CN102410705A - 低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统及方法 - Google Patents

低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统及方法 Download PDF

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吴道洪
王其成
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Abstract

本发明公开了一种低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统及方法，包括至少2级流化床干燥装置串联，上一级流化床干燥装置的出料口与下一级流化床干燥装置的进料口连接，下一级流化床干燥装置顶部的出风口与上一级流化床干燥装置底部的进风口连接；一级流化床干燥装置的进料口与原料煤进料装置连接，顶部的出风口与除尘装置连接，除尘装置的出风口与循环风机连接，循环风机的出风口与加热炉连接；末级流化床干燥装置的出料口与干煤储仓连接，底部的进风口与加热炉连接。过热蒸气与原料煤采取逆流操作进行干燥，净化后的部分蒸气可以循环使用，热利用率高，整个干燥工艺过程简单，可连续操作，无氧环境，安全可靠。

Description

低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统及方法
技术领域
本发明涉及一种对低阶煤进行干燥的技术，尤其涉及一种低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统及方法。
背景技术
低阶煤(如：褐煤、长焰煤、弱粘煤和不粘煤等)通常具有水分大、灰分高、低热值、化学反应性好、易燃易碎等特点，因而不适于远距离运输和长时间储存；但直接燃烧未提质的低阶煤，又会造成严重的环境污染，且煤的能量利用率低。因此，低阶煤的干燥提质是解决其高效、洁净利用的重要环节。
现有技术中，低阶煤干燥的工业应用还没有大规模开展，准工业规模的干燥技术主要包括：高温烟气管式干燥、蒸气滚筒、过热蒸气内加热流化床等。其中，高温烟气管式干燥技术的动力消耗和维护费用较高，煤粉与烟气直接接触存在一定的安全隐患。以低压饱和蒸汽或过热蒸气为干燥介质的管式干燥机又存在单台设备干燥能力小，管径细，易堵塞，投资高，污染大等问题未能在工业领域大规模推广。而内加热蒸气流化床干燥技术也有内构件磨损严重，尾气排放量大，余热无法回收，热效率低，脱水率低，粉尘多等问题，在工业煤干燥领域的应用也受到了较大限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种热利用率高、工艺过程简单、可连续操作、安全可靠的低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统及方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统，包括至少2级流化床干燥装置串联，上一级流化床干燥装置的出料口与相邻下一级流化床干燥装置的进料口连接，下一级流化床干燥装置顶部的出风口与相邻上一级流化床干燥装置底部的进风口连接；
一级流化床干燥装置的进料口与原料煤进料装置连接，一级流化床干燥装置顶部的出风口与除尘装置连接，除尘装置的出风口与循环风机连接，循环风机的出风口与加热炉连接；
末级流化床干燥装置的出料口与干煤储仓连接，末级流化床干燥装置底部的进风口与加热炉连接。
本发明的上述的低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统实现低阶煤过热蒸气多级连续干燥的方法，用温度为100～300℃、压力为0～0.5Mpa范围的低压过热蒸气作载热体和流化介质，与平均粒径为2.0×10-3～5.0mm、含水量为20～60％的低阶煤直接接触提供热量并汽化原料煤中水分同时带走水汽；
过热蒸气与原料煤采取逆流操作，净化后的部分蒸气循环使用，原料煤经至少2级流化床干燥装置干燥，最终出口干煤的水份控制在10％以下。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统及方法，由于采用多级流化床干燥装置串联、过热蒸气与原料煤采取逆流操作进行干燥，净化后的部分蒸气可以循环使用，热利用率高，整个干燥工艺过程简单，可连续操作、无氧环境、安全可靠，可以解决现有低阶煤工业干燥技术中存在的问题，提高现有干燥设备的处理量和干燥效率，降低最终出口干煤的水分含量，减少煤中挥发组分和烃类物质的析出。
附图说明
图1为本发明实施例提供的低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统的流程示意图。
图中：1.原料煤进料装置；2.一级流化床干燥装置；3.二级流化床干燥装置；4.三级流化床干燥装置；5.干煤储仓；6.除尘装置；7.循环风机；8.加热炉。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统，其较佳的具体实施方式如图1所示：
包括至少2级流化床干燥装置串联，上一级流化床干燥装置的出料口与相邻下一级流化床干燥装置的进料口连接，下一级流化床干燥装置顶部的出风口与相邻上一级流化床干燥装置底部的进风口连接；
一级流化床干燥装置的进料口与原料煤进料装置连接，一级流化床干燥装置顶部的出风口与除尘装置连接，除尘装置的出风口与循环风机连接，循环风机的出风口与加热炉连接；
末级流化床干燥装置的出料口与干煤储仓连接，末级流化床干燥装置底部的进风口与加热炉连接。
每一级流化床干燥装置内均设有内置旋风分离器，旋风分离器的出风口与本级流化床干燥装置顶部的出风口重合。
优选的方案是包括3级流化床干燥装置串联。
本发明的上述的低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统实现低阶煤过热蒸气多级连续干燥的方法，用温度为100～300℃、压力为0～0.5Mpa范围的低压过热蒸气作载热体和流化介质，与平均粒径为2.0×10-3～5.0mm、含水量为20～60％的低阶煤直接接触提供热量并汽化原料煤中水分同时带走水汽；
过热蒸气与原料煤采取逆流操作，净化后的部分蒸气循环使用，原料煤经至少2级流化床干燥装置干燥，最终出口干煤的水份控制在10％以下。
具体包括步骤：
一级干燥工艺过程：用原料煤进料装置将原料煤送至一级流化床干燥装置，用二级流化床干燥装置排出的过热蒸气作干燥介质，使原料煤颗粒在流化床内稳定流化，蒸气与煤间进行热交换，汽化部分水分，当原料煤干燥至本级出料要求水分后，输送至二级流化床干燥装置进行二次干燥，本级流化床干燥装置排出的过热蒸气送至除尘装置进行至少一次除尘，经除尘后的一部分蒸气通过循环风机送回加热炉加热至要求温度，再送至末级流化床干燥装置作载热体和流化介质重复使用，另一部分富余蒸气送去冷却；
二级干燥工艺过程：用三级流化床干燥装置排出的过热蒸气作干燥介质，对经一级干燥后的原料煤进行二次干燥，当原料煤干燥至本级出料要求水分后，送至下一级流化床干燥装置继续干燥，将本级流化床干燥装置排出的过热蒸气送至一级流化床干燥装置作干燥介质再次使用；
其余各级干燥工艺过程与上述步骤类同，并以此类推；
末级干燥工艺过程：将加热炉加热得到的过热蒸气送至末级流化床干燥装置作载热体和流化介质，对已多次干燥的原料煤进行最后一次干燥，当原料煤干燥至本级出料要求水分后，送至干煤储仓存储，将本级流化床干燥装置排出的过热蒸气送至上一级流化床干燥装置作干燥介质再次使用；
各级干燥工艺过程中可以采用不同的温度。
本发明的低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统及方法，可以解决现有技术中的低阶煤工业干燥技术中存在的问题，提高现有干燥设备的处理量和干燥效率，降低最终出口干煤的水分含量，减少煤中挥发组分和烃类物质的析出。
本发明中每级流化床干燥装置内有一内置旋风分离器对过热蒸气进行一次除尘，过热蒸气与原料煤采取逆流操作，净化后的部分蒸气可以循环使用，热利用率高，在各级干燥过程中过热蒸气的温度不同，有利于减少原料煤中挥发组分和烃类物质的析出。整个干燥工艺过程简单，可连续操作，无氧环境，安全可靠。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1.本发明用不同温度过热蒸气对原料煤进行连续多次重复干燥，在设备容积，煤水分含量和过热蒸气进、出口温度一定的条件下，本工艺中原料煤和过热蒸气采用逆流操作，可获得较大的传热、传质推动力，缩短干燥时间，降低最终出口干煤的水分含量。
2.本干燥工艺中的过热蒸气经循环重复使用，热利用率高，可大幅降低工业干燥过程的能耗成本。
3.本干燥工艺中的流化床无内构件，设备简单，处理量大，成本低；整个干燥处于无氧环境，过程安全。
4.本干燥工艺中多级流化床干燥装置内使用不同温度的过热蒸气，有利于减少干燥过程原料煤中挥发组分和烃类物质的析出。
具体实施例：
本实施例以平均粒径为2.0mm，初始水分含量为60％，出口干煤水分含量要求控制在10％以下褐煤的常压干燥为例，阐述低阶煤过热蒸气多级连续干燥工艺过程。
1)一级干燥工艺过程：用原料煤进料装置(1)将平均粒径为2.0mm，初始水分含量为60％的褐煤输送到一级流化床干燥装置(2)。用二级流化床干燥装置(3)排出的温度为100～200℃的过热蒸气作干燥介质，将原料煤在流化床内稳定流化，蒸气与煤间进行热交换，汽化部分水分。当褐煤干燥至水分含量＜35％后，送至二级流化床干燥装置(3)内进行二次干燥。从一级流化床干燥装置(2)排出的蒸气经除尘装置(6)进行至少一次除尘后，一部分蒸气通过循环风机(7)送回加热炉(8)加热成温度为300℃的过热蒸气，再送至三级流化床干燥装置(4)作载热体和流化介质重复使用；另一部分富余蒸气送去冷却。
2)二级干燥工艺过程：用三级流化床干燥装置(4)排出的温度为200～300℃的过热蒸气对已经一级干燥，水分含量＜35％的褐煤进行二次干燥。当褐煤干燥至水分含量＜15％后，送至三级流化床干燥装置(4)继续干燥。将本级流化床干燥装置排出的过热蒸气送至一级流化床干燥装置(2)作干燥介质再次使用。
3)三级干燥工艺过程：用加热炉(8)加热得到的温度为300℃的过热蒸气作三级流化床干燥装置(4)的载热体和流化介质，对已两次干燥，水分含量＜15％的褐煤进行三次干燥。当褐煤干燥至水分含量＜10％后，将褐煤从三级流化床干燥装置(4)送至干煤储仓(5)存储。将本级流化床干燥装置排出的过热蒸气送至二级流化床干燥装置(3)作干燥介质再次使用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统，其特征在于，包括至少2级流化床干燥装置串联，上一级流化床干燥装置的出料口与相邻下一级流化床干燥装置的进料口连接，下一级流化床干燥装置顶部的出风口与相邻上一级流化床干燥装置底部的进风口连接；
一级流化床干燥装置的进料口与原料煤进料装置连接，一级流化床干燥装置顶部的出风口与除尘装置连接，除尘装置的出风口与循环风机连接，循环风机的出风口与加热炉连接；
末级流化床干燥装置的出料口与干煤储仓连接，末级流化床干燥装置底部的进风口与加热炉连接。
2.根据权利要求1所述的低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统，其特征在于，每一级流化床干燥装置内均设有内置旋风分离器，旋风分离器的出风口与本级流化床干燥装置顶部的出风口重合。
3.根据权利要求2所述的低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统，其特征在于，包括3级流化床干燥装置串联。
4.一种权利要求1、2或3所述的低阶煤过热蒸气多级连续干燥系统实现低阶煤过热蒸气多级连续干燥的方法，其特征在于，用温度为100～300℃、压力为0～0.5Mpa范围的低压过热蒸气作载热体和流化介质，与平均粒径为2.0×10-3～5.0mm、含水量为20～60％的低阶煤直接接触提供热量并汽化原料煤中水分同时带走水汽；
过热蒸气与原料煤采取逆流操作，净化后的部分蒸气循环使用，原料煤经至少2级流化床干燥装置干燥，最终出口干煤的水份控制在10％以下。
5.根据权利要求4所述的低阶煤过热蒸气多级连续干燥方法，其特征在于，包括步骤：
一级干燥工艺过程：用原料煤进料装置将原料煤送至一级流化床干燥装置，用二级流化床干燥装置排出的过热蒸气作干燥介质，使原料煤颗粒在流化床内稳定流化，蒸气与煤间进行热交换，汽化部分水分，当原料煤干燥至本级出料要求水分后，输送至二级流化床干燥装置进行二次干燥，本级流化床干燥装置排出的过热蒸气送至除尘装置进行至少一次除尘，经除尘后的一部分蒸气通过循环风机送回加热炉加热至要求温度，再送至末级流化床干燥装置作载热体和流化介质重复使用，另一部分富余蒸气送去冷却；
二级干燥工艺过程：用三级流化床干燥装置排出的过热蒸气作干燥介质，对经一级干燥后的原料煤进行二次干燥，当原料煤干燥至本级出料要求水分后，送至下一级流化 床干燥装置继续干燥，将本级流化床干燥装置排出的过热蒸气送至一级流化床干燥装置作干燥介质再次使用；
其余各级干燥工艺过程与上述步骤类同，并以此类推；
末级干燥工艺过程：将加热炉加热得到的过热蒸气送至末级流化床干燥装置作载热体和流化介质，对已多次干燥的原料煤进行最后一次干燥，当原料煤干燥至本级出料要求水分后，送至干煤储仓存储，将本级流化床干燥装置排出的过热蒸气送至上一级流化床干燥装置作干燥介质再次使用。
6.根据权利要求5所述的低阶煤过热蒸气多级连续干燥方法，其特征在于，各级干燥工艺过程中采用的温度不同。 
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