CN102199464B - 一种文丘里引射低氧含量尾气循环的热传导型煤干燥及水回收工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种文丘里引射低氧含量尾气循环的热传导型煤干燥及水回收工艺，其工艺流程是：(1)煤干燥系统；(2)尾气除尘和冷凝脱水系统；(3)循环气的预热与加热系统；(4)循环尾气的氧含量控制系统。本发明通过各系统的协同配合，发挥各自的功能，解决了传统惰性气体循环干燥过程中进入干法除尘器(旋风分离器、袋式除尘器、电除尘器)的含尘尾气露点高、易结露堵塞除尘器，导致系统将无法长周期运行的问题，确保了系统的连续长周期运行。具有节能、环保、安全的特点。

Description

一种文丘里引射低氧含量尾气循环的热传导型煤干燥及水回收工艺

技术领域

本发明涉及煤的处理，具体地说是一种煤的热传导型干燥、低氧含量尾气循环及蒸发水分的回收技术，具有节能、环保、安全的特点。

背景技术

现在用于煤干燥的设备主要有：

(1)、转筒干燥器，该干燥器调节简便，水分波动小，操作可靠，动力消耗小，但生产能力低、容积蒸发强度小，设备笨重，占地面积大。

(2)、气流干燥器，该干燥器单位体积生产能力大，结构简单，占地面积小，但操作和粒度控制较严，动力消耗大，设备易磨损，存在粉尘爆炸的危险。

(3)、流化床干燥器，该设备单位体积生产能力大，结构简单，便于制造，维修方便，易于设备放大，但操作和粒度控制较严，对易结壁和结块的物料，易产生设备结壁和堵床现象，存在粉尘爆炸的危险。

(4)、蒸汽管回转干燥机，该干燥机运转稳定，操作维护简单，能量利用率高，处理能力大，但其结构复杂，加工设计难度大，一次性投资大。

另外，现有的煤干燥技术多采用开环系统，空气经预热后加入干燥机，携带蒸发水分经除尘后放空。

传统的尾气处理方法有干法除尘和湿法除尘两种。

传统的干法除尘(旋风分离器、袋式除尘器、电除尘器)是将干燥尾气送入除尘器内进行煤粉尘和气体的分离。由于热传导干燥的载气用量少，载气进入干燥机遇水迅速降温等原因使得干燥排放尾气的温度达到或接近露点，此时的干燥尾气如不经特殊处理直接进入干法除尘器则会造成其结露、堵塞，随即导致干燥系统无法连续稳定运行。

而传统的湿法除尘是将干燥尾气送入湿式除尘器(冲激式除尘器、板式洗涤塔、填料洗涤塔、喷淋洗涤塔)内进行煤粉尘和气体分离，湿法除尘虽不会发生尾气的结露、堵塞，但存在诸多问题，如洗涤液中煤水分离困难、分离煤泥需二次处理、整个系统流程复杂、运行成本高、投资大等。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种文丘里引射低氧含量尾气循环的热传导型煤干燥及水回收工艺。本发明将传统常规设备进行优化组合，形成文丘里引射低氧含量尾气循环的热传导型煤干燥及水回收技术，解决了传统的尾气处理方法中干法除尘会造成其结露、堵塞，导致干燥系统无法连续稳定运行；湿法除尘会造成洗涤液中煤水分离困难、分离煤泥需二次处理的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种文丘里引射低氧含量尾气循环的热传导型煤干燥及水回收工艺，其工艺流程是：

(1)煤干燥系统

湿煤通过旋转进料阀进入热传导型干燥机内，一边从干燥机入口向出口方向运动，一边被通有加热介质(蒸汽、导热油)的热传导型干燥机充分混合并间接加热，当到达干燥机出口时，湿煤被干燥成为合格的产品后从干燥机下料口排出；干燥过程中煤中的水分被蒸发成水蒸气，由循环载气带出干燥机，成为干燥排放尾气，进入尾气处理单元；

(2)尾气除尘和冷凝脱水系统

干燥排放尾气中含有大量煤粉尘和水蒸汽，通过第一文丘里引射使除尘器排放的部分洁净尾气和冷凝塔冷凝脱湿、干燥循环风机增压、汽-气换热器加热后的部分尾气混合，形成循环尾气，降低循环尾气露点；

然后将循环尾气通过循环风机增压、循环气加热器加热后，再与由第二文丘里引射干燥机排放的含尘尾气混合，并顺利进入除尘器进行煤粉与尾气的分离，降低含尘尾气露点，提高含尘尾气的温度；

由冷凝塔、冷凝水泵、换热器组成的冷凝系统将尾气中携带的大量干燥蒸发水分冷凝脱除，脱除水分的尾气在干燥循环风机的作用下循环使用，大量干燥蒸发水分在冷凝塔内冷凝后排出，作为干燥回收水并回收利用。

除尘器将干燥机出口尾气携带的煤粉尘除去，排放的部分洁净尾气与经冷凝塔冷凝脱湿的尾气通过汽-气换热器进行干燥排放尾气热量的循环利用，以降低进冷凝塔的尾气温度，并提高循环尾气温度。

(3)循环气的预热与加热系统

冷凝塔冷凝脱湿后的尾气将作为干燥循环气循环使用，干燥循环尾气由干燥循环风机增加后进入汽-气换热器与进入冷凝塔前的洁净尾气进行换热，干燥循环尾气将被预热，进入冷凝塔前的洁净尾气被降温，经过汽-气换热器预热的循环尾气进入干燥循环气加热器被加热到设定温度后作为载气进入干燥机携带物料水分，使水分排出干燥机。

(4)循环尾气的氧含量控制系统

通过从干燥循环气加热器尾气入口向干燥系统补充少量惰性气体，干燥循环风机出口排放部分含氧尾气的方式可控制干燥循环系统的氧含量低于12％。

上述向传导型干燥机内补充的少量惰性气体是氮气，或为二氧化碳。

上述干燥湿煤所用的加热介质为过热蒸汽，或为饱和蒸汽，或为导热油。

上述传导型干燥机内干燥载气与湿煤之间为并流方式运行，或为逆流方式运行。

本发明的优点：

(1)连续长周期稳定运行

第一文丘里引射使除尘器排放的部分洁净尾气和冷凝塔冷凝脱湿、干燥循环风机增压、汽-气换热器加热后的部分尾气混合，形成循环尾气，达到了降低循环尾气露点的目的。循环尾气通过循环风机增压、循环气加热器加热后与第二文丘里引射干燥机排放的尾气混合并顺利进入除尘器，达到了降低含尘尾气露点，提高含尘尾气温度的作用，解决了传统惰性气体循环干燥过程中进入干法除尘器(旋风分离器、袋式除尘器、电除尘器)的含尘尾气露点高、易结露堵塞除尘器，导致系统将无法长周期运行的问题，确保了系统的连续长周期运行。

(2)节能

本发明使大量循环气体无须喷淋冷却就可以加热循环使用，使气体循环喷淋冷却系统的规模最小化，既最大限度的减少了循环气体“喷淋冷却-再加热”过程中的加热消耗，又减少了喷淋冷却负荷。

其次，除尘器排放的部分尾气与冷凝塔冷凝脱湿的尾气通过汽-气换热器进行干燥排放尾气热量的回收利用，降低了进冷凝塔尾气温度，提高了循环尾气温度。

以上两个技术使干燥系统的能耗大幅度降低，系统更加节能。

(3)环保、减排

本发明为低温(干燥后煤温低于100℃)、闭路循环的干燥技术，生产过程中煤中的煤焦油和挥发份不会析出，正常运行中只有少量氧含量超标的尾气排放，对环境无任何负面影响。系统通过冷凝塔、冷凝水泵、换热器组成的冷凝系统将尾气中携带的大量干燥蒸发水分冷凝脱除，脱除水分的尾气在干燥循环风机的作用下循环使用，大量干燥蒸发水分在冷凝塔内冷凝后排出冷凝塔，排出冷凝塔的干燥回收水满足工业用水标准，并可回收使用，无有害废水排放，对环境无影响。

(4)安全可靠

本发明通过干燥循环气加热器向系统补充少量惰性气体，排放部分含氧尾气的方式控制干燥循环系统的氧含量低于12％(干燥循环系统的氧含量可根据煤质差异确定具体氧含量控制指标)，避免了煤干燥系统因氧含量超标出现的自燃和粉尘爆炸的危险，使系统更安全。

附图说明

图1本发明的工艺流程图。

图2本发明的流程框图。

具体实施方式

下面，结合附图，对本发明的技术方案再作进一步的说明：

本实施采用的热传导型干燥机(2)为蒸汽管回转干燥机，除尘器(4)为旋风分离器，冷凝塔(5)为板式冷凝塔。

干燥湿煤所用的热源为过热蒸汽。

如图1-2所示，一种文丘里引射低氧含量尾气循环的热传导型煤干燥及水回收工艺，其工艺流程是：

湿煤通过旋转进料阀1进入热传导型干燥机2内，一边从干燥机2入口向出口方向运动，一边被通有过热蒸汽的热传导型干燥机2充分混合并间接加热，当到达干燥机出口时，湿煤被干燥成为合格的产品后从干燥机下料口排出；干燥过程中煤中的水分被蒸发成水蒸气，由循环载气带出干燥机，成为干燥排放尾气，进入尾气处理单元。

干燥排放尾气中含有大量煤粉尘和水蒸汽，通过第一文丘里3引射，将循环尾气通过循环风机8增压、循环气加热器9加热。加热后，再与由第二文丘里10引射。文丘里气体喷射混合器，将来自于循环气加热器9的混合尾气和来自于干燥机2出口的含尘尾气混合，并顺利进入除尘器4进行煤粉与尾气的分离。降低含尘尾气露点，提高含尘尾气的温度。

除尘器4为袋式除尘器，将干燥机2出口尾气携带的煤粉尘除去。达到排放的部分洁净尾气与经冷凝塔5冷凝脱湿的尾气通过汽-气换热器7进行干燥排放尾气热量的循环利用，以降低进冷凝塔5的尾气露点，并提高循环尾气温度。

湿法冷凝脱水是由冷凝塔5、冷凝塔循环水泵11、换热器12组成冷凝脱水系统。冷凝塔循环水泵11将冷凝塔5的塔底液送入换热器12降温后从塔顶进入冷凝塔5与携带大量干燥蒸发水分的尾气直接接触进行充分的换热、冷凝，除尘后尾气中携带的大量干燥蒸发水分被冷凝为水，与循环冷凝液一起，依靠重力作用汇聚到冷凝塔5塔底，进行尾气的循环冷凝脱除。随后，冷凝回收的干燥蒸发水分通过冷凝塔5塔底溢流口排出，成为干燥回收水。循环冷凝液由冷凝塔循环水泵11再次送入换热器12。脱除水分的尾气在干燥循环风机6的作用下循环使用，大量干燥蒸发水分在冷凝塔5内冷凝后排出，作为干燥回收水并回收利用。

冷凝塔5冷凝脱湿后的尾气将作为干燥循环气循环使用，干燥循环尾气由干燥循环风机6增压后进入汽-气换热器7与进入冷凝塔5冷凝脱湿后的干燥循环尾气和进入冷凝塔5前的洁净尾气之间的换热。干燥循环尾气将被预热，进入冷凝塔5前的洁净尾气被降温，该过程的目的就是最大限度的回收洁净尾气中的热量，减少冷凝塔5的冷凝负荷，经过汽-气换热器7预热的循环尾气进入干燥循环气加热器13，将经过汽-气换热器7预热的循环尾气和补充氮气的混合气体加热，作为载气进入干燥机2，被加热到设定温度后作为载气进入干燥机2携带物料水分，使水分排出干燥机2。

通过从干燥循环气加热器13尾气入口向干燥系统补充少量氮气，从干燥循环风机6出口排放部分含氧尾气的方式可控制干燥循环系统的氧含量低于12％。将避免煤干燥系统因氧含量超标出现的自燃和粉尘爆炸的危险，使系统更安全。

Claims (5)

1.一种文丘里引射低氧含量尾气循环的热传导型煤干燥及水回收工艺，其工艺流程是：

(1)煤干燥系统

湿煤通过旋转进料阀(1)进入热传导型干燥机内(2)，一边从干燥机入口向出口方向运动，一边被通有加热介质的热传导型干燥机(2)充分混合并间接加热，当到达干燥机出口时，湿煤被干燥成为合格的产品后从干燥机下料口排出；干燥过程中煤中的水分被蒸发成水蒸汽，由载气带出干燥机，成为干燥排放尾气，进入尾气处理单元；

(2)尾气除尘和冷凝脱水系统

干燥排放尾气中含有大量煤粉尘和水蒸汽，通过第一文丘里(3)引射使除尘器(4)排放的部分洁净尾气和冷凝塔(5)冷凝脱湿、干燥循环风机(6)增压、汽-气换热器(7)加热后的部分尾气混合，形成循环尾气，降低循环尾气露点；

然后将循环尾气通过循环风机(8)增压、循环气加热器(9)加热后，再与由第二文丘里(10)引射干燥机排放的含尘尾气混合，并顺利进入除尘器(4)进行煤粉与尾气的分离；

除尘器(4)将干燥机(2)出口尾气携带的煤粉尘除去，排放的部分洁净尾气与经冷凝塔(5)冷凝脱湿的尾气通过汽-气换热器(7)进行干燥排放尾气热量的循环利用，以降低进冷凝塔(5)的尾气温度，并提高循环尾气温度；

由冷凝塔(5)、冷凝水泵(11)、换热器(12)组成的冷凝系统将尾气中携带的大量干燥蒸发水分冷凝脱除，脱除水分的尾气在干燥循环风机(6)的作用下循环使用，大量干燥蒸发水分在冷凝塔(5)内冷凝后排出，作为干燥回收水并回收利用；

(3)循环气的预热与加热系统

冷凝塔(5)冷凝脱湿后的尾气将作为干燥循环气循环使用，干燥循环尾气由干燥循环风机(6)增加后进入汽-气换热器(7)与进入冷凝塔(5)前的洁净尾气进行换热，干燥循环尾气将被预热，进入冷凝塔(5)前的洁净尾气被降温，经过汽-气换热器(7)预热的循环尾气进入干燥循环气加热器(13)被加热到设定温度后作为载气进入干燥机携带物料水分，使水分排出干燥机；

(4)循环尾气的氧含量控制系统

通过从干燥循环气加热器(13)尾气入口向干燥系统补充少量惰性气体，将干燥循环风机(6)出口排放部分含氧尾气的方式可控制干燥循环系统的氧含量低于12％。

2.根据权利要求1所述的文丘里引射低氧含量尾气循环的热传导型煤干燥工艺，其特征是通过向系统补充少量惰性气体是氮气、或二氧化碳。

3.根据权利要求1所述的文丘里引射低氧含量尾气循环的热传导型煤干燥工艺，其特征是热传导型干燥机(2)为蒸汽管回转干燥机、或为管束式干燥机、或为管式干燥机、或为桨叶干燥机、或为盘式干燥机；除尘器(4)为旋风分离器、或为袋式除尘器，或为电除尘器；

4.根据权利要求1所述的文丘里引射低氧含量尾气循环的热传导型煤干燥工艺，其特征是干燥所用的加热介质为过热蒸汽，或为饱和蒸汽，或为导热油。

5.根据权利要求1所述的文丘里引射低氧含量尾气循环的热传导型煤干燥工艺，其特征是在热传导型干燥机(2)内，载气与湿煤之间为并流方式运行，或为逆流方式运行。

Images