CN103062993B - 利用过热蒸汽干燥褐煤的系统装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用过热蒸汽干燥褐煤的系统装置，其系统组成是：过热蒸汽管接于流化床，经流化床后分为两路：一路经管道串接于电除尘装置和安全门；另一路依次串接于主换热器组和次级换热器组的进口。次级换热器组的出口通过管道依次串接有第一和第二冷却器，第二冷却器末端接有水泵换热器。热蒸汽流经电除尘装置后亦分为两路：一路依次串接于循环风机的热源侧以及蒸汽分配器后接至流化床；另一路热蒸汽经过蒸汽压缩机接至主换热器组。本发明具有耗能低、干燥效率高的特点，特别适用于煤长距离输送、型煤加工、煤热解化工、高炉喷吹冶金应用、燃煤火电厂、煤泥及市政污泥等多领域有广阔的应用前景。

Description

利用过热蒸汽干燥褐煤的系统装置

技术领域

本发明属于热利用干燥技术，具体涉及一种利用过热蒸汽对褐煤进行干燥的系统装置。

背景技术

干燥是一项高能耗的产业。采用热烟气和热风对褐煤进行干燥存在诸多问题，如：容易着火燃烧，甚至发生爆炸；初始设备投资大，占地面积大；能耗高等。褐煤具有湿度大（高达30～50%）、发热值低、燃点低和二氧化碳排放量大等缺点，直接燃烧未经过提质的褐煤原煤，会造成严重的环境污染，而且增加了建设和运行的成本。同时，较高的含水量导致褐煤运输费用增加，限制了外运利用的空间。

因此如何针对褐煤类化石燃料进行干燥、调湿以及提质的技术的研究，已成为业内技术攻关的热点。本发明提出采用过热蒸汽流化床技术对褐煤进行干燥，具有先进的系统整合优势，可以明显提升能量综合利用效率、减少温室气体排放，促进干燥褐煤设备一体化关键技术的提升。

发明内容

本发明的目的是，提供一种利用过热蒸汽干燥褐煤的系统装置。将破碎、干燥、蒸汽介质冷凝回收等技术进行优化组合，使能量得到充分利用。本发明提供的过热蒸汽于能量高效利用的过热蒸汽褐煤干燥系统具有很好的能耗特性，提高了褐煤的干燥特性和热值含量，体现出易于控制、运行平稳、安全环保、节能减排的良好效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：利用过热蒸汽干燥褐煤的系统装置，包括：流化床、电除尘装置、安全门、主换热器组、次级换热器组、冷却器、水泵换热器、循环风机、蒸汽分配器、蒸汽压缩机、碎煤机、传送带以及分煤仓等。其系统组成是：过热蒸汽管接于流化床，热蒸汽流经流化床后分为两路：一路经管道串接于电除尘装置和安全门；另一路依次串接于主换热器组和次级换热器组的进口。次级换热器组的出口通过管道依次串接有第一和第二冷却器，第二冷却器末端接有水泵换热器。热蒸汽流经电除尘装置后亦分为两路：一路依次串接于循环风机的热源侧以及蒸汽分配器后接至流化床；另一路热蒸汽经过蒸汽压缩机接至主换热器组。

用于湿煤干燥的能量分为四路：

第一路：过热蒸汽通过流化床以及主换热器组直接与湿煤进行换热，这是干燥所需的主要能量

第二路：即蒸汽乏汽经电除尘装置和蒸汽压缩机，然后进入主换热器组对湿煤继续干燥，利用蒸汽乏汽的热潜能对湿煤进行干燥。

第三路：即蒸汽乏汽经电除尘装置、循环风机以及蒸汽分配器，再次进入流化床与湿褐煤接触进行换热干燥，实现蒸汽乏汽不对空排放（事故情况下经安全门排放）进行能量的充分利用。该过程保证了系统循环动力，并维持整体干燥系统的运行稳定。

第四路：主换热器组蒸汽凝液经次级换热器对湿煤进行初级干燥，再流经第一第二冷却器对干燥的褐煤进行降温，与此同时冷凝液温度得到提升，回供锅炉给水。此过程保持蒸汽凝水的纯净而不含杂质，同时对即将进入流化床的湿煤进行初级干燥，提高了能源利用率。

针对褐煤干燥的能量高效利用、减少系统乏汽排放、全面进行回收介质的问题，上述技术方案实现了能量充分利用、破碎、干燥、蒸汽介质冷凝回收等技术的优化组合。系统中的所有换热装置均为蒸汽无泄露的封闭系统，对外无气体排放、实现过热蒸汽冷凝水完全回收、实现湿煤中干燥析出水的完全回收、使干燥后的褐煤接近环境温度存放。

本发明的特点以及产生的有益效果是，（1）解决了目前褐煤干燥技术中排放乏汽、介质回收困难、冷却系统耗水高、系统能耗高、运行不稳定、安全性低、系统控制困难、蒸发介质冷凝液与湿煤干燥析出水分分离困难等问题。（2）通过四路能量对湿煤进行干燥，体现了能量的充分利用，与目前褐煤的干燥系统相比，本发明具有操作运行方便的优点，提高了褐煤的干燥质量和热值含量，体现出易于控制、运行平稳、安全环保、节能减排的良好效果。（3）符合节能技术要求及温室气体减排环保要求，在提高能源利用效率的基础上，对污染物排放的减少具有显著效果，具有良好的社会经济和环保效益。

附图说明

图1为本发明的原理以及系统组成结构简图。

图2为本发明中褐煤干燥流程的系统简图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明的原理以及系统结构做进一步的说明。需要说明的是，本实施例是叙述性的，而不是限定性的，不以此实施例限定本发明的保护范围。

利用过热蒸汽干燥褐煤的系统装置，其系统组成结构是：过热蒸汽管1接于流化床2，热蒸汽流经流化床后分为两路：一路经管道串接于电除尘装置3和安全门4；另一路依次串接于主换热器组5和次级换热器组6的进口。次级换热器组的出口通过管道依次串接有第一冷却器7和第二冷却器8，第二冷却器末端接有水泵换热器12，水泵换热器排出的热量用于锅炉13的给水预热或直接排放。热蒸汽流经电除尘装置后亦分为两路：一路依次串接于循环风机9的热源侧以及蒸汽分配器10后接至流化床；另一路热蒸汽经过蒸汽压缩机11接至主换热器组。系统中经管道连接的流化床、电除尘装置、主换热器组、次级换热器组、第一和第二冷却器、水泵换热器、循环风机、蒸汽分配器以及蒸汽压缩机各部件均为蒸汽无泄露的封闭系统。安全门的作用是仅在系统发生事故的状态下打开，排放管道中的蒸汽。

来自过热蒸汽管水蒸汽的温度为200-350℃、压力为0.3-0.5MPa。需要被干燥的褐煤经次级换热器组的预热后依次进入碎煤机、传送带、分煤仓后进入流化床以及主换热器组进行干燥，干燥后的褐煤分别经所述第一和第二冷却器冷却得到干褐煤。

过热蒸汽流程：过热蒸汽以温度为200-350℃、压力为0.3-0.5MPa参数进入流化床以及主换热器组，进入湿煤进行直接换热，产生0.12-0.2MPa的蒸汽乏汽。过热蒸汽释放热量后的冷凝水，流经次级换热器与初始的湿褐煤进行初级干燥预热，这时的冷凝水温度降低。经次级换热器后冷凝液系统达到35-45℃（环境基础温度为20℃），再经第一第二冷却器后，冷凝液系统达到50-60℃，可用于返回锅炉用水。

蒸发乏气流程：过热蒸汽的乏汽经流化床顶部排出，进入电除尘装置，成为较干净的蒸汽乏汽。一路蒸汽乏汽经蒸汽压缩机提升其参数进入主换热器组，另一路经过循环风机以及蒸汽分配器再次进入流化床。

褐煤干燥流程:湿褐煤原料粒度不超过100mm，流经储煤仓经次级换热器预热干燥，经碎煤机进行破碎，破碎的粒度不大于5mm。此时煤粒的温度以及粒度符合干燥要求，经煤输送机分煤仓进入流化床，通过四路能源的干燥。干燥机后的褐煤温度为50-60℃，经过两个冷却器冷却后，接近环境温度，满足褐煤储运要求。

本发明可以实现蒸汽供给系统的封闭回收，保持蒸汽介质冷凝纯度不发生变化，同时保证了湿褐煤干燥水分以液态形式及单独管路系统进行回收利用。

Claims (4)

1.利用过热蒸汽干燥褐煤的系统装置，包括：流化床、电除尘装置、安全门、主换热器组、次级换热器组、冷却器、水泵换热器、循环风机、蒸汽分配器、蒸汽压缩机、碎煤机、传送带以及分煤仓，其特征是：过热蒸汽管(1)接于流化床(2)，热蒸汽流经流化床后分为两路：一路经管道串接于电除尘装置(3)和安全门(4)；另一路依次串接于主换热器组(5)和次级换热器组(6)的进口，次级换热器组的出口通过管道依次串接有第一冷却器(7)和第二冷却器(8)，第二冷却器末端接有水泵换热器(12)，热蒸汽流经电除尘装置后亦分为两路：一路依次串接于循环风机(9)的热源侧以及蒸汽分配器(10)后接至流化床；另一路热蒸汽经过蒸汽压缩机(11)接至主换热器组，需要被干燥的褐煤经次级换热器组的预热后依次进入碎煤机(14)、传送带(15)、分煤仓(16)后，进入流化床以及主换热器组进行干燥，干燥后的褐煤分别经第一和第二冷却器冷却得到干褐煤。

2.按照权利要求1所述的利用过热蒸汽干燥褐煤的系统装置，其特征是：经管道连接的所述流化床(2)、电除尘装置(3)、主换热器组(5)、次级换热器组(6)、第一和第二冷却器(7、8)、水泵换热器(12)、循环风机(9)、蒸汽分配器(10)以及蒸汽压缩机(11)各部件均为蒸汽无泄露的封闭系统。

3.按照权利要求1或2所述的利用过热蒸汽干燥褐煤的系统装置，其特征是：所述水泵换热器(12)排出的热量用于锅炉(13)的给水预热或直接排放。

4.按照权利要求1所述的利用过热蒸汽干燥褐煤的系统装置，其特征是：来自所述过热蒸汽管(1)水蒸汽的温度为200-350℃、压力为0.3-0.5MPa。