CN102492447B - 一种内热式强制传热流化床焦煤调湿工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内热式强制传热流化床焦煤调湿工艺，包括：煤粉碎的步骤；干燥的步骤；除尘的步骤。本发明系统简单、运行可靠；脱湿控制调节可靠、灵活；节约电能；节省工程基本投资。
Description
技术领域
本发明涉及一种炼焦技术，尤其是涉及一种内热式强制传热流化床焦煤调湿工艺。
背景技术
煤调湿工艺(CMC)是指“炼焦装炉煤水分控制”工艺，它是在干燥煤炼焦技术的基础上发展起来的，基本原理是将炼焦用煤在装炉前利用外热进行加热干燥、脱水，达到煤的水分调节和控制，按照目前炼焦工艺要求把煤中水分控制在6%左右，从而实现降低炼焦过程的能耗量、保证焦炉运行操作稳定性、提高焦炭质量或增加弱粘结性煤的配入量、减少炼焦污水量的目的。同时，入炉焦煤的含湿量降低，煤的堆密度加大，相应提高了焦炭产量。
随着我国煤调湿技术的发展，已有多种煤调湿技术方案，主要包括以低压蒸汽为热载体的多管回转式干燥及以炼焦烟道气为热载体的流化床干燥方案等。经过运行实践的考验，现行煤调湿装置均存在着一些缺陷，采用低压蒸汽作为热载体，需要蒸汽源，利用高品位的能源。假若利用烟道气作为热载体，需要将高温烟气长距离输送，大风量高温风机能耗和烟气热损失较大，并且烟气流量有限，热容量较低，可调性差。其次，国内的众多的独立焦化企业焦炉热源采用焦炉煤气，产生的烟道气水分含量高，因此，烟道气载湿能力低，影响脱湿效率。上述方案主要存在系统能耗高、调试能力低、基础投资大、运行成本高、控制调节复杂及维护维修量大等问题。
发明内容
为了解决目前干燥系统存在能耗高、调试能力低、基础投资大、运行成本高、控制调节复杂及维护维修量大的问题，提供了一种内热式强制传热流化床焦煤调湿工艺，包括，
（1）煤粉碎的步骤: 粉碎采用煤粉碎机；
（2）干燥的步骤: 以烟道气为加热热源，入炉焦煤干燥采用内置式换热器流化床干燥器，内置式热交换器的加热工质为饱和水，另外还通过补燃式给水预热器、给水预热器、引风机和流化介质风机、高温水循环泵和低温水循环泵作为辅助设备来完成干燥,其中，补燃式给水预热器设置在干燥器前，所述给水预热器的进水温度为80℃，出水温度为130℃；补燃式给水预热器将饱和热水温度控制在130℃至190℃；
所述干燥器为内热式强制传热流化床干燥器，采用模块式结构，每个模块由两部分组成，下部为布风区，设有风箱、布风板和风帽，上部为干燥区，设有蛇形水管束组成的换热面；所述干燥器内流化介质为空气，采用低温传热介质、低速流化方式进行强化换热；
（3）除尘的步骤: 除尘采用静电除尘器，补燃式给水预热器的废气排在干燥器除尘之前。
本发明工艺以烟道气作为煤调湿系统的加热热源，入炉焦煤干燥采用内置式换热器流化床干燥器，内置式热交换器的加热工质为饱和水。整个焦炉入炉煤调湿装置由补燃式给水预热器和给水加热器、干燥器、除尘器以及各种风机和水泵等设备组成。
补燃式给水预热器设置在焦炉烟道出口与焦炉烟囱之间，避免高温烟气长距离输送，节约风机能耗和烟气热损失。给水预热器利用烟道气作为热源，生产饱和水作为干燥器的传热介质，给水预热器采用热管气—水换热器形式，进水温度为80℃，出水温度为130℃。补燃式给水预热器设置在煤调湿干燥器的内置式换热器前，便于进入干燥器的热水温度控制调节，把饱和热水温度从130℃水至190℃可调控制。饱和热水主要用于干燥器内的湿煤和流化介质（空气）加热之用，满足干燥工艺需要。补燃式给水预热器的废气排至干燥器除尘之前，可提高干燥器的排气温度，使其远离露点。
干燥器主要用于加热入炉焦煤和流化介质，使炉床温度保持在50℃～110℃之间可调，通常可以提供把煤的水分从11%降至6%所需的热量，最大热量可以把含湿量达15%的煤降至含湿量为6%。内热式强制传热流化床干燥器设计上采用模块式结构，每个模块由两部分组成，下部为布风区，设有风箱、布风板和风帽；上部为干燥区，设有蛇形水管束组成的换热面。
本发明采用低温传热介质、低速流化方式进行强化换热，实现湿煤的干燥、脱湿，流化介质（热空气），采用较低流化速度，确保绝大部分煤料不会被流化介质扬析。由于本发明中所用的流化介质（空气）的流量很小(通常为炼焦烟道气的1/6左右)，调湿过程中流化介质（空气）载湿能力较强，提升了干燥器尾气的相对湿度，本发明工艺中选用静电除尘器作为除尘设备，经除尘后的废气中含尘量≤50mg/Nm3，达到环保排放标准。除尘器所收集的粉粒可作造粒原料，造粒返回到炼焦用煤中使用。
本发明的有益效果是：
1．系统简单、运行可靠；
2.脱湿控制调节可靠、灵活；
内热式强化传热流化床调湿系统主要特征是加热工质与流化床流化工质，在焦炉烟道气出口处采用热管式水换热器，将烟道气的热转换为饱和热水，提升了加热介质的热容量，提高热量输送效率。通过改变饱和热水量以及温度满足煤调湿工况调节要求。流化介质流速能保持稳定，所以风机风量不需变频装置来调节，同时内置式换热器能保证其与湿煤之间换热量平衡及温度稳定。因此，内热式强化传热流化床调湿系统调节供热平衡方便、传热效果良好，调节反应迅速、灵活。
3.节约电能
内热式强化传热煤调湿系统采用空气作为流化介质，只是起到煤料流化作用和载湿功能，使得流化空气量只有烟道气流量的六分之一左右，并且处于低温低速运行工况，降低了空气鼓风机的能耗。流化空气不参与流化干燥，降低了流动阻力，烟道引风机电功率大大降低，按照同规模煤调湿能力测算，内热式强化传热流化床脱湿装置同比可节电30%～40%,降低了运行成本。
4.节省工程基本投资
1）省去了大管径的高温烟道气输送系统，包括大型风机及其变频装置等辅助设备，降低了风机功率，减少了烟气沿程的散热损失。
2）省略了调湿煤的混料系统，省去了混料设备及基础建筑物建设。
3）由于本发明系统各主要设备均采用多模块化结构设置，只需备用一台备份模块即可保证调湿系统的正常生产，减小了现有调湿系统的备用设备的规模。
4）本发明的运行工况调节系统简单，省去了烟气再循环系统的旁路装置，采用饱和热水作为载热体，对装置的热量调节反应迅速。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
一种内热式强制传热流化床焦煤调湿工艺，包括：煤粉碎的步骤、干燥的步骤和除尘的步骤。粉碎采用煤粉碎机，除尘采用静电除尘器。干燥步骤中以烟道气为加热热源，主要通过补燃式给水预热器、给水预热器、干燥器、引风机和流化介质风机、高温水循环泵和低温水循环泵等设备来完成干燥。干燥器采用内热式强制传热流化床干燥器，内热式强制传热流化床干燥器采用模块式结构，每个模块由两部分组成，下部为布风区，设有风箱、布风板和风帽；上部为干燥区，设有蛇形水管束组成的换热面。所述给水预热器的进水温度为80℃，出水温度为130℃；补燃式给水预热器将饱和热水温度控制在130℃至190℃。
本发明工艺以烟道气作为煤调湿系统的加热热源，入炉焦煤干燥采用内置式换热器流化床干燥器，内置式热交换器的加热工质为饱和水。整个焦炉入炉煤调湿装置由补燃式给水预热器和给水加热器、干燥器、除尘器以及各种风机和水泵等设备组成。
补燃式给水预热器设置在焦炉烟道出口与焦炉烟囱之间，避免高温烟气长距离输送，节约风机能耗和烟气热损失。给水预热器利用烟道气作为热源，生产饱和水作为干燥器的传热介质，给水预热器采用热管气—水换热器形式，进水温度为80℃，出水温度为130℃。补燃式给水预热器设置在煤调湿干燥器的内置式换热器前，便于进入干燥器的热水温度控制调节，把饱和热水温度从130℃水至190℃可调控制。饱和热水主要用于干燥器内的湿煤和流化介质（空气）加热之用，满足干燥工艺需要。补燃式给水预热器的废气排至干燥器除尘之前，可提高干燥器的排气温度，使其远离露点。
干燥器主要用于加热入炉焦煤和流化介质，使炉床温度保持在50℃～110℃之间可调，通常可以提供把煤的水分从11%降至6%所需的热量，最大热量可以把含湿量达15%的煤降至含湿量为6%。内热式强制传热流化床干燥器设计上采用模块式结构，每个模块由两部分组成，下部为布风区，设有风箱、布风板和风帽；上部为干燥区，设有蛇形水管束组成的换热面。
本发明采用低温传热介质、低速流化方式进行强化换热，实现湿煤的干燥、脱湿，流化介质（热空气），采用较低流化速度，确保绝大部分煤料不会被流化介质扬析。由于本发明中所用的流化介质（空气）的流量很小(通常为炼焦烟道气的1/6左右)，调湿过程中流化介质（空气）载湿能力较强，提升了干燥器尾气的相对湿度，本发明工艺中选用静电除尘器作为除尘设备，经除尘后的废气中含尘量≤50mg/Nm3，达到环保排放标准。除尘器所收集的粉粒可作造粒原料，造粒返回到炼焦用煤中使用。
如图1所示的内热式强制传热流化床焦煤调湿工艺装置图，煤经煤粉碎机粉碎之后，一部分直接进入焦炉煤塔，另一部分通过湿煤缓冲仓之后进入干燥器，经干燥器干燥之后，进入焦炉煤塔。干燥器中布风区连接到除尘器上，尘渣经除尘风机之后，从除尘烟囱排出；干燥区排出的水经低温水循环泵通入到给水预热器中，给水预热器在热源烟道气的作用下，生产出饱和水作为干燥器的传热介质，饱和水通过补燃式给水预热器继续升温，通过高温水循环泵进入干燥器；给水预热器通过引风机，将部分烟气通入焦炉总烟道，排出焦炉烟囱。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (1)
1.一种内热式强制传热流化床焦煤调湿工艺，其特征在于，包括：
煤粉碎的步骤: 粉碎采用煤粉碎机；
干燥的步骤: 以烟道气为加热热源，入炉焦煤干燥采用内置式换热器流化床干燥器，内置式热交换器的加热工质为饱和水，另外还通过补燃式给水预热器、给水预热器、引风机和流化介质风机、高温水循环泵和低温水循环泵作为辅助设备来完成干燥,其中，补燃式给水预热器设置在干燥器前，所述给水预热器的进水温度为80℃，出水温度为130℃；补燃式给水预热器将饱和热水温度控制在130℃至190℃；
所述干燥器为内热式强制传热流化床干燥器，采用模块式结构，每个模块由两部分组成，下部为布风区，设有风箱、布风板和风帽，上部为干燥区，设有蛇形水管束组成的换热面；所述干燥器内流化介质为空气，采用低温传热介质、低速流化方式进行强化换热；
除尘的步骤: 除尘采用静电除尘器，补燃式给水预热器的废气排在干燥器除尘之前。
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