CN102927810B - 一种褐煤干燥提质的密闭循环供热装置及供热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种褐煤干燥提质的密闭循环供热装置及供热方法，热风炉与干燥装置连接，在炉内燃烧褐煤提供初始阶段的热源；在主引风机的作用下，热烟气进入干燥装置实现原煤的干燥脱水；由干燥装置导出的热烟气及褐煤热解气体被送入旋风除尘器；经旋风除尘后，烟气中的部分褐煤粉尘向下沉降进入搅拢，并经下料器送入密闭的煤粉输送管道；在鼓风机的作用下，褐煤粉尘及热解气体沿输送管道经进料喷嘴以螺旋方式被均匀、分散地吹入热风炉充分燃烧。本发明设计合理、安全可靠，大型化应用时运行稳定，可实现褐煤粉尘和热解气体的循环利用，有效克服了传统的烟气供热提质工艺中存在的高能耗、高污染等问题，达到节能减排的环保要求。

Description

一种褐煤干燥提质的密闭循环供热装置及供热方法

技术领域

本发明涉及一种褐煤提质过程中的循环供热工艺，属于煤炭清洁、高效利用技术领域。

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。

褐煤的水分含量大多为20％～50％，其干燥提质是借助高温介质(如水蒸汽、热烟气等)与原煤接触，进行充分的热交换，实现水分脱除。因此，供热系统对提质煤的生产具有关键作用。就目前而言，国内在褐煤提质领域主要采用蒸汽供热和烟气供热方法。蒸汽供热是指利用压力为0.15～0.55Mpa的饱和水蒸汽连同干燥装置内的空气一起作为干燥介质，将褐煤中的水分蒸发脱除。采用该方法时，需配置燃煤蒸汽锅炉，故使用和维护成本较高，且能源消耗量大，污染较为严重。另外，利用水蒸气进行干燥时，由于潜热的损失，将导致蒸汽锅炉的热效率下降，造成较大的能源浪费。烟气供热是指利用燃烧装置(通常以原煤作为燃料)产生的热烟气对干燥装置内的褐煤进行烘干脱水，仍需消耗较多燃煤资源。此外，由于褐煤的挥发份较高，燃烧产生的热烟气中含有大量固体粉尘和温室气体，排放后严重污染生态环境，从而大大增加了节能减排及环保成本。因此，资源消耗低、绿色环保、运行稳定及便于维护的供热技术一直是褐煤干燥提质领域研究与开发的重点。

发明内容

为了克服现有褐煤提质过程中烟气供热技术的不足，本发明提供一种供热效果好、节能环保、性能稳定的高效密闭循环供热装置及工艺方法。

本发明的技术方案实现如下：热风炉与干燥装置连接，开始生产时，在炉内燃烧褐煤提供初始阶段的热源(热烟气)。在主引风机的作用下，热烟气进入干燥装置与原煤接触进行热交换，实现原煤的干燥脱水。由干燥装置导出的热烟气及褐煤热解气体(主要成分为CO、H₂、CH₄等可燃气体)被送入旋风除尘器。经旋风除尘后，烟气中的部分褐煤粉尘向下沉降进入搅拢，并经下料器送入密闭的煤粉输送管道。输送管道与下料器连接处的外侧安装有鼓风机，另一端与热风炉相连，炉内的管道出口处安装有进料喷嘴。在鼓风机的作用下，褐煤粉尘及热解气体沿输送管道经进料喷嘴以螺旋方式被均匀、分散地吹入热风炉充分燃烧，循环地提供对褐煤干燥提质的热源。热风炉与干燥装置之间安装有挡灰板，煤粉燃烧后形成的大部分粉煤灰遇到挡灰板的阻拦下落，经热风炉下方的清灰口排出。具体而言，该方法的特征包含如下步骤：

(1)热风炉内燃烧褐煤提供初始阶段的热烟气；

(2)利用主引风机将热烟气送入干燥装置，实现褐煤的干燥脱水；

(3)由干燥装置导出的热烟气经旋风除尘后，将烟气中的部分褐煤粉尘经搅拢、下料器导入密闭的煤粉输送管道；

(4)在鼓风机的作用下，褐煤粉尘及热解气体沿输送管道经进料喷嘴被均匀地吹入热风炉充分燃烧，循环地提供对褐煤干燥提质的热源；

(5)煤粉燃烧后形成粉煤灰，遇到挡灰板的阻拦下落，经热风炉下方的清灰口排出。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：

(1)由于将褐煤干燥提质过程中产生的煤粉和热解气体进行循环燃烧供热，故在生产过程中无需提供额外的热源，只需在生产的初始阶段进行一次点炉。该方法不仅大幅节省了燃煤资源的消耗，还减少了粉尘及CO等有害气体的排放，有效实现了节能减排；

(2)将鼓风机安装在下料器与煤粉输送管道连接处的外侧，可有效避免褐煤粉尘颗粒对鼓风机内叶轮的冲击磨损，延长设备的使用寿命；

(3)进料喷嘴内部按螺旋方式设有导流板，能使褐煤粉尘和热解气体均匀、分散地被吹入热风炉内进行充分燃烧，从而提高燃烧效率；

(4)热风炉的尾部安装有挡灰板，可使煤粉燃烧后形成的大部分粉煤灰受到阻拦下落，经热风炉下方的清灰口排出。该方法不仅降低了烟气中无用的粉煤灰含量，还便于设备的清灰和维护工作。

附图说明

图1为本发明实施例提供的褐煤干燥提质的密闭循环供热装置结构及工艺流程示意图；

图2为本发明实施例提供的进料喷嘴的设计简图；

图3为本发明实施例提供的褐煤干燥提质的密闭循环供热方法流程图。

图中：1、热风炉；2、干燥装置；3、旋风除尘器；4、搅拢；5、下料器；6、煤粉输送管道；7、鼓风机；8、进料喷嘴；9、挡灰板；10、清灰口；11、螺旋导流板。

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为褐煤干燥提质的密闭循环供热装置结构及工艺流程示意图。该装置包括热风炉1，干燥装置2，旋风除尘器3，搅拢4，下料器5，密闭煤粉输送管道6，鼓风机7，进料喷嘴8，挡灰板9以及清灰口10。

热风炉1与干燥装置2连接；干燥装置2右侧安装有旋风除尘器3；旋风除尘器3下端连有搅拢4；搅拢4下端与下料器5连接；煤粉输送管道6一端与下料器5连接，另一端连接热风炉1；鼓风机7安装在下料器5与煤粉输送管道6连接处的外侧；热风炉1的尾部安装有挡灰板9，热风炉1的下方布置清灰口10；进料喷嘴8内部按螺旋方式设有螺旋导流板11。

本发明的工艺流程及工作原理是：热风炉1与干燥装置2连接。开始生产时，在炉内燃烧褐煤提供初始阶段的热源(热烟气)。在主引风机的作用下，热烟气进入干燥装置2与原煤接触，实现干燥脱水。由干燥装置2导出的热烟气及褐煤热解气体(主要成分为CO、H₂、CH₄等可燃气体)被送入旋风除尘器3。经旋风除尘后，烟气中的部分褐煤粉尘向下沉降进入搅拢4，并经下料器5送入密闭的煤粉输送管道6。输送管道的下料器一侧安装有鼓风机7，另一侧与热风炉1相连，炉内的管道出口处安装有进料喷嘴8。在鼓风机7的作用下，褐煤粉尘及热解气体沿输送管道6经进料喷嘴8以螺旋方式被均匀、分散地吹入热风炉1充分燃烧，循环地提供对褐煤干燥提质的热源。热风炉1与干燥装置2之间安装有挡灰板9，煤粉燃烧后形成的大部分粉煤灰遇到挡灰板9的阻拦下落，经热风炉1下方的清灰口10排出。

图3示出了本发明实施案例提供的一种褐煤干燥提质的密闭循环供热装置及工艺方法，该方法包括：

在步骤S301中，首先热风炉1内燃烧褐煤提供初始阶段的热烟气，利用主引风机将热烟气送入干燥装置2，实现褐煤的干燥脱水；

在步骤S302中，由干燥装置2导出的热烟气经旋风除尘后，将烟气中的部分褐煤粉尘经搅拢4、下料器5导入密闭的煤粉输送管道6；

在步骤S303中，在鼓风机7的作用下，褐煤粉尘及热解气体沿输送管道经进料喷嘴8被均匀地吹入热风炉1充分燃烧，循环地提供对褐煤干燥提质的热源；

在步骤S304中，煤粉燃烧后形成粉煤灰，遇到挡灰板9的阻拦下落，经热风炉1下方的清灰口10排出。

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 (2)

1.一种褐煤干燥提质的密闭循环供热装置，包括热风炉，干燥装置，旋风除尘器，搅拢，下料器，鼓风机，进料喷嘴，挡灰板以及清灰口，其特征在于，所述密闭循环供热装置设有密闭煤粉输送管道，利用密闭煤粉输送管道将褐煤干燥脱水过程中的煤粉及热解气体循环地送入热风炉燃烧；

所述鼓风机安装在下料器与煤粉输送管道连接处的外侧；

所述进料喷嘴内部按螺旋方式设有导流板；

所述挡灰板安装在热风炉尾部。

2.一种褐煤干燥提质的密闭循环供热方法，其特征在于，该密闭循环供热方法包含如下步骤：

1)热风炉内燃烧褐煤提供初始阶段的热烟气；

2)利用主引风机将热烟气送入干燥装置，实现褐煤的干燥脱水；

3)由干燥装置导出的热烟气经旋风除尘后，将烟气中的部分褐煤粉尘经搅拢、下料器导入密闭的煤粉输送管道；

4)在鼓风机的作用下，褐煤粉尘及热解气体沿输送管道经进料喷嘴被均匀地吹入热风炉充分燃烧，循环地为褐煤干燥脱水提供热源；

5)煤粉燃烧后形成粉煤灰，遇到挡灰板的阻拦下落，经热风炉下方的清灰口排出；

干燥装置内所导出的含褐煤粉尘和热解气体热烟气温度为100℃～200℃。