CN105258491B - 用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法,系统中设置了氮气源、蒸汽源、乏蒸汽旁路和两级温差换热器组。一级露点换热器中的介质温度是使乏蒸汽降至约75℃露点的温度。二级凝点换热器中的介质温度是乏蒸汽凝点以下的温度。高温高压氮气反吹除尘器内部,蒸汽通过加热盘管对除尘器加热,在氮气和蒸汽作用下,除尘器保持避开露点的温度,免除了露点温度下除尘器布袋被粉尘糊住的故障。氮气降低氧含量,使除尘器运行安全。除尘器的氧气含量和温度未达到要求前,乏蒸汽通过旁路直通大气,既避免了糊布袋故障,又适应了变工况下设备继续运转要求,提高了设备利用率。水回收率达50%以上。本发明适用所有褐煤设备乏蒸汽除尘及水回收系统。

Description

用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种褐煤干燥领域,特别是涉及一种用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法。
背景技术
褐煤较高的含水量使其使用成本增高,极大地限制了褐煤的使用,褐煤燃烧产生的带有大量水分的烟气排放到大气,既污染环境又浪费了水资源,为此对褐煤干燥是常见的提质并回收水资源手段。传统对褐煤干燥技术是:干燥后的乏蒸汽经过换热器冷凝后再进行净化处理,也有一些专利技术采用干燥-除尘-冷却-水回收的方案。传统干燥机出口乏蒸汽的温度约为100℃,露点温度约为75℃。上述技术方案中均未考虑乏蒸汽在结露温度点容易结露的情况,因此上述技术方案中乏蒸汽在经过除尘器时,因管道和设备的散热极易在除尘器的布袋发生结露,布袋结露则会造成粉尘将布袋糊住甚至烤焦,使除尘器无法正常进行除尘工作。另外,上述技术方案中对乏蒸汽仅用一种换热介质采用一级冷却换热,这种冷却换热方式热能转换率低,转换介质获得的热能也未能得到充分利用,乏蒸汽冷凝效果不理想,水回收率偏低。
发明内容
本发明的目的是给出一种除尘器工作状态受控制,除尘器内部温度处在结露温度点偏上,除尘器布袋不结露、除尘能力强,两个水回收换热器利用两种含有不同能量级的冷媒介质构成两级温差换热器,水回收率高,冷媒介质热能利用率高的用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统。
本发明的目的是能够实现的。本发明的用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统包括干燥机通过管路依次连接的除尘器、一级露点换热器、二级凝点换热器、汽水分离器、澄清池以及除尘引风机,其中干燥机的物料出口处在输送机传送带上面,干燥机的乏蒸汽出口主路通过氧量仪和蝶阀一与除尘器管路连接,除尘器通过两个蝶阀与一级露点换热器和二级凝点换热器依次管路连接,二级凝点换热器连接的汽水分离器通过蝶阀与引风机管路连接,汽水分离器与澄清池之间管路上设有单向阀,澄清池与后续水处理装置连接,本发明用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统特征在于:所述用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统中设有一个氮气源,氮气源通过管路连接氮气加热器,氮气加热器出口分成两路,一路通过管路经球阀与除尘器上部连接,一路通过管路经球阀和安全阀与除尘器中下部连接,所述除尘器的底部设有加热盘管,加热盘管一端通过管路与蒸汽源连接,另一端与蒸汽回收管连接,所述干燥机出口还设有一条除尘器旁路,除尘器旁路通过蝶阀二经除尘器的出口管路与设有蝶阀三的换热器旁路连接,换热器旁路经引风机通大气。
本发明用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统,其中所述一级露点换热器的一端与水介质或空气介质进口管路连接,另一端与水介质或空气介质出口管路连接,一级露点换热器内的水介质或空气介质温度为乏蒸汽露点偏上的温度,所述二级凝点换热器的一端与空气介质或水介质进口管路连接,另一端与空气介质或水介质出口管路连接,二级凝点换热器内空气介质的温度为保持乏蒸汽处在凝点以下的温度,所述一级露点换热器与二级凝点换热器构成两级温差换热器组。
本发明用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统,其中所述氮气加热器连接在除尘器上的流通管路呈四角切圆布置。
本发明另一个目的是给出用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法,本发明的用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法是通过以下步骤完成的,其中包括:
步骤一、在用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统工作之前,首先关闭蝶阀一和除尘器与一级露点换热器之间的两个蝶阀,切断乏蒸汽进入除尘器和两级温差换热器组的路径,打开除尘器旁路上的蝶阀二和换热器旁路的蝶阀三,使干燥机出口通过除尘器旁路和换热器旁路经引风机与大气连通,打开蒸汽源,使蒸汽进入加热盘管,加热盘管开始对除尘器及各管道进行预热,再打开氮气源和氮气加热器,向除尘器的顶部和底部反吹高温高压氮气。
步骤二、步骤一之后启动干燥机工作,此时干燥机出口的乏蒸汽经由除尘器旁路、换热器旁路和引风机直接排入大气,干燥机排出的物料通过输送机进入后续工序。
步骤三、查看氧量仪,当氧量仪指示乏蒸汽含氧量<12%以及除尘器温度满足工作要求时,打开蝶阀一以及除尘器与一级露点换热器之间的两个蝶阀,关闭除尘器旁路上的蝶阀二和换热器旁路的蝶阀三,令干燥机出口的乏蒸汽依次经过除尘器、一级露点换热器、二级凝点换热器至汽水分离器,汽水分离器中的不凝气体与冷凝水分离,由除尘引风机排出,冷凝水被收集至回澄清池,澄清池中的水输送至后续水处理装置。
步骤四、当含氧量<12%以及除尘器温度满足工作要求时,在蝶阀的关、开位置置换之前,还通过管路将一级露点换热器连通介质源,通过管路将二级凝点换热器连通介质源,其中,一级露点换热器中的换热介质温度是使乏蒸汽从110℃降至约75℃露点的温度,二级凝点换热器中的介质温度为达到乏蒸汽凝点以下的温度。
步骤五、利用本发明的用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法进行褐煤干燥时的蒸汽除尘和水回收,系统停止工作时,关闭所有的蝶阀并停止氮气和蒸汽的供给。
本发明用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法,其中所述一级露点换热器 中的换热介质为水时,其出口管路与余热锅炉连接,使回收水再次产生蒸汽供给加热盘管,用于除尘器加热。
本发明用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法与现有技术不同之处在于本发明的用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统中设置了氮气源、蒸汽源以及乏蒸汽的流通旁路,将换热器设置成由一级露点换热器和二级凝点换热器组成的两级温差换热器组。本发明利用氮气源中的高温高压氮气反吹除尘器内部,利用蒸汽源的蒸汽对加热盘管加热。在高温高压氮气和加热盘管共同作用下,除尘器内部空间温度保持稳定,避开了露点温度,免除了除尘器布袋在露点温度下被粉尘将布袋糊住发生故障现象,同时还便于定期清理除尘器布袋及仓底的粉尘。氮气降低了除尘器内的含氧量,保障除尘器运行安全。本发明用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统干燥机工作初始阶段,在除尘器中的氧气含量和温度均未达到要求时,干燥机出口的乏蒸汽通过旁路直接通大气,既避免了此工况时除尘器糊布袋故障,又适应了变工况状态下设备继续运转使用要求,提高了设备利用率。本发明设置的两级温差换热器组利用两种含有不同能量级的冷媒介质进行换热,符合能量梯级利用。一级露点换热器中的换热介质温度是保持乏蒸汽从110℃降至约75℃露点的温度,乏蒸汽在一级露点换热器中一部分冷凝成水。二级凝点换热器的中的介质温度应是乏蒸汽凝点以下的温度,乏蒸汽在二级凝点换热器中绝大部分凝结成水。本发明水回收率达50%以上。本发明适用所有褐煤设备乏蒸汽除尘以及水回收系统。
下面结合附图对本发明的用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统及工艺方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明的用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统是对已有技术的再创造。本发明的用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统包括干燥机1通过管路依次连接的除尘器2、一级露点换热器5、二级凝点换热器6、汽水分离器7、澄清池8以及除尘引风机9。其中干燥机1的物料出口处在输送机10传送带上面。干燥机1的乏蒸汽出口主路通过氧量仪13和蝶阀一14与除尘器2管路连接,除尘器2通过两个蝶阀与一级露点换热器5和二级凝点换热器6依次管路连接,二级凝点换热器6连接的汽水分离器7通过蝶阀与引风机9管路连接;汽水分离器7与澄清池8之间管路上设有单向阀,澄清池8与后续水处理装置G连接。本发明用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统中设有一个氮气源11,氮气源11通过管路连接氮气加热器3,氮气加热器3出口分成两路,一路通过管路经球阀与除尘器2上部连接,一路通过管路经球阀和安全阀与除尘器2中下部连接。除尘器2的底部设有加热盘管4,加热盘管4一端通过管路与蒸汽源12连接,另一端与蒸汽回收管F连接。干燥机1出口还设有一条除尘器旁路H,除尘器旁路H通过蝶阀二15经除尘器2的出口管路与设有蝶阀三16的换热器旁路L连接,换热器旁路L经引风机9通大气。
一级露点换热器5的一端与水介质或空气介质进口管路A连接,另一端与水介质或空气介质出口管路C连接。一级露点换热器5内的水介质或空气介质温度为乏蒸汽露点偏上的温度。二级凝点换热器6的一端与空气介质或水介质进口管路B连接,另一端与空气介质或水介质出口管路D连接。二级凝点换热器6内空气介质的温度为保持乏蒸汽处在凝点以下的温度。一级露点换热器5与二级凝点换热器6构成两级温差换热器组。
本发明中的氮气加热器3连接在除尘器2上的流通管路呈四角切圆布置。
本发明用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法由以下步骤完成:
步骤一、在用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统工作之前,首先关闭蝶阀一14和除尘器2与一级露点换热器5之间的两个蝶阀,切断乏蒸汽进入除尘器2和两级温差换热器组的路径,打开除尘器旁路H上的蝶阀二15和换热器旁路L的蝶阀三16,使干燥机1出口通过除尘器旁路H和换热器旁路L经引风机9与大气连通,打开蒸汽源12,使蒸汽进入加热盘管4,加热盘管4开始对除尘器及各管道进行预热,再打开氮气源11和氮气加热器3,向除尘器2的顶部和底部反吹高温高压氮气。
步骤二、步骤一之后启动干燥机1工作,此时干燥机1出口的乏蒸汽经由除尘器旁路H、换热器旁路L和引风机9直接排入大气,干燥机1排出的物料通过输送机10进入后续工序E。
步骤三、查看氧量仪13,当氧量仪13指示乏蒸汽含氧量<12%以及除尘器2温度满足工作要求时,打开蝶阀一14以及除尘器2与一级露点换热器5之间的两个蝶阀,关闭除尘器旁路H上的蝶阀二15和换热器旁路L的蝶阀三16,令干燥机1出口的乏蒸汽依次经过除尘器2、一级露点换热器5、二级凝点换热器6至汽水分离器7,汽水分离器7中的不凝气体与冷凝水分离,由除尘引风机9排出,冷凝水被收集至回澄清池8,澄清池8中的水输送至后续水处理装置G。
步骤四、当含氧量<12%以及除尘器温度满足工作要求时,在蝶阀的关、开位置置换之前,还通过管路A、C将一级露点换热器5连通介质源,通过管路B、D将二级凝点换热器6连通介质源,其中,一级露点换热器5中的换热介质温度是使乏蒸汽从110℃降至约75℃露点的温度,二级凝点换热器6中的介质温度为达到乏蒸汽凝点以下的温度。
步骤五、利用本发明的用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统及工艺方法进行褐煤干燥时的蒸汽除尘和水回收,系统停止工作时,关闭所有的蝶阀并停止氮气和蒸汽的供给。
本发明用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法中,一级露点换热器5 中的换热介质为水时,其出口管路C与余热锅炉连接,使回收水再次产生蒸汽供给加热盘管4,用于除尘器2加热。
本发明若将吸收热量后的水介质加入余热锅炉再次置换成蒸汽对加热盘管加热,介质水置换后的热量得到了充分利用,提高了本发明热能量利用率。
以上所述实施例,仅仅是对本发明优选实施方式进行的描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法,一种用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统包括干燥机(1)通过管路依次连接的除尘器(2)、一级露点换热器(5)、二级凝点换热器(6)、汽水分离器(7)、澄清池(8)以及除尘引风机(9),其中干燥机(1)的物料出口处在输送机(10)传送带上面,干燥机(1)的乏蒸汽出口主路通过氧量仪(13)和蝶阀一(14)与除尘器(2)管路连接,除尘器(2)通过两个蝶阀与一级露点换热器(5)和二级凝点换热器(6)依次管路连接,二级凝点换热器(6)连接的汽水分离器(7)通过蝶阀与引风机(9)管路连接,汽水分离器(7)与澄清池(8)之间管路上设有单向阀,澄清池(8)与后续水处理装置(G)连接,其特征在于:所述用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统中设有一个氮气源(11),氮气源(11)通过管路连接氮气加热器(3),氮气加热器(3)出口分成两路,一路通过管路经球阀与除尘器(2)上部连接,一路通过管路经球阀和安全阀与除尘器(2)中下部连接,所述除尘器(2)的底部设有加热盘管(4),加热盘管(4)一端通过管路与蒸汽源(12)连接,另一端与蒸汽回收管(F)连接,所述干燥机(1)出口还设有一条除尘器旁路(H),除尘器旁路(H)通过蝶阀二(15)经除尘器(2)的出口管路与设有蝶阀三(16)的换热器旁路(L)连接,换热器旁路(L)经引风机(9)通大气;其工艺方法中包括以下步骤:
步骤一、在用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统工作之前,首先关闭蝶阀一(14)和除尘器(2)与一级露点换热器(5)之间的两个蝶阀,切断乏蒸汽进入除尘器(2)和两级温差换热器组的路径,打开除尘器旁路(H)上的蝶阀二(15)和换热器旁路(L)的蝶阀三(16),使干燥机(1)出口通过除尘器旁路(H)和换热器旁路(L)经引风机(9)与大气连通,打开蒸汽源(12),使蒸汽进入加热盘管(4),加热盘管(4)开始对除尘器及各管道进行预热,再打开氮气源(11)和氮气加热器(3),向除尘器(2)的顶部和底部反吹高温高压氮气,
步骤二、步骤一之后启动干燥机(1)工作,此时干燥机(1)出口的乏蒸汽经由除尘器旁路(H)、换热器旁路(L)和引风机(9)直接排入大气,干燥机(1)排出的物料通过输送机(10)进入后续工序(E),
步骤三、查看氧量仪(13),当氧量仪(13)指示乏蒸汽含氧量<12%以及除尘器(2)温度满足工作要求时,打开蝶阀一(14)以及除尘器(2)与一级露点换热器(5)之间的两个蝶阀,关闭除尘器旁路(H)上的蝶阀二(15)和换热器旁路(L)的蝶阀三(16),令干燥机(1)出口的乏蒸汽依次经过除尘器(2)、一级露点换热器(5)、二级凝点换热器(6)至汽水分离器(7),汽水分离器(7)中的不凝气体与冷凝水分离,由除尘引风机(9)排出,冷凝水被收集至回澄清池(8),澄清池(8)中的水输送至后续水处理装置(G),
步骤四、当含氧量<12%以及除尘器温度满足工作要求时,在蝶阀的关、开位置置换之前,还通过管路(A、C)将一级露点换热器(5)连通介质源,通过管路(B、D)将二级凝点换热器(6)连通介质源,其中,一级露点换热器(5)中的换热介质温度是使乏蒸汽从110℃降至约75℃露点的温度,二级凝点换热器(6)中的介质温度为达到乏蒸汽凝点以下的温度,
步骤五、利用用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法进行褐煤干燥时的蒸汽除尘和水回收,系统停止工作时,关闭所有的蝶阀并停止氮气和蒸汽的供给。
2.根据权利要求1所述的用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法,其特征在于:所述一级露点换热器(5)内的水介质或空气介质温度为乏蒸汽露点偏上的温度,二级凝点换热器(6)内空气介质的温度为保持乏蒸汽处在凝点以下的温度,所述一级露点换热器(5)与二级凝点换热器(6)构成两级温差换热器组。
3.根据权利要求1或2所述的用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法,其特征在于:所述氮气加热器(3)连接在除尘器(2)上的流通管路呈四角切圆布置。
4.根据权利要求1所述的用于褐煤干燥的乏蒸汽除尘和水回收系统的工艺方法,其特征在于:所述一级露点换热器(5)中的换热介质为水时,其出口管路(C)与余热锅炉连接,使回收水再次产生蒸汽供给加热盘管(4),用于除尘器(2)加热。
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