CN104764296B - 一种干燥设备及干燥方法 - Google Patents

Abstract

一种干燥设备，其包括：进料器、流化移动床干燥器、卸料器，流化移动床干燥器包括恒速干燥流化床段和降速干燥移动床段，进料器与恒速干燥流化床段相连，降速干燥移动床段与所述卸料器相连；恒速干燥流化床段内和降速干燥移动床段内分别设有至少一组用于加热物料的换热器；恒速干燥流化床段和降速干燥移动床段之间设有一用于调节流化气体流速、压力的气体分布器，流化气体通过气体分布器进入所述恒速干燥流化床段。本发明的干燥设备单机处理量更大，动力功耗更低，节能效果显著。

Description

一种干燥设备及干燥方法

技术领域

本发明涉及一种干燥设备及干燥方法，尤其是一种流化移动床蒸汽干燥设备及干燥方法。

背景技术

工业生产中，有很多种类高湿物料需要干燥至较低水分含量，以褐煤为例，无论是燃烧、运输或者是为满足煤化工工艺要求，都经常需要将原始水分为30%－60%的褐煤干燥至终水分为3%－5%的褐煤产品。

常规的干燥高湿物料的设备和方法是采用：A)热烟气作为热源直接加热物料，或B)热蒸汽作为热源间接加热物料。前者由于受物料挥发份高，或受进风温度的影响，对于燃点低的物料（例如褐煤）容易起火燃烧，存在安全隐患；后者采用间接加热，蒸汽的热值高，工艺安全可靠。但是后者需要消耗高热值的燃料，经济成本高。

但是，由于大多数湿物料，如褐煤等，其干燥过程分为两个阶段，即恒速干燥阶段和降速干燥阶段。湿物料在恒速干燥阶段采用CN101581533A的技术方案时干燥效率较高；但在降速干燥阶段，由于干燥速率主要取决于水分在物料内部的迁移速率，如果继续CN101581533A的技术方案，由于湿物料的运动状态对其脱水速率影响不大，同时还要将褐煤这类待干燥的物料通过较高能耗维持在“流态化”的状态之下，造成生产单位产品能耗较高的问题。

因此，从干燥方法的安全性、经济性和高效性角度来看，实有必要针对如褐煤这类湿物料的干燥特性规律设计一种新的干燥设备和干燥方法，实现湿物料在恒速干燥阶段的高效快速除水，和在降速干燥阶段的低能耗深度脱水，来降低生产单位产品的能量消耗。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种干燥设备和干燥方法，结合了大多数湿物料的干燥过程分为恒速干燥和降速干燥阶段的特点，采用的流化移动床干燥机分为恒速干燥流化床段和降速干燥移动床段，恒速干燥流化床段以流态化的形式将湿物料干燥接近至临界含水量后，降速干燥移动床段以较为节能的方式继续将湿物料深度脱水至低水分产品。

为实现上述目的，本发明的干燥设备是这样设计的：

一种干燥设备，其包括：顺序相连的进料器、流化移动床干燥器、卸料器，所述流化移动床干燥器包括恒速干燥流化床段和降速干燥移动床段，所述进料器与所述恒速干燥流化床段相连，所述降速干燥移动床段与所述卸料器相连；所述恒速干燥流化床段内和所述降速干燥移动床段内分别设有至少一组用于加热物料的换热器；所述恒速干燥流化床段和所述降速干燥移动床段之间设有一用于调节流化气体流速、压力的气体分布器，流化气体通过所述气体分布器进入所述恒速干燥流化床段。

作为优选实施方式，所述干燥设备设有至少一级除尘器，所述除尘器与干燥设备上部相连，所述恒速干燥流化床段及降速干燥移动床段产生的废热蒸汽经所述除尘器除尘后，一部分废热蒸汽通过循环加压装置返至所述气体分布器，一部分引出系统。

作为优选实施方式，所述除尘器为旋风除尘器、布袋除尘器、静电除尘器和湿式除尘器中的一种或多种串联组合。

作为优选实施方式，所述降速干燥移动床段和所述卸料器之间设有一用于疏松床内物料的物料疏松器，所述物料疏松器使得饱和或过热蒸汽或氮气或其它惰性气体以脉冲进风的方式进入所述降速干燥移动床段，并自下而上穿过干燥机移动床段内的物料层，起到疏松干燥机移动床段内物料的作用。

作为优选实施方式，所述换热器由饱和或过热蒸汽提供热源，所述换热器与锅炉给水系统或它用设备相连，经过换热后，换热器内生成的冷凝水流至锅炉给水系统或根据工艺要求它用。

作为优选实施方式，所述进料器设置在干燥装置的上部，所述降速干燥移动床段设置在所述恒速干燥流化床段之下，所述卸料器设置在干燥装置的底部，便于待干燥的物料借助重力从上向下移动。

本发明的干燥方法包括如下步骤：

步骤A，待干燥的湿物料通过进料器进入流化移动床干燥器；

步骤B，将蒸汽热源送进流化移动床干燥器的恒速干燥流化床段内的换热器，以及降速干燥移动床段内的换热器；

步骤C，将流化气体送入流化移动床干燥器内，湿物料颗粒在流态化状态下与恒速干燥流化床段内的换热器中的蒸汽实现间接换热，控制湿物料颗粒在恒速干燥流化床段内的停留时间，当湿物料被干燥接近至临界含水量时，进入所述降速干燥移动床段继续干燥；

步骤D，进入降速干燥移动床段内的湿物料颗粒继续与换热器中的蒸汽间接换热，被干燥至符合要求水分的产品；

步骤E，将产品由卸料器排出干燥设备。

本领域技术人员可以理解，所述步骤B中送入恒速干燥流化床段内的换热器的蒸汽是0.01-10MPa(G)的饱和或过热蒸汽，送入降速干燥移动床段内的换热器的蒸汽是0.01-10MPa(G)的饱和或过热蒸汽。

本领域技术人员可以理解，所述步骤D中的脉冲气体先通过物料疏松器，使得饱和或过热蒸汽或氮气或其他惰性气体以脉冲进风的方式进入所述降速干燥移动床段，起到疏松物料帮助物料下落的作用。

本领域技术人员可以理解，所述步骤C中调节循环加压装置的变频器频率或者调节循环加压装置出风管路上的阀门，控制进入恒速干燥流化床段的循环流化气体量,保证恒速干燥流化床段内的物料维持稳定的流态化。

本发明的干燥设备和干燥方法的有益效果在于：

1）干燥设备分为恒速干燥床段和降速干燥床段后，与单纯的内加热流化床干燥机相比，单机处理量更大，动力功耗更低，节能效果显著。

2）整个过热蒸汽干燥过程为无氧环境，安全可靠，连续操作，可与原有电厂的配套工艺无缝连接。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

请参见图1，本发明的干燥设备1包括：顺序相连的进料器10、流化移动床干燥器12、卸料器14。所述进料器10设置在干燥设备1的上部，所述卸料器14设置在干燥设备1的底部，便于待干燥的物料借助重力从上向下移动。

所述流化移动床干燥器12包括恒速干燥流化床段120和降速干燥移动床段122，所述降速干燥移动床段122设置在所述恒速干燥流化床段120之下，所述进料器10与所述恒速干燥流化床段120相连，所述降速干燥移动床段122与所述卸料器14相连。

所述恒速干燥流化床段120内和所述降速干燥移动床段122内分别设有至少一组用于加热物料的换热器124。所述换热器124由蒸汽提供热源，连接每组换热器热源入口的支路上可根据设计要求确定是否带有调节蒸汽流量、压力或温度等参数的装置，并且所述换热器124与干燥设备1外接的锅炉给水系统或它用设备相连。经过换热后，换热器内生成的冷凝水流至锅炉给水系统或根据工艺要求它用。

所述恒速干燥流化床段120和所述降速干燥移动床段122之间设有一用于调节流化气体流速、压力的气体分布器1200，流化气体通过所述气体分布器1200进入所述恒速干燥流化床段120。

优选地，干燥设备还包括除尘器11、循环加压装置13、引风装置15。本领域技术人员可以理解，所述除尘器11可以是一级也可以是多级。流化移动床干燥器12的上部与除尘器11（优选为第一级除尘器）相连，除尘器11（优选为末级除尘器）还分别与循环加压装置13和引风装置15相连。所述恒速干燥流化床段120及降速干燥移动床段122产生的废热蒸汽经所述除尘器11除尘后，一部分通过循环加压装置13返至所述气体分布器1200，一部分通过引风装置15引出系统。所述除尘器11可以为旋风除尘器、布袋除尘器、静电除尘器和湿式除尘器中的一种或多种串联组合。

优选地，所述降速干燥移动床段122和所述卸料器14之间设有一用于疏松床内物料的物料疏松器1220，所述物料疏松器1220使得饱和或过热蒸汽或氮气或其他惰性气体以脉冲进风的方式进入所述降速干燥移动床段122，并自下而上穿过所述降速干燥移动床段122内的物料层，起到疏松所述降速干燥移动床段122内物料的作用。

本发明的干燥方法为：

本发明的干燥方法将流化移动床干燥器12分为不同的床段，通过控制湿物料在不同床段内的停留时间（湿物料在恒速干燥流化床段120被干燥接近至临界含水量，然后进入降速干燥移动床段122继续干燥），最终被干燥至合格水分的产品经卸料器14排出干燥设备1，过程中脱除的湿物料水分以废热蒸汽的形式，呈过热蒸汽状态由干燥设备1上部排出，经除尘后分成两路，一路经引风装置15引出系统，另一路经循环加压装置13返至恒速干燥流化床段120的气体分布器1200。废热蒸汽除提供少量热量外，主要作为流化气体将进入恒速干燥流化床段120内的湿物料流态化，湿物料在流态化状态下与恒速干燥流化床段120内置换热器124中的蒸汽实现间接换热，通过控制湿物料在干燥机流化床段内的停留时间，湿物料被干燥接近至临界含水量，然后进入降速干燥移动床段122继续干燥。在此过程中，通过调节循环加压装置13的变频器频率（当循环加压装置不配带变频器时，可调节加压装置出风管路上的阀门），来控制进入恒速干燥流化床段120的废热蒸汽量,使该废热蒸汽量始终保持在流化床操作范围内，从而保证恒速干燥流化床段120内的物料维持稳定的流态化；进入降速干燥移动床段122内的湿物料继续与该床段内置换热器124中的蒸汽实现间接换热，最终被干燥至产品要求的合格水分后，由卸料器14从干燥设备1的底部排出。

在此过程中，当干燥设备处理的物料不利于在降速干燥移动床段122内移动落料时，采用物料疏松器对降速干燥移动床段122床层内物料进行疏松，将饱和或过热蒸汽或氮气或其它惰性气体通过物料疏松器1220均风后，以脉冲进风的方式进入降速干燥移动床段122，自下而上穿过降速干燥移动床段122内的物料，脉冲气体除提供少量热量外，主要起到疏松降速干燥移动床段122内物料，并带走湿气的作用。

以下是待干燥物料选取褐煤的实施例：

含水30%－60%的褐煤原煤经破碎、筛分后形成粒径小于6mm的褐煤颗粒，褐煤颗粒被送入进料器10内，然后通过进料器10送入流化移动床干燥器12内；将0.01-10MPa(G)的饱和或过热蒸汽热源送进恒速干燥流化床段120内的换热器124，将0.01-10MPa(G)的饱和或过热蒸汽热源送入降速干燥移动床段122的换热器124，来自循环加压装置13的呈过热蒸汽状态的废热蒸汽通入所述恒速干燥流化床段120和所述降速干燥移动床段122之间的气体分布器1200，所述废热蒸汽除提供少量热量外，主要作为流化介质进入流化移动床干燥器12的所述恒速干燥流化床段120。所述恒速干燥流化床段120内的湿褐煤颗粒在流态化状态下与换热器124中的蒸汽实现间接换热，通过控制湿褐煤颗粒在恒速干燥流化床段120内的停留时间，湿物料被干燥接近至临界含水量12%左右，然后进入所述降速干燥移动床段122继续干燥，在此过程中，通过调节循环加压装置13的变频器频率（当循环加压装置13不配带变频器时，可调节循环加压装置13出风管路上的阀门），来控制进入恒速干燥流化床段120的废热蒸汽量,从而保证恒速干燥流化床段120内的物料维持稳定的流态化；进入降速干燥移动床段122内的褐煤颗粒继续与换热器124中的蒸汽实现间接换热，最终被干燥至符合要求的水分重量占比3%-5%的合格褐煤产品，然后由卸料器14排出干燥设备。在此过程中，为使褐煤颗粒在降速干燥移动床段122内移动落料顺畅，所述降速干燥移动床段122内设有物料疏松器1220，饱和或过热蒸汽或氮气或其它惰性气体经所述物料疏松器以脉冲进风的方式进入降速干燥移动床段122内，饱和或过热蒸汽或氮气或其它惰性气体自下而上穿过所述降速干燥移动床段122内的物料，除提供少量热量外，主要起到疏松所述降速干燥移动床段122内物料，并带走湿气的作用。

流化气体、疏松气体、褐煤颗粒脱除的水分形成的蒸汽共同形成废热蒸汽，该废热蒸汽呈过热蒸汽状态由干燥设备1的上部排出，经除尘器11除尘后，一路经循环加压装置13返至恒速干燥流化床段120的气体分布器1200，另一路经引风装置15引出系统。干燥设备1内置的换热器124中的蒸汽经间接换热生成的冷凝水去锅炉给水系统或根据工艺要求它用。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种干燥设备，其包括：顺序相连的进料器、流化移动床干燥器、卸料器，其特征在于：

所述流化移动床干燥器包括恒速干燥流化床段和降速干燥移动床段，所述进料器与所述恒速干燥流化床段相连，所述降速干燥移动床段与所述卸料器相连；

所述恒速干燥流化床段内和所述降速干燥移动床段内分别设有至少一组用于加热物料的换热器；

所述恒速干燥流化床段和所述降速干燥移动床段之间设有一用于调节流化气体流速和压力的气体分布器，流化气体通过所述气体分布器进入所述恒速干燥流化床段。

2.如权利要求1所述的干燥设备，其特征在于：所述干燥设备设有至少一级除尘器，所述除尘器与干燥设备上部相连，所述恒速干燥流化床段及降速干燥移动床段产生的废热蒸汽经所述除尘器除尘后，一部分废热蒸汽通过循环加压装置返至所述气体分布器，一部分引出系统。

3.如权利要求2所述的干燥设备，其特征在于，所述除尘器为旋风除尘器、布袋除尘器、静电除尘器和湿式除尘器中的一种或多种串联组合。

4.如权利要求1-3任意一项所述的干燥设备，其特征在于，所述降速干燥移动床段和所述卸料器之间设有一用于疏松床内物料的物料疏松器，所述物料疏松器使得饱和或过热蒸汽或氮气或其它惰性气体以脉冲进风的方式进入所述降速干燥移动床段，并自下而上穿过干燥机移动床段内的物料层，起到疏松干燥机内物料的作用。

5.如权利要求1所述的干燥设备，其特征在于，所述换热器由饱和或过热蒸汽提供热源，所述换热器与锅炉给水系统或它用设备相连，经过换热后，换热器内生成的冷凝水流至锅炉给水系统或根据工艺要求它用。

6.如权利要求1所述的干燥设备，其特征在于：所述进料器设置在干燥装置的上部，所述降速干燥移动床段设置在所述恒速干燥流化床段之下，所述卸料器设置在干燥装置的底部，便于待干燥的物料借助重力从上向下移动。

7.一种干燥方法，其包括如下步骤：

步骤A，待干燥的湿物料通过进料器进入流化移动床干燥器；

步骤B，将蒸汽热源送进流化移动床干燥器的恒速干燥流化床段内的换热器，以及降速干燥移动床段内的换热器；

步骤C，将流化气体送入流化移动床干燥器内，湿物料颗粒在流态化状态下与恒速干燥流化床段内的换热器中的蒸汽实现间接换热，控制湿物料颗粒在恒速干燥流化床段内的停留时间，当湿物料被干燥接近至临界含水量时，进入所述降速干燥移动床段继续干燥；

步骤D，进入降速干燥移动床段内的湿物料颗粒继续与换热器中的蒸汽间接换热，被干燥至符合要求水分的产品；

步骤E，将产品由卸料器排出干燥设备。

8.根据权利要求7所述的干燥方法，其特征在于：所述步骤B中送入恒速干燥流化床段内的换热器的蒸汽是0.01-10MPa(G)的饱和或过热蒸汽，送入降速干燥移动床段内的换热器的蒸汽是0.01-10MPa(G)的饱和或过热蒸汽。

9.根据权利要求8所述的干燥方法，其特征在于：步骤D中，饱和或过热蒸汽或氮气或其它惰性气体先通过物料疏松器，使得上述疏松气体以脉冲进风的方式进入所述降速干燥移动床段，起到疏松物料帮助物料下落的作用。

10.根据权利要求7所述的干燥方法，其特征在于：步骤C中，调节循环加压装置的变频器频率或者调节循环加压装置出风管路上的阀门，控制进入恒速干燥流化床段的循环流化气体量，保证恒速干燥流化床段内的物料维持稳定的流态化。