CN105505515A - 一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，罐体自上而下由预热段、加热段和冷却段依序组成；罐体设有进料口和出料口，连接有引风设备的尾汽出口设于罐体的预热段，连接有高温汽气源装置的高温进汽口设于罐体的加热段、冷却段或设于加热段和冷却段的相接处。通入高温进汽口的汽源是高于180℃的蒸汽、或蒸汽和其他气体的混合汽，且汽量应能使罐体加热段的煤的温度升高到105℃-180℃。经该装置干燥后的煤水分低，单位热值升高，且颗粒体积缩小，水份回吸少，机械硬度和热稳定性较好地保持，粉化、风化大大降低。干燥过程煤吸水放出的大量热及汽化潜热大部分回收利用，外加的耗能低且设备造价低，环保易于控制，易于大批量生产。

Description

一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置及其方法
技术领域
本发明涉及褐煤或低变质长焰煤的加工利用领域，尤其是涉及褐煤或低变质长焰煤干燥的装置及方法。
背景技术
众所周知，褐煤或低变质长焰煤在地球上赋存量非常巨大，但水分高，单位热值低，易吸收环境中的水份而升温导致自燃，易粉化，机械强度和热稳定性低，不利于直接运输和利用。多年来，世界各国对于降低褐煤水分或低变质长焰煤的水分，从而提高单位热值，提高煤质进行了大量的研究，但还没有成熟的技术流程，存在诸多弊端。主要有：1、热风耗能高，蒸发原煤中大量的水份需外加的热能过高，而褐煤或低变质长焰煤吸水时自身所释放的大量能量未能利用；2、干燥过程煤温低于105℃，未能引起褐煤或低变质长焰煤自身性质改变，内水降低困难，产品对干燥过程环境中的水分复吸严重；3、产品粉化严重，机械强度，热稳定性低，不利于运输；4、设备复杂、造价高、生产成本高、难于大型工业化运用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种褐煤或低变质长焰煤的干燥的装置及其方法。经该装置和方法干燥后的褐煤水分降低显著，单位热值升高，且颗粒体积缩小，水份回吸少，机械硬度和热稳定性较好地保持，粉化、风化大大降低。干燥过程褐煤或低变质长焰煤吸水放出的大量热及蒸发的水份的汽化潜热大部分回收利用，外加的耗能低且设备造价低，生产成本低，环保易于控制，易于大批量生产。
为实现上述目的，本发明技术方案为：
一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，包括一罐体；所述罐体自上而下由预热段、加热段和冷却段依序组成；于罐体的进料口和出料口分别对应设于罐体的顶部和底部；罐体还包括有一个或多个的尾汽出口和一个或多个的高温进汽口，所述的尾汽出口设于罐体的预热段，所述的高温进汽口设于罐体的加热段、冷却段或设于加热段和冷却段的相接处；所述的尾汽出口连接有引风设备，所述的高温进汽口连接有一个或多个的高温汽气源装置。
如上所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，所述的进料口和出料口设有关风器。
如上所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，于罐体的预热段还设有一个或多个的空气进口。
如上所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，所述的高温进汽口连接有汽体分散装置。
如上所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，所述的进料口和出料口的横截面积小于罐体的横截面积；且所述的进料口具有一定长度连通罐体内部，所述的出料口具有一定长度连通罐体内部。
如上所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，所述的尾汽出口连接所述的高温进汽口。
如上所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，通入高温进汽口的汽源是蒸汽、或蒸汽和其他气体的混合汽，所述的蒸汽、或蒸汽和其他气体的混合汽的温度高于180℃，且所需的蒸汽、或蒸汽和其他气体的混合汽的汽量应能使罐体加热段的煤的温度升高到105℃-180℃。
如上所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，所述的蒸汽和其他气体的混合汽中含有不溶或难溶于水的油蒸汽。
如上所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，所述的蒸汽和其他气体的混合汽中含有常温易挥发的汽体。
经本发明褐煤或低变质长焰煤的干燥装置及其干燥方法加工后的褐煤或低变质长焰煤具有以下优点：
第一，本明将高于180℃的蒸汽、或蒸汽和其他气体的混合汽一定量的通过入罐体内，使罐体加热段的煤的温度升高到105℃-180℃，有助于提高褐煤或低变质长焰煤的单位热值，提高经济价值和运用范围。由于褐煤或低变质长焰煤原煤强度差，易风化粉化，本发明在混合汽中加入不溶或难溶于水的油蒸汽或常温易挥发的汽体，使生产的褐煤或低变质长焰煤除水份降低，单位热值升高外机械强度和热稳定性都较好保持，除了燃料外，可用作造汽、煤化工等其它领域的原料煤。
第二，节能。因为褐煤或低变质长焰煤本身吸水时会放出大量的热能，而且通过高温进汽口连接汽体分散装置，使通入的蒸汽或蒸汽和其它气体的混合汽和煤中蒸发出的蒸汽汽化热大部份被利用，所以本方法和发明采用的热源蒸汽用量少，耗能低。而且除了高温汽源装置外，电厂或化工厂的蒸汽尾汽回收过热即可利用作为热源，汽化潜热回收利用，汽源来源广泛，为社会节能减排。
第三，本发明待加工的煤在一个罐体内，依序自上而下完成预热、加热和冷却，工艺简单、生产安全、设备造价低、生产成本低、易于大型工业化生产和推广。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明褐煤或低变质长焰煤的干燥装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，包括一罐体1。所述的罐体1自上而下由预热段1A、加热段1B和冷却段1C依序组成。所述的罐体1的形状可以是立式的长方体、正方体或葫芦状，所述罐体1的形状应尽可能让煤均匀地受到预热和加热。
所述的罐体1设有进料口2和出料口5，所述的进料口2设于罐体1的顶部，可以是从罐体1的顶面连通罐体内部，或从罐体1的侧面连通罐体内部；所述的出料口5设于罐体1的底部，从罐体1的底面连通罐体内部。
所述的罐体1还包括有一个或多个的尾汽出口4和一个或多个的高温进汽口3。所述的尾汽出口4设于罐体1的预热段1A，具体的说，该尾汽出口4位于罐体1的顶部，可以是从罐体1的顶面或侧面连通罐体内部。所述的高温进汽口3设于罐体的加热段1B、冷却段1C，或设于加热段1B和冷却段1C的相接处。
所述的尾汽出口4连接有引风设备8，该引风设备8可以是引风机、抽气泵等能使罐体1内形成负压环境的装置。
所述的高温进汽口3连接有一个或多个的高温汽源装置。在本实施例中，所述的高温汽源装置如图1所示，设置为前、后高温汽源装置3A、3B。通入高温进汽口的汽源是蒸汽、或蒸汽和其他汽体的混合汽，汽源是先经前高温汽源装置3A加热后，再经过再加热设备(后高温汽源装置3B)加热后的汽体。前高温汽源装置3A产生的蒸汽最好是低压过热蒸汽，也可以是带有热能的蒸汽尾汽；所述的混合汽中的蒸汽比例越高越好，其它汽体应当是不会引起加工的煤着火的汽体。所述的高温汽源装置可以是蒸汽过热器、热载体锅炉或换热器等其它可给汽体加热的设备。
工作时，待加工的煤7被送到设在罐体顶部的进料口2，待加工的煤7可以依靠重力下落，也可以依设置好的给料装置进入立式的罐体1内。所述的进料口2的横截面积应小于罐体1的横截面积，且所述的进料口2具有一定长度连通罐体内部，在本实施例中，所述的进料口2具有一定长度延伸进罐体内部，满足装满料时煤的料柱能阻止大量的空气能从进料口2进入。
进料口2内设有关风器6，当煤7进入罐体1后，在位于罐体上部的预热段1A受到从罐体中部或下部上升的蒸汽或混合汽的尾汽进行预热，同时吸收蒸汽和冷凝水自身亦发热升温，而进一步产生的尾汽大部份从罐体顶部设置的一个或多个的尾汽出口4排出罐体。通过尾汽出口4连接的引风设备8的工作，使罐体1内整体(除进汽口3可以是正压也可以是负压外)处于负压环境。所述的尾汽出口4连接所述的高温进汽口3。从引风设备8引出的尾汽可以部分作为混合汽的成份从高温进汽口3进入重复使用。少部分尾汽或冷凝水伴随煤颗粒下行。
本发明还在罐体1的预热段1A的中部或下部增加设有一个或多个的空气进口9。空气进口9连接有气体分散装置，以便气体均匀地扩散。空气从空气进口9进入罐体内部，从罐体顶部的多个尾汽出口4抽出时，可以从煤颗粒表面和罐体内夹带出大量的冷凝水和低温尾汽，减少冷凝水伴随煤颗粒下行被重复加热，减少干燥的总耗能。
通入高温进汽口3的汽源是蒸汽或蒸汽和其它气体的混合汽。混合汽中蒸汽所占比例越高越好，所述的混合汽中其他汽体可以是含有如上所述的从尾汽出口4抽出的带有热能的尾汽，可以是含有空气，也可以是含有不溶或难溶于水的油蒸汽，或含有常温易挥发的汽体等其它有利汽体。所述的高温进汽口3连接有汽体分散装置，以便蒸汽或混合汽均匀地扩散。由罐体预热段1A的煤继续下行到加热段1B,由高温进汽口3进入的蒸汽或蒸汽和其它气体的混合汽对从上部缓慢下行的煤进行加热烘干，蒸汽、或蒸汽和其他气体的混合汽的温度应高于180℃(蒸汽低于180℃烘干能力有限，烘干速度慢，蒸汽耗量大)，且所需的蒸汽、或蒸汽和其他气体的混合汽的汽量应能使该罐体加热段1B的煤的温度升高到105℃-180℃(低于105℃时的产品煤容易复吸空气中的水份，高于180℃时的产品煤中的挥发份容易逸出)。烘干过程中，蒸汽或蒸汽和其它气体的混合汽自身温度降低或部份冷凝，未冷凝的尾汽和煤中蒸发出来的蒸汽大部份上升，与上面的煤和空气进行进一步热交换，少部分伴随煤颗粒下行。
如上所述，本发明在通入高温进汽口的混合汽里加入不溶或难溶于水的油蒸汽，是因为负压环境运行，油蒸汽容易被煤颗粒吸收，可增强成品煤的防水性能。
如上所述，本发明在通入高温进汽口的混合汽里加入酒精、工业酒精等常温下易挥发的汽体，可以使煤在加热过程和成品堆放过程可进一步脱水。
受到加热段1B加热烘干的煤继续下行，自身进一步蒸发水份，同时自身逐渐降温，最终由罐体底部的出料口5排出。出料口5的横截面积小于罐体1的横截面积，且所述的出料口5具有一定长度伸出罐体1外，以满足煤的料柱能阻止大量的空气从出料口5进入罐体。出料口5设有关风器6，排出罐体的煤可经自然冷却或进一步强制冷却(同时自身会再蒸发一部分水份)，即为成品。
本发明可以通过改变进出料速度，或改变预热、加热、冷却各阶段罐体的形状和体积来控制煤在罐体各部位的停留时间，从而控制烘干的效果，也可以通过改变供入的蒸汽或蒸汽和其它气体的混合汽的温度和汽量来改变干燥的效果。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，包括一罐体；其特征在于：所述罐体自上而下由预热段、加热段和冷却段依序组成；于罐体的进料口和出料口分别对应设于罐体的顶部和底部；罐体还包括有一个或多个的尾汽出口和一个或多个的高温进汽口，所述的尾汽出口设于罐体的预热段，所述的高温进汽口设于罐体的加热段、冷却段或设于加热段和冷却段的相接处；所述的尾汽出口连接有引风设备，所述的高温进汽口连接有一个或多个的高温汽气源装置。
2.如权利要求1所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，其特征在于：所述的进料口和出料口设有关风器。
3.如权利要求1所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，其特征在于：于罐体的预热段还设有一个或多个的空气进口。
4.如权利要求1所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，其特征在于：所述的高温进汽口连接有汽体分散装置。
5.如权利要求1所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，其特征在于：所述的进料口和出料口的横截面积小于罐体的横截面积；且所述的进料口具有一定长度连通罐体内部，所述的出料口具有一定长度连通罐体内部。
6.如权利要求1所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，其特征在于：所述的尾汽出口连接所述的高温进汽口。
7.如权利要求1所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，其特征在于：通入高温进汽口的汽源是蒸汽、或蒸汽和其他气体的混合汽，所述的蒸汽、或蒸汽和其他气体的混合汽的温度高于180℃，且所需的蒸汽、或蒸汽和其他气体的混合汽的汽量应能使罐体加热段的煤的温度升高到105℃-180℃。
8.如权利要求7所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，其特征在于：所述的蒸汽和其他气体的混合汽中含有不溶或难溶于水的油蒸汽。
9.如权利要求7所述的一种褐煤或低变质长焰煤的干燥装置，其特征在于：所述的蒸汽和其他气体的混合汽中含有常温易挥发的汽体。
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