，煤中水分重量含量为33％，灰分重量含量为23％，热值为2900kcal/kg；热空气中水分的体积含量为3％；热空气体积流量和煤体积流量比为5∶1。利用唐山神州机械公司生产的洒落式干燥器两台串联操作进行两循环干燥处理。第一台干燥器的入气口气体温度为160℃，出气口气体温度为45℃；热空气的运动方向与煤的运动方向为逆流。原料煤经第一台干燥器干燥处理后，煤中水分重量含量降为21％，热值为3600kcal/kg。干燥后的煤随后进入第二台干燥器，干燥工艺条件与第一台干燥器相同。经第二台干燥器处理后，煤中水分重量含量降为16％，热值为3900kcal/kg。从第二台干燥器出来的煤再次进入第一台干燥器进行第二循环处理，干燥工艺条件与第一循环相同。经第一台干燥器第二循环处理后，煤中水分重量含量降到12％，热值为4300kcal/kg。随后干燥的煤进入第二台干燥器，干燥工艺条件与第一台干燥器相同；经干燥处理后，煤中水分重量含量降为8％，热值为4500kcal/kg。
Claims (10)
1.一种煤炭低温干燥脱水的方法，包括步骤：
(1)采用设有入气口和出气口的干燥器对煤进行干燥处理；将煤加入干燥器内，从干燥器入气口鼓入干燥气体对煤进行干燥处理，其中，干燥器入气口气体温度≤300℃，干燥气体体积流量和煤的体积流量比为3-20∶1，干燥气体中水分体积含量≤10％或相对湿度在40％以下；
(2)重复步骤(1)的过程对步骤(1)中得到的煤进行重复干燥处理，重复次数为1-8次。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中对煤进行重复干燥处理采用串联方式、循环方式或串联和循环结合的方式。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述串联方式包括使用n台干燥器，其过程为：煤经过第一台干燥器干燥处理后进入第二台干燥器进行干燥处理，直至进入第n台干燥器进行干燥处理，其中2≤n≤8。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述循环方式是经干燥器干燥处理的煤从出料口导出后导回到同一台干燥器进料口进行重复干燥处理。
5.根据权利要求1～4任何一项所述的方法，其特征在于，对煤进行重复干燥处理前先对煤进行冷却降温处理，将煤的温度降到50℃以下。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述出气口气体温度≤60℃；优选地出气口气体温度≤50℃。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述干燥气体是空气或空气和烟气的混合气，其中烟气和空气的体积比为1∶2-6，优选地所述体积比为1∶3-4。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，干燥气体中水分体积含量为3-7％，优选为4-6％。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，干燥器入气口气体温度为40-300℃，优选温度为40-225℃，更优选温度为40-170℃，更优选温度为40-160℃。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，干燥气体体积流量和煤的体积流量比为4-8∶1，优选为5-6∶1。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110504 |