CN104654740B - 一种利用电厂低品位蒸汽和太阳能的煤泥干燥系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用电厂低品位蒸汽和太阳能的煤泥干燥系统，其包括用于输送待干燥的湿煤泥的湿煤泥输送设备、用于提供煤泥干燥和太阳能照射的太阳能温室、用于对煤泥进行摊铺、翻抛、运输、切割细化煤泥颗粒的翻煤泥机、用于将已干化的煤泥运出的干化煤泥输送设备、用于提供低品位蒸汽的电厂热力系统、用于吸收低品位蒸汽热能来供给煤泥干燥所需热能的地暖装置。本发明还提出一种利用电厂低品位蒸汽和太阳能的煤泥干燥方法，具有系统透明程度高，环境协调性好，运行稳定安全，运行维护费用低，节约能源等优点。

Description

一种利用电厂低品位蒸汽和太阳能的煤泥干燥系统及方法

技术领域

本发明属于节能环保技术领域，具体涉及一种利用电厂低品位蒸汽和太阳能的煤泥干燥系统及方法。

背景技术

煤泥是煤粉含水形成的半固体物，是煤炭生产过程中的一种副产品，一般仍有10～20MJ/kg的热值，甚至超过一些低热值动力煤，是一种宝贵的煤炭资源，但煤泥又具有高持水性强、高水分和高黏性等不利条件，堆放、贮存和运输都比较困难，很难实现工业应用，结果不但浪费了宝贵的煤炭资源，而且造成了严重的环境污染。

煤炭是我国使用最多的能源，预计到2015年，全国煤泥产量将达到2.4亿吨，随着技术的进步，在国家相关产业政策的鼓励下，近年来电厂锅炉掺烧煤泥来发电，以成为煤泥利用的理想方法。

目前锅炉掺烧煤泥的技术方法主要有两种：(1)柱塞泵直接泵入锅炉方式：将煤泥调制成含水30％左右的膏状，采用柱塞泵泵通过管道直接将煤泥泵入锅炉进行燃烧。含水率过高的煤泥进入锅炉燃烧，严重影响锅炉效率，同时引起烟气量增加，风机运行电耗增加。(2)煤泥干燥混入电厂燃煤输送系统进入锅炉方式：目前主要是采用热风炉产生的600℃～800℃高温热烟气对煤泥直接加热，煤泥中的水分蒸发排出，从而实现对煤泥的干燥处理。但该方法热风炉的效率极低、煤耗高、干燥不均匀，运行极不经济。

煤泥干燥意味着将煤泥中的液态水分转化成蒸汽进人空气，为了克服或消除各种水分的结合力,必须输入能量形成蒸发驱动力，这里的蒸发驱动力是指煤泥中水蒸发压力和空气水蒸发压力之间的差值。

电厂有大量的低品位蒸汽(特别是汽化潜热)得不到利用，而白白浪费；太阳能作为一种清洁、安全、廉价、可再生的绿色能源，取之不尽用之不竭。

发明内容

本发明的主要目的是通过电厂低品位蒸汽、太阳辐射能量和空气非饱和程度,将煤泥水蒸发出来，实现煤泥在温室内干燥，克服现有的锅炉掺烧煤泥存在的影响锅炉效率、煤耗高等缺陷。

本发明采用如下技术方案：一种利用电厂低品位蒸汽和太阳能的煤泥干燥系统，其特征在于，包括用于输送待干燥的湿煤泥的湿煤泥输送设备、用于提供煤泥干燥和太阳能照射的太阳能温室、用于对煤泥进行摊铺、翻抛、运输、切割细化煤泥颗粒的翻煤泥机、用于将已干化的煤泥运出的干化煤泥输送设备、用于提供低品位蒸汽的电厂热力系统、用于吸收低品位蒸汽热能来供给煤泥干燥所需热能的地暖装置，所述湿煤泥输送设备与所述太阳能温室相连，所述太阳能温室与所述干化煤泥输送设备相连，所述地暖装置设置于所述太阳能温室的底部，所述电厂热力系统与所述地暖装置相连，所述翻煤泥机设置于所述太阳能温室的内部；所述太阳能温室设置有通风系统，用来将温室的湿空气排出，引入外界的非饱和干空气，为煤泥脱水过程创造最佳气候环境；所述地暖装置内部设置有大量散热管网，所述散热管网内设置有加热介质，将待干燥的煤泥置于所述地暖装置的表面，煤泥接受来自所述地暖装置的热能，所述低品位蒸汽在所述地暖装置释放潜热后变成冷凝水返回电厂热力系统。

优选地，散热管网的加热介质为所述电厂热力系统提供的低品位蒸汽。

优选地，煤泥干燥系统还包括换热器、水泵，电厂热力系统通过换热器与所述地暖装置相连，水泵的一端与换热器相连，水泵的另一端与地暖装置相连，电厂热力系统提供的低品位蒸汽在换热器中释放潜热将所述地暖装置中散热管网内的加热介质加热，散热管网内的加热介质再向煤泥供给热能。

优选地，水泵用来使所述地暖装置散热管网内的加热介质在地暖装置和换热器组成的管网系统中循环。

优选地，煤泥干燥系统包括风机、空气蒸汽加热器、流化布气装置，流化布气装置设置于地暖装置的上部，空气蒸汽加热器与电厂热力系统形成一个支路回路，空气蒸汽加热器的一端与风机相连，空气蒸汽加热器的另一端与流化布气装置相连；风机从大气中吸入的冷空气，经空气蒸汽加热器加热后，供给布置在地暖装置上部的流化布气装置，通过该装置向煤泥层通入热空气，进一步强化煤泥内部水分的蒸发；空气蒸汽加热器的热源为电厂热力系统提供的低品位蒸汽，蒸汽释放潜热后变成冷凝水返回电厂热力系统。

优选地，太阳能温室内部的煤泥采用多层叠加布置，由翻煤泥机不断的对煤泥层进行摊铺、翻抛、运输，煤泥从进料端慢慢的向该层的末端移动，含水量也逐步降低，在末端煤泥滑入下一层地暖装置的表面继续干燥。

本发明的技术方案还提出一种利用电厂低品位蒸汽和太阳能的煤泥干燥方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将待干燥的煤泥置于带地暖装置的透光太阳能温室中，地暖装置的热能由电厂热力系统的低品位蒸汽提供，蒸汽释放潜热后变成冷凝水返回电厂热力系统；步骤2：煤泥接受来自地暖装置的热能和透过温室上部进入的太阳辐射能而温度升高，煤泥和环境空气之间的水蒸发能力差相应变大，使其内部水分得以向周围空气加速蒸发，从而增加了煤泥表面的空气湿度，甚至于达到饱和；步骤3：通过自然循环或通风系统，将温室内的湿空气排出，使煤泥表面的湿度由原先的饱和状态进入非饱和状态，从而促使煤泥内部水分进一步向周围空气蒸发；步骤4：翻煤泥机布置在太阳能温室内部，不断的对煤泥进行摊铺、翻抛、运输、切割细化煤泥颗粒，翻新蒸发面积使煤泥湿表面暴露出来，增大煤泥干化表面积，加速煤泥中的水分蒸发，加快干化过程；步骤5：干化煤泥输送设备负责将太阳能温室内已干化的煤泥运出。

优选地，在地暖装置的上部设置流化布气装置，通过流化布气装置向煤泥层通入热空气，进一步强化煤泥内部水分的蒸发。

优选地，太阳能温室内部的煤泥采用多层叠加布置，减少煤泥的占地面积。

本发明所达到的有益效果：(1)锅炉掺烧干化后的煤泥，可大幅度提高锅炉效率，本发明利用低品位蒸汽的汽化潜热和太阳辐射能量给煤泥干燥供给热能，实现煤泥干燥，极其节能；(2)煤泥干燥所需热能主要由地暖装置提供，系统运行不受天气变化和季节条件的影响，干燥周期短；(3)系统透明程度高，环境协调性好，运行稳定安全，运行维护费用低。

附图说明

图1是本发明的第一个实施例的示意图。

图2是本发明的第二个实施例的示意图。

图3是本发明的第三个实施例的示意图。

图4是本发明的第四个实施例的示意图。

图中标记的含义：1-湿煤泥输送设备，2-太阳能温室，3-翻煤泥机，4-干化煤泥输送设备，5-电厂热力系统，6-地暖装置，27-换热器，28-水泵，37-风机，38-空气蒸汽加热器，39-流化布气装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明提出一种利用电厂低品位蒸汽和太阳能的煤泥干燥系统，如图1所示的是本发明的第一个实施例的示意图，本发明包括用于输送待干燥的湿煤泥的湿煤泥输送设备1、用于提供煤泥干燥和太阳能照射的太阳能温室2、用于对煤泥进行摊铺、翻抛、运输、切割细化煤泥颗粒的翻煤泥机3、用于将已干化的煤泥运出的干化煤泥输送设备4、用于提供低品位蒸汽的电厂热力系统5、用于吸收低品位蒸汽热能来供给煤泥干燥所需热能的地暖装置6，所述湿煤泥输送设备1与所述太阳能温室2相连，所述太阳能温室2与所述干化煤泥输送设备4相连，所述地暖装置6设置于所述太阳能温室2的底部，所述电厂热力系统5与所述地暖装置6相连，所述翻煤泥机3设置于所述太阳能温室2的内部；所述太阳能温室2设置有通风系统，用来将温室的湿空气排出，引入外界的非饱和干空气，为煤泥脱水过程创造最佳气候环境；所述地暖装置6内部设置有大量散热管网，所述散热管网内设置有加热介质，将待干燥的煤泥置于所述地暖装置6的表面，煤泥接受来自所述地暖装置6的热能，所述低品位蒸汽在所述地暖装置6释放潜热后变成冷凝水返回电厂热力系统5；散热管网的加热介质为所述电厂热力系统5提供的低品位蒸汽。

如图2所示的是本发明的第二个实施例的示意图，所述煤泥干燥系统还包括换热器27、水泵28，电厂热力系统5通过换热器27与地暖装置6相连，水泵28的一端与换热器27相连，水泵28的另一端与地暖装置6相连，电厂热力系统5提供的低品位蒸汽在换热器27中释放潜热将地暖装置6中散热管网内的加热介质加热，散热管网内的加热介质再向煤泥供给热能；水泵28用来使地暖装置6散热管网内的加热介质，在地暖装置6和换热器27组成的管网系统中循环，其余部分与第一实施例相同。

如图3所示的是本发明的第三个实施例的示意图，所述煤泥干燥系统包括风机37、空气蒸汽加热器38、流化布气装置39，流化布气装置39设置于地暖装置6的上部，空气蒸汽加热器38与电厂热力系统5形成一个支路回路，空气蒸汽加热器38的一端与风机37相连，空气蒸汽加热器38的另一端与流化布气装置39相连；风机37从大气中吸入的冷空气，经空气蒸汽加热器38加热后，供给布置在地暖装置6上部的流化布气装置39，通过该装置向煤泥层通入热空气，进一步强化煤泥内部水分的蒸发；空气蒸汽加热器38的热源为电厂热力系统提供的低品位蒸汽，蒸汽释放潜热后变成冷凝水返回电厂热力系统5，其余部分与第一实施例相同。

如图4所示的是本发明的第四个实施例的示意图，太阳能温室2内部的煤泥采用多层叠加布置，由翻煤泥机3不断的对煤泥层进行摊铺、翻抛、运输，煤泥从进料端慢慢的向到该层的末端移动，含水量也逐步降低，在末端煤泥滑入下一层地暖装置6的表面继续干燥，其余部分与第一实施例相同。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用电厂低品位蒸汽和太阳能的煤泥干燥系统，其特征在于，包括用于输送待干燥的湿煤泥的湿煤泥输送设备(1)、用于提供煤泥干燥和太阳能照射的太阳能温室(2)、用于对煤泥进行摊铺、翻抛、运输、切割细化煤泥颗粒的翻煤泥机(3)、用于将已干化的煤泥运出的干化煤泥输送设备(4)、用于提供低品位蒸汽的电厂热力系统(5)、用于吸收低品位蒸汽热能来供给煤泥干燥所需热能的地暖装置(6)，所述湿煤泥输送设备(1)与所述太阳能温室(2)相连，所述太阳能温室(2)与所述干化煤泥输送设备(4)相连，所述地暖装置(6)设置于所述太阳能温室(2)的底部，所述电厂热力系统(5)与所述地暖装置(6)相连，所述翻煤泥机(3)设置于所述太阳能温室(2)的内部；所述太阳能温室(2)设置有通风系统，用来将温室的湿空气排出，引入外界的非饱和干空气，为煤泥脱水过程创造最佳气候环境；所述地暖装置(6)内部设置有大量散热管网，所述散热管网内设置有加热介质，将待干燥的煤泥置于所述地暖装置(6)的表面，煤泥接受来自所述地暖装置(6)的热能，所述低品位蒸汽在所述地暖装置(6)释放潜热后变成冷凝水返回电厂热力系统(5)；

所述煤泥干燥系统包括风机(37)、空气蒸汽加热器(38)、流化布气装置(39)，所述流化布气装置(39)设置于所述地暖装置(6)的上部，所述空气蒸汽加热器(38)与所述电厂热力系统(5)形成一个支路回路，所述空气蒸汽加热器(38)的一端与所述风机(37)相连，所述空气蒸汽加热器(38)的另一端与所述流化布气装置(39)相连；所述风机(37)从大气中吸入的冷空气，经所述空气蒸汽加热器(38)加热后，供给布置在所述地暖装置(6)上部的所述流化布气装置(39)，通过该装置向煤泥层通入热空气，进一步强化煤泥内部水分的蒸发；空气蒸汽加热器(38)的热源为电厂热力系统提供的低品位蒸汽，蒸汽释放潜热后变成冷凝水返回电厂热力系统(5)。

2.根据权利要求1所述的一种利用电厂低品位蒸汽和太阳能的煤泥干燥系统，其特征在于，所述散热管网的加热介质为所述电厂热力系统(5)提供的低品位蒸汽。

3.根据权利要求1所述的一种利用电厂低品位蒸汽和太阳能的煤泥干燥系统，其特征在于，所述太阳能温室(2)内部的煤泥采用多层叠加布置，由翻煤泥机(3)不断的对煤泥层进行摊铺、翻抛、运输，煤泥从进料端慢慢的向煤泥层的末端移动，含水量也逐步降低，在末端煤泥滑入下一层地暖装置(6)的表面继续干燥。

4.一种采用权利要求1所述的利用电厂低品位蒸汽和太阳能的煤泥干燥系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将待干燥的煤泥置于带地暖装置的透光太阳能温室中，在所述地暖装置(6)的上部设置流化布气装置(39)，通过所述流化布气装置(39)向煤泥层通入热空气，进一步强化煤泥内部水分的蒸发，地暖装置的热能由电厂热力系统的低品位蒸汽提供，蒸汽释放潜热后变成冷凝水返回电厂热力系统；步骤2：煤泥接受来自地暖装置的热能和透过温室上部进入的太阳辐射能而温度升高，煤泥和环境空气之间的水蒸发能力差相应变大，使其内部水分得以向周围空气加速蒸发，从而增加了煤泥表面的空气湿度，甚至于达到饱和；步骤3：通过自然循环或通风系统，将温室内的湿空气排出，使煤泥表面的湿度由原先的饱和状态进入非饱和状态，从而促使煤泥内部水分进一步向周围空气蒸发；步骤4：翻煤泥机布置在太阳能温室内部，不断的对煤泥进行摊铺、翻抛、运输、切割细化煤泥颗粒，翻新蒸发面积使煤泥湿表面暴露出来，增大煤泥干化表面积，加速煤泥中的水分蒸发，加快干化过程；步骤5：干化煤泥输送设备负责将太阳能温室内已干化的煤泥运出。

5.根据权利要求4所述的一种利用电厂低品位蒸汽和太阳能的煤泥干燥系统的方法，其特征在于，所述太阳能温室(2)内部的煤泥采用多层叠加布置，减少煤泥的占地面积。