CN102927798A - 一种褐煤干燥提质的热交换装置及提质方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种褐煤干燥提质的热交换装置及工艺方法，包括热风炉、回转窑、扬料板、引风机以及其他辅助装置。回转窑与热风炉连接，窑内壁按螺旋方式以一定的角度设置扬料板。原煤自煤仓采用螺旋方式入料进入回转窑后，通过窑体旋转，借助扬料板实现原煤与热风的充分接触，进行快速热交换，达到原煤脱水提质的目的。干燥过程中的热解气体通过引风机导入热风炉内循环使用，作为原煤干燥提质的热源。同现有技术相比，本发明设计合理、安全可靠，大型化应用时运行稳定，有效克服了传统的回转窑干燥提质工艺中存在的气/固接触不良以及干燥过程中出现局部过热的问题，可提高褐煤的综合利用率。

Description

一种褐煤干燥提质的热交换装置及提质方法

技术领域

本发明涉及一种褐煤干燥提质的热交换装置及提质方法，属于煤炭高效利用领域。

背景技术

褐煤储量约占我国煤炭总储量的15％左右，是主要煤炭资源的一种，在我国动力与化工用煤中起到重要的作用。褐煤属于一种地下储存期短、煤化程度低的煤种，其水分和灰分含量较高，在空气中易风化，作为直接燃料直接使用时燃烧效率低，且温室气体排放量高、污染严重。褐煤主要分布于内蒙古、黑龙江、云南和新疆等地，由于经济发展的原因，这些地区的用煤量与经济发达地区相比较少，因此需将褐煤运输到距离比较远的利用场地。由于褐煤中高水分和高挥发份的存在，造成了公路、铁路运输系统运力的极大浪费。褐煤提质是指通过热物理过程或热化学方法降低褐煤中的水分、提高产品发热量，达到便于运输、热利用效率高、污染低的目的，对于褐煤的清洁、高效利用具有重要的意义。

针对褐煤提质问题，国内外开展了大量的研究与开发工作。国外主要褐煤加工技术有德国的Lurgi-Spuel-Gas(L-S)低温热解工艺、美国的K燃料工艺(K-Fuel Process)、乌克兰的热压处理工艺(ETCH1-175)和日本的非蒸发脱水工艺(D-K Process)等。我国研究热解技术的单位众多，比较典型的技术有大连理工大学开发的褐煤固体热载体干馏多联产工艺(DG Process)，北京煤化工分院开发的多段回转炉热解工艺，浙江大学的循环流化床热电多联产工艺，北京动力经济研究所的移动床为基础的热电多联产工艺，济南锅炉厂的多联产工艺等。此外，清华大学、中科院山西煤化所、中科院过程所也分别开发了自己的热解工艺。

近年来，国内干燥提质技术的研究有了长足的发展，但和国外先进技术相比仍存在一定的差距。在干燥方式上，有流化床、回转窑等形式，干燥介质主要有烟气、水蒸气等。从干燥原理看，流化床干燥工艺存在大型化及流态控制问题，而回转窑干燥工艺存在气/固接触不良而影响其传热过程的问题。从干燥介质看，由于褐煤是一种极易析出挥发份的煤种，在采用含氧气体干燥过程时，如果出现局部过热，容易导致挥发份燃烧，从而造成干燥系统的燃烧问题，影像系统的正常运行。如果全部采用水蒸气进行干燥时，由于潜热的损失，容易造成较大的能源浪费。因此，可大型化的、现场操作简单、运行稳定的高效褐煤干燥与提质技术一直是研究与开发的主要方向。

发明内容

为了克服现有褐煤提质过程中干燥、脱水技术的不足，本发明提供一种干燥效果好、产量高、性能稳定的高效热交换装置及工艺方法。

本发明的技术方案实现如下：回转窑与热风炉连接，窑内壁按螺旋方式以一定的角度设置扬料板。原煤自煤仓采用螺旋方式入料进入回转窑后，通过窑体旋转，借助扬料板实现原煤与热风的充分接触，进行快速热交换，从而达到原煤脱水提质的目的。具体而言，该方法的特征包含如下步骤：

(1)褐煤由煤仓采用螺旋方式送入回转窑；

(2)利用引风机将来自燃烧装置的热风送入回转窑，作为对褐煤干燥的热源；

(3)回转窑旋转后，借助扬料板实现原煤与热风的充分接触，进行热交换；

(4)干燥脱水后的固体产物从回转窑尾部倒出，经传送带送入成品仓。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：

(1)在回转窑内壁，扬料板采用前密后疏的螺旋方式布设，使原煤在回转窑中的行进速度由慢至快变化，既保证了原煤与热风的接触时间，实现迅速脱水、干燥，又提高了成品煤的产出效率；

(2)每块扬料板均采用头部弯曲、板身平滑的外形加以设计，使回转窑在旋转过程中增大了原煤与热风的接触面积，实现了原煤与热风的充分、均匀接触，有效克服了传统回转窑干燥工艺中存在的气/固接触不良以及干燥过程中出现局部过热的问题；

(3)回转窑内干燥阶段所需的热风均来自于热解煤气的燃烧，并通过引风机导入窑内循环利用，从而无需提供额外的热源，充分实现了节能减排。

因此，本发明可用于大规模的褐煤干燥提质过程，并可有效实现煤炭资源的分级、高效、低污染综合利用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的褐煤干燥提质热交换装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的扬料板的设计简图；

图3为本发明实施案例提供的褐煤干燥提质方法的流程图。

图中：1、褐煤入料口；2、热风炉；3、回转窑；4、扬料板；4-1、扬料板的板身；4-2、扬料板的板头；5、成品煤出料口；6、引风机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1、2示出了本发明实施例提供的煤干燥提质的热交换装置的结构。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。

本装置包括：褐煤入料口1设置在热风炉2顶部；回转窑3与热风炉2连接，窑内壁按螺旋方式以一定的角度设置扬料板4，回转窑3右边布置成品煤出料口5；扬料板4由扬料板的板身4-1和扬料板的板头4-2组成；引风机6布置在于热风炉2相连的管道内。

图3示出了本发明实施案例提供的褐煤干燥提质方法的流程，该方法包括：

在步骤S301中，褐煤由煤仓采用螺旋方式送入回转窑3，利用引风机6将来自燃烧装置的热风送入回转窑3，作为对褐煤干燥的热源；

在步骤S302中，回转窑3旋转后，借助扬料板4实现原煤与热风的充分接触，进行热交换；；

在步骤S303中，干燥脱水后的固体产物从回转窑3尾部倒出，经传送带送入成品仓。

褐煤从入料口1以螺旋方式输送至回转窑3中，通过窑体旋转，在扬料板4的作用下，使之与引自热风炉2、温度为600℃～900℃的热烟气充分接触进行热交换，实现水分脱除；干燥后的成品煤经由成品煤出料口5送入储物仓；褐煤干燥过程中的热解气体由引风机6送入热风炉2中循环燃烧利用，作为对褐煤干燥的热源。

本方案发明的一种褐煤干燥提质的热交换装置及工艺方法，褐煤从入料口1以螺旋方式输送至回转窑3中，通过窑体旋转，在扬料板4的作用下，使之与引自热风炉2、温度为600℃～900℃的热烟气充分接触进行热交换，实现水分脱除；干燥后的成品煤经由成品煤出料口5送入储物仓；褐煤干燥过程中的热解气体由引风机6送入热风炉2中循环燃烧利用，作为对褐煤干燥的热源。

在回转窑内壁，扬料板采用前密后疏的螺旋方式布设，使原煤在回转窑中的行进速度由慢至快变化，既保证了原煤与热风的接触时间，实现迅速脱水、干燥，又提高了成品煤的产出效率；每块扬料板均采用头部弯曲、板身平滑的外形加以设计，使回转窑在旋转过程中增大了原煤与热风的接触面积，实现了原煤与热风的充分、均匀接触，有效克服了传统回转窑干燥工艺中存在的气/固接触不良以及干燥过程中出现局部过热的问题；回转窑内干燥阶段所需的热风均来自于热解煤气的燃烧，并通过引风机导入窑内循环利用，从而无需提供额外的热源，充分实现了节能减排。

因此，本发明可用于大规模的褐煤干燥提质过程，并可有效实现煤炭资源的分级、高效、低污染综合利用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种褐煤干燥提质的热交换装置，包括褐煤入料口、热风炉、回转窑、成品煤出料口以及引风机，其特征在于，所述热交换装置还包括安装在回转窑内壁，确保干燥过程中原煤与热风的充分接触，实现原煤脱水、干燥的扬料板。

2.按照权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述扬料板在回转窑内壁采用前密后疏的螺旋方式布设，使原煤在回转窑中的行进速度由慢至快变化，既保证了原煤与热风的接触时间，又可提高成品煤的产出效率。

3.按照权利要求1或2所述的热交换装置，其特征在于，每块所述扬料板均采用头部弯曲、板身平滑的外形加以设计，使回转窑在旋转过程中增大了原煤与热风的接触面积，实现了原煤与热风的充分、均匀接触。

4.一种褐煤干燥提质方法，其特征在于，该方法包含如下步骤：

1)褐煤由入料口采用螺旋方式送入回转窑；

2)利用引风机将来自热风炉的热风送入回转窑，作为对褐煤干燥的热源；

3)回转窑旋转后，借助扬料板实现原煤与热风的充分接触，进行热交换；

4)干燥脱水后的成品煤经由出料口送入储物仓；

5)褐煤干燥过程中的热解气体由引风机送入热风炉中循环燃烧利用。

5.按照权利要求4所述的褐煤干燥提质方法，其特征在于，回转窑内所使用的来自于热风炉的热烟气温度为600℃～900℃。

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