CN102533302A

CN102533302A - 用于入炉焦煤脱湿的内热式干燥器

Info

Publication number: CN102533302A
Application number: CN2012100244666A
Authority: CN
Inventors: 郁鸿凌; 惠文博; 惠建明
Original assignee: WUXI YIEN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUXI YIEN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明公开了一种用于入炉焦煤脱湿的内热式干燥器，包括干燥器外框架、干燥器外框架内上部的干燥区、干燥区下方的流化床干燥加热区和下部的布风区，所述干燥区设有排气空间（10）和换热面；流化床干燥加热区内设有蛇形管换热器（11）；布风区内设有流化风室（9）、布风板（8）和风帽（12），所述布风板（8）和风帽（12）组合成模块结构，与流化风室（9）相连。本发明结构简单、互换性好，便于检修，运行可靠；脱湿控制调节可靠、灵活；节约电能；系统调节简单，对换热器的热量调节反应迅速；还可根据生产要求，多个干燥器组合成大的干燥系统，只需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。

Description

用于入炉焦煤脱湿的内热式干燥器

技术领域

本发明涉及焦化行业炼焦技术领域，尤其是涉及一种用于入炉焦煤脱湿的内热式干燥器。

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（以下简称烟道气）为热载体的流化床干燥方案等。经过运行实践的考验，现行煤调湿工艺（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）装置能耗高、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

本发明为了解决目前我郭煤调湿装置能耗高、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，为此提供了一种用于入炉焦煤脱湿的内热式干燥器，包括干燥器外框架、干燥器外框架内上部的干燥区、干燥区下方的流化床干燥加热区和下部的布风区，所述干燥区设有排气空间10和换热面；所述流化床干燥加热区内设有蛇形管换热器11；所述布风区内设有流化风室9、布风板8和风帽12，所述布风板8和风帽12组合成一模块结构，与流化风室9相连。

本发明用于入炉焦煤脱湿的内热式干燥器，所述干燥器外框架一侧连接有加料口3，另一侧设有控制阀6和控制阀6下方的出料口7；干燥器外框架的上部正面设有一个观察口5，顶部设有排风口4。

本发明用于入炉焦煤脱湿的内热式干燥器，所述蛇形管换热器11上部设有滑轮挂钩，滑轮挂钩与干燥器外框架连接；蛇形管换热器11主要由蛇形管管束组成，蛇形管管束呈水平错列布置，每根蛇形管外侧均设有硫化干燥室2。

本发明用于入炉焦煤脱湿的内热式干燥器，所述流化风室9沿气流流动方向为非等截面，布风板8上的风帽12为非等距离开孔；流化风室9上设有一个进风口1。

本发明干燥器的结构形式是内置式换热器流化床，以低温饱和热水为换热器热载体、以空气为流化床流化介质。饱和热水加热热源的主要热源来自烟道气，当湿煤水分过高，烟道气提供的热量满足不了调湿要求时，可以采用外来辅助热源，如补充燃烧少量焦炉煤气或高炉煤气，适当提高热水温度，满足煤调湿工艺运行对热量的需求。

本发明采用加热后的饱和热水送到流化床干燥器的内置换热面，由于水具有很大的比热，为湿煤干燥脱湿可提供足够的热量，并适于长距离输送和流量调节，使干燥器内的湿煤与换热面具有较高换热效率。

本发明采用内置换热器流化床式干燥方法，采用高比热的传热介质（饱和热水、饱和蒸汽及导热油）作为湿煤干燥脱湿和作为流化床流化介质（空气或氮气）加热热源，流化介质所需热量仅为无内置加热器的20%，流化气体量也仅为20%～30%左右，流化速度为0.3～0.5m/s；压力0.4～0.6MPa，温度为140℃～160℃的饱和热水作为干燥器的传热介质；提高了干燥器的调节范围和可控性。

本发明干燥器内的湿煤处于低加热温度（60℃～80℃）和低流化速度（0.3～0.5m/s）的流化强化传热方法，提高了内置式换热器与煤和流化空气的换热效率，同时，可以有效地避免煤调湿工艺流程中的煤挥发分析出的危险性，低流化速度可防止内置换热器管束与湿煤磨损。

本发明的脱湿能力从湿煤水分含量10.5%调至6%状况下，热源由焦炉烟道气余热提供，当湿煤水分含量大于11%时，增出部分热量由焦炉煤气或高炉煤气补燃加热器提供。

本发明的有益效果是：

1．结构简单、互换性好，便于检修，运行可靠；

2. 脱湿控制调节可靠、灵活；

以传热学和流体动力学基本机理，干燥器的加热工质与流化床流化工质分别采用二种工质。一是提高干燥器所需热量转换能力，二是保证流化介质流动稳定性和其载湿能力。在焦炉烟道气出口处布置热水预热器，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，同时内热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，内热式干燥器与湿煤采用强化流化传热方式，其传热效果良好，调节供热平衡方便、调节反应迅速、灵活。

3.节约电能

本发明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，内热式干燥器同比可节电30%～40%,降低了运行成本。

4.本发明采用框架结构，模块化组合，保证干燥器的安装检修方便，并且可以根据生产要求，多个干燥器也可以组合大的干燥系统，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。

5.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（或蒸汽、导热油）作为载热体，对换热器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是本发明的结构示意图；

图2是本发明中布风板和风帽组成模块的示意图。

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。

如图1所示的用于入炉焦煤脱湿的内热式干燥器，包括干燥器外框架、干燥器外框架内上部的干燥区、干燥区下方的流化床干燥加热区和下部的布风区，所述干燥区设有排气空间10和换热面；所述流化床干燥加热区内设有蛇形管换热器11。所述布风区内设有流化风室9、布风板8和风帽12，所述布风板8和风帽12组合成一模块结构，与流化风室9相连；所述干燥器外框架一侧连接有加料口3，另一侧设有控制阀6和控制阀6下方的出料口7；干燥器外框架的上部正面设有一个观察口5，顶部设有排风口4。所述蛇形管换热器11上部设有滑轮挂钩，滑轮挂钩与干燥器外框架连接；蛇形管换热器11主要由蛇形管管束组成，蛇形管管束呈水平错列布置，每根蛇形管外侧均设有硫化干燥室2。所述流化风室9沿气流流动方向为非等截面；流化风室9上设有一个进风口1。

如图2所示的布风板和风帽模块，布风板8上的风帽12为非等距离开孔。

本发明内热式换热器的进水温度为80℃，出水温度为130℃；流化介质可以用常温空气或氮气。

本发明所需热源以焦炉烟道气余热作为煤调湿系统的加热热源，经过给水预热器生产饱和水作为干燥器的传热介质，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。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。干燥器内置换热器主要用于加热湿煤和流化介质，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%。

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的流量很小(通常为炼焦烟道气流量的1/6左右)，调湿过程中流化介质载湿能力较强，提升了干燥器尾气的相对湿度。

本发明结构简单、互换性好，便于检修，运行可靠；脱湿控制调节可靠、灵活；节约电能；运行工况调节系统简单，对换热器的热量调节反应迅速。本发明还可以根据生产要求，多个干燥器也可以组合大的干燥系统，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。

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

1.一种用于入炉焦煤脱湿的内热式干燥器，其特征是：包括干燥器外框架、干燥器外框架内上部的干燥区、干燥区下方的流化床干燥加热区和下部的布风区，所述干燥区设有排气空间（10）和换热面；所述流化床干燥加热区内设有蛇形管换热器（11）；所述布风区内设有流化风室（9）、布风板（8）和风帽（12），所述布风板（8）和风帽（12）组合成一模块结构，与流化风室（9）相连。

2.根据权利要求1所述的用于入炉焦煤脱湿的内热式干燥器，其特征是：所述干燥器外框架一侧连接有加料口（3），另一侧设有控制阀（6）和控制阀（6）下方的出料口（7）；干燥器外框架的上部正面设有一个观察口（5），顶部设有排风口（4）。

3.根据权利要求1所述的用于入炉焦煤脱湿的内热式干燥器，其特征是：所述蛇形管换热器（11）上部设有滑轮挂钩，滑轮挂钩与干燥器外框架连接；蛇形管换热器（11）主要由蛇形管管束组成，蛇形管管束呈水平错列布置，每根蛇形管外侧均设有硫化干燥室（2）。

4.根据权利要求1所述的用于入炉焦煤脱湿的内热式干燥器，其特征是：所述流化风室（9）沿气流流动方向为非等截面，布风板（8）上的风帽（12）为非等距离开孔；流化风室（9）上设有一个进风口（1）。