CN103949316A - 一种利用工业余热超细粉碎干燥褐煤与挥发分的收集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用工业余热超细粉碎干燥褐煤与挥发分的收集方法。包括对原料褐煤进行粗碎；利用工业余热作为蒸汽动能磨的超细粉碎气源；再利用蒸汽动能磨将粗碎后的褐煤超细粉碎，在超细粉碎过程中实现褐煤的干燥，干燥后的煤粉经高温布袋收集器收集；蒸汽动能磨超细粉碎干燥用后的气固流经高温布袋收集器过滤后的余热气体，再对褐煤原料进行预烘干；干燥的超细煤粉在氮气气力输送到成品仓中储存；预烘干原料后的废气经过干燥系统脱水后收集挥发分。本发明有机结合了余热利用、褐煤超细粉碎与干燥一体、挥发分收集三个过程。综合利用工业余热的同时，实现了褐煤的安全、快速干燥与超细加工，提升了褐煤燃烧效率，减少污染物的排放，也节约了大量能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用工业余热超细粉碎干燥褐煤与挥发分的收集方法，属于超细粉碎干燥设备技术应用与节能减排领域。
背景技术
褐煤因其热值低、含水量高（高达30〜50%）、易风化破碎、易自燃等特点，直接燃烧未经过提质的褐煤原煤，会造成严重的环境污染，较高含水量的褐煤会导致运输成本增加，同时会造成运输、储存的安全性问题。如何实现褐煤的安全高效利用成为亟待解决的问题。为此，国内、外对褐煤干燥开展了大量的研究工作，将褐煤干燥后，将使其各方面性能均优于褐煤原煤。但现有对褐煤干燥的技术还是存在能耗高、干燥效率相对较低、干燥过程中易自燃和爆炸等问题，特别是对于大气污染物排放指标要求越来越高的条件下，如何将褐煤通过干燥与燃烧效率提高是褐煤处理与应用方面的主要研究方向。
超细煤粉燃料对于常规燃烧煤粉的锅炉是一种新的低氮氧化物排放的燃烧方式，并且超细煤粉燃烧效率远远高于常规燃烧煤粉，对于我国越来越严格的空气污染物排放指标要求，如何提高燃煤效率与减少污染物排放就显得尤为重要；另一方面我国工业余热资源占燃料消耗量的17%~67%，其中可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%，而工业余热回收率仅为33.5%，浪费相当严重。
目前，对褐煤进行干燥脱水提质的工艺主要有蒸汽或烟气循环流化床干燥工艺（CN103423988A，CN103307891A，CN203239407A，CN102732274A等），蒸汽或烟气都来自于燃煤，其它干燥方式如管式干燥（CN103060039A，CN103047836A等）、移动床结合蒸汽与烟气干燥（CN102997634A），蒸汽回转窑干燥（CN103453753A）等，但大都存在系统工艺复杂，能耗高，完全性差、工业化规模生产效果不理想等问题。因此，将如何将工业余热作为褐煤超细粉碎与干燥热源来提高褐煤干燥效率与燃料品质的研究，已成为业内技术攻关的热点。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用工业余热超细粉碎干燥褐煤与挥发分的收集方法。该工艺技术基于过热蒸汽的超细粉碎与干燥理论，实现了超细粉碎、干燥、蒸汽介质冷凝回收挥发分等技术进行优化组合，使能量得到充分利用，干燥过程的安全和高效。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用工业余热超细粉碎干燥褐煤与挥发分的收集方法， 包括以下步骤：
（1）对原料褐煤进行粗碎；（2）利用工业余热作为蒸汽动能磨的超细粉碎气源；（3）再利用蒸汽动能磨将粗碎后的褐煤超细粉碎到一定粒度以下，在超细粉碎过程中实现褐煤的干燥，干燥后的煤粉经高温布袋收集器收集；（4）蒸汽动能磨超细粉碎干燥用后的气固流经高温布袋收集器过滤后的余热气体，再对褐煤原料进行预烘干；（5）干燥的超细煤粉在氮气气力输送到成品仓中储存；（6）预烘干原料后的废气经过干燥系统脱水后收集挥发分。
具体的步骤为：原料仓内的褐煤原料经过锤破机粗碎后通过换热器预烘干，预烘干后进入到加料机内，通过蒸汽动能磨进行细碎与干燥，细碎后的物料通过气流输送至分级机内进行分级，分级后的粗粉（粒径>50 μm）再回到蒸汽动能磨进行超细粉碎，分级后的细粉（粒径≤50 μm）经气流输送至高温布袋收集器收集，收集后的成品由管道输送系统输送到成品仓中；高温布袋收集器过滤后的余热气体经引风机输送至换热器对粗碎后的褐煤进行预烘干。
所述的褐煤原料通过锤破机粗碎后的粒径≤5 mm。
所述的换热器内产生的废气与废液通过干燥机干燥，将干燥后的挥发分收集储存在高压储存罐器中。
所述的蒸汽动能磨通过超音速喷嘴加速颗粒相互碰撞实现褐煤的细碎；通过工业余热实现褐煤的干燥，工业余热产生的气源的温度为200～600℃，压力为0.1～1.0MPa。工业余热可以通过余热锅炉或余热蒸汽直接降温、降压、来调节所需气源的温度和压力。
所述的加料机的加料量可以通过螺杆加料机的转速来调节。
与现有技术相比，本发明的特点以及产生的有益效果是：
（1）实现了褐煤超细粉碎与干燥一体化的工艺，工业余热的再利用，降低了目前褐煤干燥系统能耗相对较高的问题。生产d50＝5 μm褐煤超细粉体除蒸汽成本外的电耗仅需30-40元/T；生产d50＝14 μm褐煤超细粉体除蒸汽成本外的电耗仅需20-30元/T；（电费按1.0元/KWh）。
（2）系统中所有在原料进入原料仓后的全过程均为蒸汽无泄露的封闭系统，氧含量小于1%，避免了干燥过程中褐煤易自燃和爆炸的危险。
（3）通过在超细过程中实现煤粉的干燥，提高了褐煤的干燥效率和热值含量，超细煤粉在燃煤锅炉内的燃烧效率高，并且能实现低NOx排放煤粉燃烧方式，与常规的烟气脱氮技术相比具有较低运行费用。干燥效果明显，在原料水分30%-40%情况下，生产d50＝1-50 μm粉体时，成品水分可到1-10%范围内控制。
（4）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。
（5）对外无气体排放、安全环保，实现过热蒸汽冷凝水完全回收、实现湿煤中干燥析出水与挥发分的完全回收，提高了褐煤的利用率。
附图说明
图1 本发明的收集方法的工艺流程示意图。
图2 本发明的褐煤超细粉碎干燥系统的示意简图。
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，不以此实施例限定本发明的保护范围。
本发明利用工业余热作为动力源与热源对褐煤粉碎与干燥一体化系统具有很好节能特性，提高了褐煤的干燥特性、热值含量和煤粉燃烧效率，具有效率高、安全、能耗低、污染小等优点，切实体现了节能减排的新工艺。
图1中，本发明的利用工业余热超细粉碎干燥褐煤与挥发分的收集方法，包括如下过程：
（1）对原料褐煤进行粗碎；（2）利用工业余热作为蒸汽动能磨5的超细粉碎气源；（3）再利用蒸汽动能磨5将粗碎后的褐煤超细粉碎到一定粒度以下，在超细粉碎过程中实现褐煤的干燥，干燥后的煤粉经高温布袋收集器7收集；（4）蒸汽动能磨5超细粉碎干燥用后的气固流经高温布袋收集器7过滤后的余热气体，再对褐煤原料进行预烘干；（5）干燥的超细煤粉在氮气气力输送到成品仓10中储存；（6）预烘干原料后的废气经过干燥系统脱水后收集挥发分。
具体的，图2中，原料仓1内的褐煤原料经锤破机2粗碎后的粒径≤5 mm的颗粒通过换热器3预烘干，换热器3内产生的废气与废液通过干燥机11将液体去除，将干燥后的挥发分收集储存在高压储存罐器12中；预烘干后进入到加料机4内，加料机4的加料量可以通过螺杆加料机的转速来调节；接着，通过蒸汽动能磨5进行细碎与干燥，蒸汽动能磨5通过超音速喷嘴加速颗粒相互碰撞实现褐煤的细碎，通过工业余热实现褐煤的干燥，工业余热产生的气源的温度为200～600℃，压力为0.1～1.0MPa，工业余热可以通过余热锅炉或余热蒸汽直接降温、降压、来调节所需气源的温度和压力；细碎后的物料通过气流输送至分级机6内进行分级，分级后的粒径>50 μm的粗粉再回到蒸汽动能磨5进行超细粉碎；分级后的粒径≤50 μm的细粉经气流输送至高温布袋收集器7收集；收集后的成品由管道输送系统9输送到成品仓10中；高温布袋收集器7过滤后的余热气体（温度110-140℃）经引风机8输送至换热器3对粗碎后的褐煤进行预烘干。
本发明提出利用工业余热作为热源和动力源，通过蒸汽动能磨5在高速撞击流作用下对褐煤进行超细粉碎与干燥。由于高速撞击流的蒸发能力极强，比常规的加热干燥水分蒸发效率高100倍以上，加上颗粒变细以后，水分蒸发能力进一步提高。因此，在过热蒸汽超细粉碎条件下，干燥蒸发过程可以在非常短的时间内完成，干燥的单位效能非常高，比一般干燥过程高5倍以上。超细粉碎与干燥一体化，具有先进的系统整合优势，可以大大提升干燥效率与褐煤燃烧品质与效率，能量综合利用效率高，安全，温室气体排放减少，对褐煤超细粉碎与干燥设备一体化关键技术的提升有巨大的促进作用。
本发明可以实现余热蒸汽供给系统的封闭回收，保证了湿褐煤干燥水分以液态形式以及挥发分的单独管路系统进行回收利用。
Claims (6)
1.一种利用工业余热超细粉碎干燥褐煤与挥发分的收集方法，其特征在于，包括如下步骤：原料仓（1）内的褐煤原料经过锤破机（2）粗碎后通过换热器（3）预烘干，预烘干后进入到加料机（4）内，通过蒸汽动能磨（5）进行细碎与干燥，细碎后的物料通过气流输送至分级机（6）内进行分级，分级后粒径>50 μm的粗粉再回到蒸汽动能磨（5）进行超细粉碎，分级后粒径≤50
μm的细粉经气流输送至高温布袋收集器（7）收集，收集后的成品由管道输送系统（9）输送到成品仓（10）中；高温布袋收集器（7）过滤后的余热气体经引风机（8）输送至换热器（3）对粗碎后的褐煤进行预烘干。
2.根据权利要求1所述的利用工业余热超细粉碎干燥褐煤与挥发分的收集方法，其特征在于，所述的褐煤原料通过锤破机（2）粗碎后的粒径≤5 mm。
3.根据权利要求1所述的利用工业余热超细粉碎干燥褐煤与挥发分的收集方法，其特征在于，所述的换热器（3）内产生的废气与废液通过干燥机（11）干燥，将干燥后的挥发分收集储存在高压储存罐器（12）中。
4.根据权利要求1所述的利用工业余热超细粉碎干燥褐煤与挥发分的收集方法，其特征在于，所述的蒸汽动能磨（5）通过超音速喷嘴加速颗粒相互碰撞实现褐煤的细碎。
5.根据权利要求1所述的利用工业余热超细粉碎干燥褐煤与挥发分的收集方法，其特征在于，所述的蒸汽动能磨（5）通过工业余热实现褐煤的干燥，工业余热产生的气源的温度为200～600℃，压力为0.1～1.0MPa。
6.根据权利要求1所述的利用工业余热超细粉碎干燥褐煤与挥发分的收集方法，其特征在于，所述的加料机（4）为螺杆加料机。
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