CN103307891A - 一种褐煤提质干燥能源综合利用的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种褐煤提质干燥能源综合利用的系统及方法，系统中，热风炉（8）烟气出口与飞灰分离器（9）进气口相连接，飞灰分离器（9）下端灰渣出口与高温灰冷却器（7）相连，洁净烟气出口与流化床干燥器（1）干燥风进口相连，流化床干燥器（1）烟气出口与旋风分离器（10）的相连，流化床干燥器（1）的物料出口依次和成品煤降温器（6）的进口、褐煤筛分装置（12）的进口相连。本发明充分利用了褐煤干燥后的细煤粉燃烧产生的热量干燥褐煤，不需外部热量的输入；利用热泵技术回收了褐煤干燥过程中的成品煤、高温灰渣、乏气等产生的废热用于褐煤的预干燥，同时将灰渣和凝结水制成灰渣浆用于工业制砖原料，从而起到节能减排，废物利用的作用。
Description
[0001]
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[0005] nmum
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[0006]
[0007]
7^PM3â,y^fmiti p^ììe粉出口与热风炉的进口相连，细粉由给粉机送入炉膛燃烧，旋风分离器烟气出口与管壳式 乏气换热器的进相连，乏气换热器的乏气出口与尾气处理装置的进口相连；
[0008] 热泵系统中，乏气换热器工质出口依次和成品煤降温器工质进口、灰渣冷却器工 质进口、压缩机工质进口、预干燥器工质进口相连，预干燥器工质出口连接膨胀阀，膨胀阀 和乏气换热器工质进口相连，形成循环。
[0009] 优选的，乏气换热器采用间壁式换热器，乏气在壳程热泵工质在管程，在乏换热器 下方布置蓄水池收集凝结水，高温灰换热器、预干燥器、成品煤降温器都采用间壁式换热 器。
[0010] 优选的，热风炉燃烧所需的燃料来自于成品褐煤中筛分所产生的小于2mm的小颗 粒以及流化床干燥器后旋风分离器所产生的细煤颗粒。
[0011] 本发明还提供了一种褐煤提质干燥能源综合利用的方法，该方法包括以下步骤：
[0012] 步骤1 :热风炉中煤粉燃烧产生的高温烟气，首先经过飞灰分离器，经分离处理后 的洁净烟气进入流化床干燥器中深度干燥褐煤；
[0013] 步骤2 :干燥后的成品褐煤进行筛分，大于2mm的颗粒送入到储煤仓中，小于2mm 的颗粒直接送入到热风炉内进行焚烧；
[0014] 步骤3 :流化床干燥器的尾气进入旋风分离器中分离出细煤粉直接反送回热风炉 中燃烧，旋风分离器出口的尾部烟气则进入乏气换热器中，其中烟气中水蒸气冷却为冷凝 水，乏气换热器出口乏气中不凝结气体经处理达标后排放；
[0015] 步骤4:从飞灰分离器分离出来的高温飞灰经高温灰冷却器换热后变为低温飞 灰，乏气换热器中的冷凝水经水泵抽送进入灰渣浆搅拌存储罐中与低温灰渣成浆，所形成 灰洛衆用于制砖；
[0016] 步骤5 :热泵工质首先从乏气换热器中吸收乏气余热，再流经成品煤降温器吸收 成品煤余热，接着流经高温灰冷却器处吸收高温灰余热，最后经压缩机压缩后送往褐煤预 干燥器中初步干燥褐煤。
[0017] 优选的，经冷却后的低温灰渣和乏气换热器中产生的凝结水混合配置成灰渣浆， 灰渣与水的质量比为7:3。
[0018] 优选的，步骤1中热风炉出口烟气温度为800°C〜950°C，步骤4中高温飞灰的温 度为700°C〜750°C，步骤1洁净烟气温度为800°C〜930°C。
[0019] 优选的，步骤4中，旋风分离器出口的尾部烟气温度为120°C〜150°C，乏气冷凝器 出口乏气温度为70°C〜80°C。
[0020] 有益效果：
[0021] 本发明提出一种褐煤提质干燥综合利用的系统及方法，采用成品褐煤直接燃烧产 生高温烟气干燥高含水率褐煤，干燥后的褐煤少量部分可以作为燃料燃烧产生高温烟气干 燥褐煤，无需外部能量的输入，并且添加了热泵系统，充分回收了干燥过程中乏气的余热、 成品煤的余热以及高温飞灰的余热，达到废热充分利用的目的。可将褐煤的水分由原来的 30%-40%降低到10%以下，显著提高了褐煤的热值，改善了燃烧效率。另外本发明采用系统 产生的冷凝水直接和低温飞灰配置灰渣浆起到废物充分利用的作用，带来了经济效益，不 产生废水和固废。[0022] m i
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aguija.[0032]燃料来自于成品褐煤中筛分所产生的小颗粒以及流化床干燥器后旋风分离器所产生的细 煤颗粒。
[0033] 所述飞灰分离器为高温旋风分离器，分离器内部布置有耐火材料和防磨砖。分离 器下端灰渣出口和高温灰渣冷却器相连，热泵冷却工质在管程用于吸收高温飞灰的余热。 冷却器上部和飞灰分离器灰渣出口相连。经分离后的洁净烟气从流化床干燥器底部进入床 体干燥褐煤。
[0034] 所述成品煤降温器、乏气冷却器、灰渣冷却器属于热泵系统中的蒸发器。
[0035] 所述热泵系统，冷却工质从乏气冷却器吸收热量之后流经成品煤降温器再流入高 温灰渣冷却器吸收余热，最后经压缩机送往预干燥器初步干燥褐煤。热泵系统充分吸收了 乏气的余热，成品褐煤的余热以及高温飞灰的余热。
[0036] 所述蓄水池底部有一水泵用于输送冷凝水到灰渣搅拌池，水泵流量可以根据不同 工况进行调节。飞灰和蓄水池中的冷凝水按照重量比7:3配置成灰渣浆用于工业制砖，起 到废物利用的目的。
[0037] 参见图1，一种褐煤提质干燥能源综合利用的系统，所述系统包括：热风炉8、飞灰 分离器9、原煤破碎机11、预干燥器2、流化床干燥器1、旋风分离10、尾气处理装置17以及 热泵系统。
[0038] 热风炉8烟气出口与飞灰分离器9进气口相连接，飞灰分离器9下端灰渣出口与 高温灰冷却器7相连，洁净烟气出口与流化床干燥器1干燥风进口相连，流化床干燥器1烟 气出口与旋风分离器10的进口相连，流化床干燥器1的物料出口依次和成品煤降温器6的 进口、褐煤筛分装置12的进口相连，筛分出的细煤颗粒送入热风炉8中燃烧，流化床干燥器 1的尾部旋风分离器10细粉出口与热风炉8的进口相连，细粉由给粉机送入炉膛燃烧，旋风 分离器10烟气出口与管壳式乏气换热器5的进口相连,乏气换热器5的乏气出口与尾气处 理装置17的进口相连。
[0039] 热泵系统中，乏气换热器5工质出口依次和成品煤降温器6工质进口、灰渣冷却器 7工质进口、压缩机3工质进口、预干燥器2工质进口相连，预干燥器2工质出口连接膨胀阀 4，膨胀阀4和乏气换热器5工质进口相连，形成循环。
[0040] 乏气换热器5采用间壁式换热器，乏气在壳程热泵工质在管程，在乏换热器5下方 布置蓄水池15收集凝结水，高温灰换热器7、预干燥器2、成品煤降温器6都采用间壁式换 热器。
[0041] 热风炉8燃烧所需的燃料来自于成品褐煤中筛分所产生的小颗粒小于2_以及流 化床干燥器后旋风分离器所产生的细煤颗粒。
[0042] 本发明还提供了一种褐煤提质干燥能源综合利用的方法，该方法包括以下步骤：
[0043] 步骤1 :热风炉8中煤粉燃烧产生的高温烟气，首先经过飞灰分离器9，经分离处理 后的洁净烟气进入流化床干燥器1中深度干燥褐煤；
[0044] 步骤2 :干燥后的成品褐煤进行筛分，大于2mm的颗粒送入到储煤仓13中，小于 2mm的颗粒直接送入到热风炉内进行焚烧；
[0045] 步骤3 :流化床干燥器1的尾气进入旋风分离器10中分离出细煤粉直接反送回热 风炉中燃烧，旋风分离器10出口的尾部烟气则进入乏气换热器5中，其中烟气中水蒸气冷 却为冷凝水，乏气换热器5出口乏气中不凝结气体经处理达标后排放；[0046] 步骤4 :从飞灰分离器9分离出来的高温飞灰经高温灰冷却器7换热后变为低温 飞灰，乏气换热器5中的冷凝水经水泵抽送进入灰渣浆搅拌存储罐中与低温灰渣成浆，所 形成灰渣浆用于制砖；
[0047] 步骤5 :热泵工质首先从乏气换热器5中吸收乏气余热，再流经成品煤降温器6吸 收成品煤余热，接着流经高温灰冷却器7处吸收高温灰余热，最后经压缩机3压缩后送往褐 煤预干燥器2中初步干燥褐煤。[0048] 经冷却后的低温灰渣和乏气换热器5中产生的凝结水混合配置成灰渣浆，灰渣与水的质量比为7:3。 [0049] 步骤1中热风炉出口烟气温度为800°C〜950°C，步骤4中高温飞灰的温度为700°C〜750°C，步骤1洁净烟气温度为800°C〜930°C。 [0050] 步骤4中，旋风分离器出口的尾部烟气温度为120°C〜150°C，乏气冷凝器出口乏气温度为70°C〜80°C。 [0051] 具体的工艺参数：[0052] 以下是一台50t/h的流化床干燥器整个干燥系统的具体参数：[0053] 原褐煤水分：35%[0054] 干燥后水分：9. 5%[0055] 热风炉出口烟气温度：900°C[0056] 高温灰渣温度：880°C[0057] 洁净烟气温度：900°C[0058] 细粉分离器尾气温度：120°C[0059] 乏气温度：75°C[0060] 预干燥器工质温度120°C[0061] 干燥后的成品煤温度：95°C[0062] 冷却后褐煤温度：35°C[0063] 成品煤粒径：2〜20mm[0064] 冷凝水的温度：35°C
Claims (7)
1. 一种褐煤提质干燥能源综合利用的系统，其特征在于，所述系统包括：热风炉（8)、 飞灰分离器（9)、原煤破碎机（11)、预干燥器（2)、流化床干燥器（1)、旋风分离器（10)、尾气 处理装置（17)以及热泵系统，热风炉（8)烟气出口与飞灰分离器（9)进气口相连接，飞灰分离器（9)下端灰渣出口与 高温灰冷却器（7)相连，洁净烟气出口与流化床干燥器（1)干燥风进口相连，流化床干燥器 (1)烟气出口与旋风分离器（10)的进口相连，流化床干燥器（1)的物料出口依次和成品煤 降温器（6)的进口、褐煤筛分装置（12)的进口相连，筛分出的细煤颗粒送入热风炉（8)中燃 烧，流化床干燥器（1)的尾部旋风分离器（10)细粉出口与热风炉（8)的进口相连，细粉由给 粉机送入炉膛燃烧，旋风分离器（10)烟气出口与管壳式乏气换热器（5)的进相连，乏气换 热器（5)的乏气出口与尾气处理装置（17)的进口相连；热泵系统中，乏气换热器（5)工质出口依次和成品煤降温器（6)工质进口、灰渣冷却器 (7 )工质进口、压缩机（3 )工质进口、预干燥器（2 )工质进口相连，预干燥器（2 )工质出口连 接膨胀阀（4 )，膨胀阀（4 )和乏气换热器（5 )工质进口相连，形成循环。
2.如权利1要求所述的褐煤提质干燥能源综合利用的系统，其特征在于：乏气换热器 (5 )采用间壁式换热器，乏气在壳程热泵工质在管程，在乏换热器（5 )下方布置蓄水池（15 ) 收集凝结水，高温灰换热器（7)、预干燥器（2)、成品煤降温器（6)都采用间壁式换热器。
3.如权利1要求所述的褐煤提质干燥能源综合利用的系统，其特征在于：热风炉（8)燃 烧所需的燃料来自于成品褐煤中筛分所产生的小于2_的小颗粒以及流化床干燥器后旋 风分离器所产生的细煤颗粒。
4. 一种褐煤提质干燥能源综合利用的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1 :热风炉（8)中煤粉燃烧产生的高温烟气，首先经过飞灰分离器（9)，经分离处理后的洁净烟气进入流化床干燥器（1)中深度干燥褐煤；步骤2 :干燥后的成品褐煤进行筛分，大于2_的颗粒送入到储煤仓（13)中，小于2_ 的颗粒直接送入到热风炉内进行焚烧；步骤3 :流化床干燥器（1)的尾气进入旋风分离器（10)中分离出细煤粉直接反送回热 风炉中燃烧，旋风分离器（10)出口的尾部烟气则进入乏气换热器（5)中，其中烟气中水蒸 气冷却为冷凝水，乏气换热器（5)出口乏气中不凝结气体经处理达标后排放；步骤4:从飞灰分离器（9)分离出来的高温飞灰经高温灰冷却器（7)换热后变为低温飞 灰，乏气换热器（5)中的冷凝水经水泵抽送进入灰渣浆搅拌存储罐中与低温灰渣成浆，所形 成灰洛衆用于制砖；步骤5 :热泵工质首先从乏气换热器（5)中吸收乏气余热，再流经成品煤降温器（6)吸 收成品煤余热，接着流经高温灰冷却器（7)处吸收高温灰余热，最后经压缩机（3)压缩后送 往褐煤预干燥器（2)中初步干燥褐煤。
5.如权利4要求所述的褐煤提质干燥能源综合利用的方法，其特征在于：经冷却后的 低温灰渣和乏气换热器（5)中产生的凝结水混合配置成灰渣浆，灰渣与水的质量比为7:3。
6.如权利4要求所述的褐煤提质干燥能源综合利用的方法，其特征在于：步骤1中热 风炉出口烟气温度为800°C〜950°C，步骤4中高温飞灰的温度为700°C〜750°C，步骤1洁 净烟气温度为800°C〜930°C。
7.如权利4要求所述的褐煤提质干燥能源综合利用的方法，其特征在于：步骤4中，旋风分离器出口的尾部烟气温度为120°C~ 150°C,乏气冷凝器出口乏气温度为70℃~80°C。
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