CN102829607A

CN102829607A - 一种转底炉褐煤干燥方法及其装置

Info

Publication number: CN102829607A
Application number: CN2012103454115A
Authority: CN
Inventors: 杨金鼎; 戚丙申; 王骥; 李建江
Original assignee: University of Science and Technology Liaoning USTL
Current assignee: University of Science and Technology Liaoning USTL
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2032-09-17
Also published as: CN102829607B

Abstract

本发明公开了一种转底炉褐煤干燥方法及其装置，可以高效低耗地干燥褐煤。本发明方法包括：褐煤干燥热源采用过热蒸气和高温烟气，干燥装置采用以转底炉为核心的设备，被干燥的褐煤经反射板布料器均匀布置在转底炉炉底上。在炉底转动过程中，翻料机构翻动褐煤层。褐煤通过热交换，获得热量，进行干燥。本发明装置包括：装料系统、进料口、转动炉底、炉墙、炉顶、高温烟气和过热蒸汽入口、翻料和烟气喷吹系统、废气排出口、炉底驱动系统、炉底支撑辊、炉底定心辊、出料口和出料系统，其中翻料和烟气喷吹系统包括固定梁、调整机构、犁形翻料板和高温烟气喷口。采用本发明可以直接干燥粒径范围很大的褐煤，实现褐煤规模化、快速﹑低能耗的干燥生产。

Description

一种转底炉褐煤干燥方法及其装置

技术领域

本发明属煤干燥领域。涉及一种转底炉褐煤干燥方法及其装置。

背景技术

褐煤是成煤较为年轻的煤种，具有含水量高（20~50%）、挥发份高、热值低、易自燃等特点。因此，褐煤的开采和利用受到很大限制。褐煤的高含水量造成其燃烧效率低，而且其温室气体排放量同比增大。降低了使用褐煤作为能源或原料的电力或化工项目的经济效益。国内外研究成果表明，如何脱出褐煤中的水份，提高其经济性是经济地使用褐煤的重要途径。

目前褐煤的干燥技术大致可分为蒸发脱水技术和非蒸发脱水技术。蒸发干燥技术有很多种，主要有转筒干燥、流化床干燥、加压热气流干燥、热油干燥、微波干燥、太阳能干燥等。非蒸发干燥技术是将褐煤中的水分，以液态的形式脱出。其主要优点是由于非蒸发，节省了脱水需要的蒸发潜热，并减少了温室气体的排放；同时由于液态脱水，使其中的一部分盐类去除，使褐煤燃烧和使用性能得到提高，如燃烧的灰分不易粘附在锅炉管上。非蒸发干燥技术主要包括过热蒸汽干燥技术和机械热脱水技术。

褐煤干燥技术从实际应用可分为几个方面：一是在现阶段工业化不可行的，如微波干燥和太阳能干燥。二是处于试验阶段，如热水干燥和机械热脱水干燥技术。该工艺需要高压，而形成高压的设备也正是需要高能耗的地方，工艺废水的处理也是需要解决的难题，这都是该工艺商业推广的障碍。第三部分干燥技术如：流化床工艺、加压热气流干燥、热油干燥等工艺也有商业化示范，这些都必须同大的热电厂、化工厂、水泥厂等项目一起运行。利用工厂的余热才能达到比较经济的运行，就这样的条件下能源消耗也是比较高。如果工厂离矿区距离较远，也存在原煤长距离运输问题。由于该类技术对褐煤粒度的要求，干燥后的产品一般粒度较小，干燥后长距离运输也相对困难。对独立的褐煤矿区的褐煤干燥处理没有帮助。

热风（烟气、蒸汽）转筒干燥和蒸汽管式转筒干燥技术是目前在商业中应用比较多的干燥技术。其中转筒干燥技术在很早就已录入我国建材行业的设计手册，早期主要用于干燥烟煤。而应用于褐煤干燥，由于褐煤容易自燃，着火点较低，转筒干燥结构上密封不是很理想，所以蒸汽管式转筒干燥技术得到推崇。公开（公告）号： CN201569251U，名称为“一种烟气半闭路循环褐煤直管式气流干燥方法”的公开专利文献属于这类技术。

蒸汽管式转筒干燥技术单机设备处理能力很大，传热介质不同加热物料接触，使得干燥过程比较安全，对原煤粒度要求不高（不大于20mm）等。但也存在以下几点缺陷，原煤在筒内比较集中，换热面积相对不大，设备比较庞大，制作精度要求较高。

发明内容

本发明提供了一种转底炉褐煤干燥方法及其装置，可以高效低耗地干燥褐煤。

本发明提供的一种转底炉褐煤干燥方法包括以下内容：

褐煤干燥热源采用过热蒸气和高温烟气，干燥装置采用以转底炉为核心的设备，被干燥的褐煤经反射板布料器均匀布置在转底炉炉底上。转底炉的热源有两个，一是分布在转动炉底和炉墙周围的蒸汽管。管内通过热蒸汽；二是炉膛内吹入高温烟气。炉膛内的烟气作用是保证炉内的保护性气氛，防止褐煤自燃；另一作用是加热。在炉底转动过程中，翻料机构翻动褐煤层。褐煤通过与炉底、炉墙内置式换热系统的热交换；与从翻料和烟气喷吹系统上的高温烟气喷口喷出的高温烟气之间的热交换，获得热量，进行干燥。干燥产生的废气从炉顶排气口排出。炉底旋转一周，炉底上的褐煤在炉内从进料口移到出料口，通过螺旋出料机将干燥后的褐煤排到储料罐。使用后的蒸汽直接回流到锅炉，减少了水和热量的损失。

所述过热蒸汽和高温烟气，过热蒸汽温度150-200℃，使用量40000～50000 kg/ h；高温烟气温度100-150℃，使用量15000～20000 m³/h。过热蒸汽和高温烟气分区段供给，分为一加热段、二加热段、三加热段、干燥段和保温段，各段温度：一加热段180～200℃；二加热段170～200℃；三加热段150～180℃；干燥段180℃；保温段150℃。排烟温度为130～150℃。各个区段温度可随时调整。

所述螺旋出料机内通入烟气，防止被干燥的褐煤自燃。

一种转底炉褐煤干燥方法采用的装置，包括：装料系统、进料口、转动炉底、炉墙、炉顶、高温烟气和过热蒸汽入口、翻料和烟气喷吹系统、废气排出口、炉底驱动系统、炉底支撑辊、炉底定心辊、出料口和出料系统，其中翻料和烟气喷吹系统包括固定梁、调整机构、犁形翻料板和高温烟气喷口。装料系统安装在炉顶上面；进料口和废气排出口均设在炉顶上；转动炉底安放在炉底支撑辊上；炉底定心辊顶在转动炉底内侧，保证转动炉底不偏心；翻料和烟气喷吹系统设置在炉膛内，固定在炉顶上方的固定梁上；调整机构在固定梁下边；犁形翻料板在转动炉底上方，通过调整机构调解犁形翻料板与转动炉底之间的间隙；高温烟气喷口设置在犁形翻料板背面；炉底驱动系统驱动炉底转动；出料口设在外侧炉墙上；出料系统固定在出料口处。炉墙与转动炉底之间设置水封槽及水封刀密封装置。整个装置全部重量由固定在钢结构立柱上的环形梁支撑，环形梁由型钢制作，安装在转动炉底内外圈钢柱的斜撑上。转动炉底内环和外环钢结构立柱是由工字钢、槽钢构成。

所述转动炉底并炉墙为一套内置式换热系统，其为腔体结构。换热板的内腔靠炉膛侧为内翅片式，以加大换热面积，换热板的内腔靠炉墙侧为平板式，腔体外侧加隔热保温材料。

所述翻料和烟气喷吹系统沿炉膛横向间隔设置3～5组，其作用是搅动被干燥的褐煤。

本发明与现有褐煤干燥方法及其装置相比，其显著的有益效果体现在：

1. 本发明采用的转底炉可以在其炉顶任意位置设置排气口，以保证在炉内任何位置水蒸汽分压过大，影响褐煤水份蒸发速度时，及时增加出气抽力，使褐煤脱水过程平衡向正方向进行。

2. 单机处理能力很大。按炉膛宽度4m，料层厚度250mm考虑，直径12m转底炉就可达到70~80吨/h能力。

3. 操作简洁、控制灵活。由于是分区段供热和保护性气体，转底炉可以根据原煤产量、原煤含水条件和干燥产品要求随时调整加热工艺。

4. 对原煤条件要求比较宽泛，粒度、含水、着火温度，各种条件均可适应。

5. 能源消耗低。转底炉干燥系统使用热源为过饱和蒸汽和锅炉排放的高温烟气，而蒸汽管式转筒干燥仅使用过饱和蒸汽；设备驱动的动力消耗，转底炉也低于蒸汽管式转筒干燥。

6. 设备制作简单。大部分为一般钢结构，要求精度不高。

7. 投资和运行、维护费用低廉。由于褐煤本身并不是附加值很高的产品，因此工程的造价和运行维护费用很重要。

因此采用本发明可以直接干燥粒径范围很大的褐煤，实现褐煤规模化快速﹑低能耗的干燥生产。

附图说明

图1是转底炉褐煤干燥装置中装料系统示意图。

图2是转底炉褐煤干燥装置中高温烟气和过热蒸汽供入系统示意图。

图3是转底炉褐煤干燥装置中废气排出系统示意图。

图4是转底炉褐煤干燥装置中翻料和烟气喷吹系统示意图。

图5是转底炉褐煤干燥装置中出料系统示意图。

图中编号：1.装料系统；2.进料口；3.转动炉底；4.炉墙；5.炉顶；6.高温烟气和过热蒸汽入口；7.翻料和烟气喷吹系统；8.废气排出口；9.炉底驱动系统；10.炉底支撑辊；11.炉底定心辊；12.固定梁；13.调整机构；14.犁形翻料板；15.高温烟气喷口；16.出料口；出料系统（17）。

具体实施方式

一种转底炉褐煤干燥方法及其装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示，褐煤干燥热源采用过热蒸气和高温烟气，过热蒸汽温度150-200℃，使用量40000～50000 kg/ h；高温烟气温度100-150℃，使用量15000～20000 m³/h。过热蒸汽和高温烟气分区段供给，分为一加热段、二加热段、三加热段、干燥段和保温段，各段温度：一加热段180～200℃；二加热段170～200℃；三加热段150～180℃；干燥段180℃；保温段150℃。排烟温度为130～150℃。

干燥装置由装料系统1、进料口2、转动炉底3、炉墙4、炉顶5、高温烟气和过热蒸汽入口6、翻料和烟气喷吹系统7、废气排出口8、炉底驱动系统9、炉底支撑辊10、炉底定心辊11、出料口16和出料系统17构成，其中翻料和烟气喷吹系统7由固定梁12、调整机构13、犁形翻料板14和高温烟气喷口15构成。装料系统1安装在炉顶5上面；进料口2和废气排出口8均设在炉顶5上；转动炉底3安放在炉底支撑辊10上；炉底定心辊11顶在转动炉底3内侧，保证转动炉底不偏心；翻料和烟气喷吹系统7设置在炉膛内，固定在炉顶上方的固定梁12上，翻料和烟气喷吹系统7沿炉膛横向间隔设置3～5组；调整机构13在固定梁下边；犁形翻料板14在转动炉底3上方，通过调整机构13调解犁形翻料板14与转动炉底3之间的间隙；高温烟气喷口15设置在犁形翻料板14背面；炉底驱动系统9驱动炉底转动，转动炉底传动方式为销齿机械传动，转动炉底转动速度为0.00468r/min，驱动电机N=7.5KW，n=954r/min；出料口16设在外侧炉墙上；出料系统16固定在出料口处；高温烟气和过热蒸汽通过管道进入炉内。转动炉底3并炉墙4为一套内置式换热系统，其为腔体结构。换热板的内腔炉内侧为内翅片式，整个装置全部重量由固定在钢结构立柱上的环形梁支撑，环形梁由型钢制作，安装在转底炉内外圈钢柱的斜撑上。转底炉内环和外环钢结构立柱是由工字钢、槽钢构成，其中,外环有60根立柱, 内环有30根立柱。炉墙与转动炉底之间设置水封槽及水封刀密封装置。

被干燥的褐煤经反射板布料器均匀布置在转动炉底3上，蒸汽管分布在转动炉底3和炉墙4周围，管内通过热蒸汽；炉膛内吹入高温烟气。在炉底转动过程中，翻料机构翻动褐煤层。褐煤通过与转动炉底3、炉墙4内置式换热系统的热交换，获得的热量。并且与翻料和烟气喷吹装置上的高温烟气喷口喷出的高温烟气之间的热交换，获得的热量，进行干燥。干燥产生的废气从炉顶5排气口排出。炉底旋转一周，炉底上的褐煤在炉内从进料口2移到出料口16，通过螺旋出料机将干燥后的褐煤排到储料罐，螺旋出料机内通入烟气。使用后的蒸汽直接回流到锅炉。

Claims

1.一种转底炉褐煤干燥方法，其特征在于该方法包括以下内容：

褐煤干燥热源采用过热蒸气和高温烟气，干燥装置采用以转底炉为核心的设备，被干燥的褐煤经反射板布料器均匀布置在转底炉炉底上，转底炉的热源有两个，一是分布在转动炉底和炉墙周围的蒸汽管，管内通过热蒸汽；二是炉膛内吹入高温烟气，在炉底转动过程中，翻料机构翻动褐煤层，褐煤通过与炉底、炉墙内置式换热系统的热交换；与从翻料和烟气喷吹系统上的高温烟气喷口喷出的高温烟气之间的热交换，获得热量，进行干燥，干燥产生的废气从炉顶排气口排出，炉底旋转一周，炉底上的褐煤在炉内从进料口移到出料口，通过螺旋出料机将干燥后的褐煤排到储料罐，使用后的蒸汽直接回流到锅炉。

2.根据权利要求1所述的转底炉褐煤干燥方法，其特征在于所说的过热蒸汽温度150-200℃，使用量40000～50000 kg/ h；高温烟气温度100-150℃，使用量15000～20000 m³/h，过热蒸汽和高温烟气分区段供给，分为一加热段、二加热段、三加热段、干燥段和保温段，各段温度：一加热段180～200℃；二加热段170～200℃；三加热段150～180℃；干燥段180℃；保温段150℃，排烟温度为130～150℃。

3.根据权利要求1所述的转底炉褐煤干燥方法，其特征在于所说的所述螺旋出料机内通入烟气。

4.权利要求1所述的转底炉褐煤干燥方法采用的装置，其特征在于该装置包括：装料系统、进料口、转动炉底、炉墙、炉顶、高温烟气和过热蒸汽入口、翻料和烟气喷吹系统、废气排出口、炉底驱动系统、炉底支撑辊、炉底定心辊、出料口和出料系统，其中翻料和烟气喷吹系统包括固定梁、调整机构、犁形翻料板和高温烟气喷口，装料系统安装在炉顶上面；进料口和废气排出口均设在炉顶上；转动炉底安放在炉底支撑辊上；炉底定心辊顶在转动炉底内侧；翻料和烟气喷吹系统设置在炉膛内，固定在炉顶上方的固定梁上；调整机构在固定梁下边；犁形翻料板在转动炉底上方；高温烟气喷口设置在犁形翻料板背面；炉底驱动系统驱动炉底转动；出料口设在外侧炉墙上；出料系统固定在出料口处，炉墙与转动炉底之间设置水封槽及水封刀密封装置，整个装置全部重量由固定在钢结构立柱上的环形梁支撑，环形梁由型钢制作，安装在转动炉底内外圈钢柱的斜撑上，转动炉底内环和外环钢结构立柱是由工字钢、槽钢构成。

5.根据权利要求4所述的转底炉褐煤干燥方法采用的装置，其特征在于所说的转动炉底并炉墙为一套内置式换热系统，其为腔体结构，换热板的内腔靠炉膛侧为内翅片式；换热板的内腔靠炉墙侧为平板式，腔体外侧加隔热保温材料。

6.根据权利要求4所述的转底炉褐煤干燥方法采用的装置，其特征在于所说的翻料和烟气喷吹系统沿炉膛横向间隔设置3～5组。