CN105716380B - 热补偿式过热蒸汽煤干燥系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热补偿式过热蒸汽煤干燥系统，劣质原煤经过碎煤机的破碎筛选后经过煤仓，之后进入过热蒸汽流化床，在内部进行传热传质过程，之后由过热蒸汽流化床底部流出，经煤冷却器后成为提质煤；所述过热蒸汽流化床的过热蒸汽来自于过热蒸汽抽气源；劣质原煤中的水分在过热蒸汽流化床内部经过加热蒸发成二次蒸汽后由其顶部输出，经过循环风机后通入过热蒸汽流化床与原煤再次进行热交换，冷凝后变成为析出水；所述煤冷却器内通入的冷却给水作为补偿热源水通过相应阀门通入并联的余热换热器和太阳能换热器，所述余热换热器和太阳能换热器均通过阀门连接电过热器，所述电过热器的过热蒸汽出口通过切换阀并接过热蒸汽抽气源后通入过热蒸汽流化床。

Description

热补偿式过热蒸汽煤干燥系统
技术领域
本发明属于低阶煤提质技术及余热回收应用领域， 尤其涉及一种热补偿式过热蒸汽煤干燥系统。
背景技术
过热蒸汽煤干燥是一种新型的煤清洁提质技术。在过热蒸汽煤干燥中，原煤颗粒在经过一定程度的破碎和筛选后与过热蒸汽经过换热及循环蒸汽的接触换热完成提质功能，它具有能耗低、热效率高、无粉尘污染，防止煤粉着火和爆炸，提质后的煤孔隙特性及燃烧特性好等优点。降低煤提质的系统能耗，满足清洁高效燃烧利用，是包括褐煤等在内的低质煤清洁利用的关键技术。过热蒸汽干燥技术的研究和应用始于德国等国家，广泛应用于食品加工、化工造粒、木材加工和造纸干燥等领域，因其高效的传热传质特性及显著节能减排特性受到重视，在低质煤的高效提质及其清洁燃烧领域具有突出的应用价值。
过热蒸汽煤干燥虽然具有比烟气、热风等干燥更多的优势，但由于牺牲的是高品质的过热蒸汽热源，系统的能耗也就是系统技术特性关键指标。过热蒸汽干燥系统曾应用再热或热泵系统提高二次蒸汽的温度、压力参数，虽具有可取之处，但造成系统的复杂以及并未较大强度的降低系统能耗。
发明内容
本发明针对过热蒸汽干燥这一系统的能耗瓶颈，提供了一种热补偿式过热蒸汽煤干燥系统，采用热补偿式过热蒸汽煤干燥方法及系统实现能耗的大幅度降低。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种热补偿式过热蒸汽煤干燥系统，包括碎煤机、煤仓、过热蒸汽流化床、煤冷却器，劣质原煤经过碎煤机的破碎筛选后经过煤仓，之后进入过热蒸汽流化床，在内部进行传热传质过程，之后由过热蒸汽流化床底部流出，经煤冷却器后成为提质煤；所述过热蒸汽流化床的过热蒸汽来自于过热蒸汽抽气源。
劣质原煤中的水分在过热蒸汽流化床内部经过加热蒸发成二次蒸汽后由其顶部输出，经过循环风机后通入过热蒸汽流化床与原煤再次进行热交换，冷凝后变成为析出水。
所述煤冷却器内通入的冷却给水作为补偿热源水通过相应阀门通入并联的余热换热器和太阳能换热器，所述余热换热器和太阳能换热器均通过阀门连接电过热器，所述电过热器的过热蒸汽出口通过切换阀并接过热蒸汽抽气源后通入过热蒸汽流化床。
在补偿热源水、余热换热器、太阳能换热器、电过热器的供给加热工质情况下，过热蒸汽气源进入过热蒸汽流化床加热低质煤，过热蒸汽在换热后凝结成冷凝水；原煤中的水分在过热蒸汽流化床内部经过加热蒸发成二次蒸汽，经过循环风机后与原煤再次进行热交换，冷凝后变成为析出水。这样，将原过热蒸汽煤干燥系统的单一过热蒸汽热源变成具有热补偿方式的过热蒸汽热源供给方式，可以实现过热蒸汽热源的平稳供给，减少系统因过热蒸汽加热介质产生的系统运行波动。本系统中可以实现单一过热蒸汽热源供给方式和热补偿方式过热蒸汽热源供给方式的切换，原系统是用直接供给方式，通过切换阀来完成这一功能。采用热补偿方法以及补偿热源水作为补偿热源的用水，可以明显提高系统干燥速度。
过热蒸汽煤干燥系统的能耗是技术关键，过热蒸汽的平稳供给有利于系统低耗安全运行。从过热蒸汽热源侧衡量，可以降低整体过热蒸汽煤干燥耗能幅度达到约70%，保证过热蒸汽煤干燥系统蒸汽供给源的稳定运行，同时可以实现系统过热蒸汽来源的切换。在过热蒸汽煤干燥系统中，系统内所循环的气体为二次蒸汽，原煤在流化床干燥器中被过热蒸汽加热、原煤中水分在受热脱水而变为二次蒸汽，所产生的二次蒸汽在系统内循环，经过换热器加热后，提供热量对湿物料进行干燥，自身经换热冷却后析出，达到煤干燥提质和蒸发出的水分冷凝析出的效果。
本发明所述系统的优点如下：
1、减少过热蒸汽的能耗。通过热补偿方法可以实现减少过热蒸汽消耗。
2、减少系统波动。过热蒸汽煤干燥系统的单一过热蒸汽热源变成具有热补偿方式的过热蒸汽热源供给方式，可以实现过热蒸汽热源的平稳供给，减少系统因过热蒸汽加热介质产生的系统运行波动。
3、实现系统切换运行功能。本发明系统中可以实现单一过热蒸汽热源供给方式和热补偿方式过热蒸汽热源供给方式的切换，原系统实用直接供给方式。
4、降低系统用水消耗。因本发明采用补偿热源水作为补偿热源的用水，可以明显降低系统用水消耗。
5、提高系统干燥速度。因本发明采用热补偿方法以及补偿热源水作为补偿热源的用水，可以明显提高系统干燥速度。
6、系统整体节能节水。
本发明设计合理，利用热补偿的方法实现过热蒸汽煤干燥系统的高效经济运行，具有较好的市场应用价值。
附图说明
图1表示本系统的连接示意图。
图中，1-碎煤机，2-煤仓，3-过热蒸汽流化床，4-循环风机，5-煤冷却器，6-余热换热器，7-混合阀，8-太阳能换热器，9-电过热器，10-切换阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
一种热补偿式过热蒸汽煤干燥系统，包括碎煤机1、煤仓2、过热蒸汽流化床3、煤冷却器5、余热换热器6，混合阀7，太阳能换热器8，电过热器9，切换阀10。
如图1所示，劣质原煤经过碎煤机1的破碎筛选后经过煤仓2，之后进入过热蒸汽流化床3，在内部进行传热传质过程，之后由过热蒸汽流化床3底部流出，经煤冷却器5后成为提质煤；所述过热蒸汽流化床3的过热蒸汽来自于过热蒸汽抽气源，过热蒸汽气源进入过热蒸汽流化床3加热低质煤，过热蒸汽在换热后凝结成冷凝水。
如图1所示，劣质原煤中的水分在过热蒸汽流化床3内部经过加热蒸发成二次蒸汽后由其顶部输出，经过循环风机4后通入过热蒸汽流化床3与原煤再次进行热交换，冷凝后变成为析出水。
如图1所示，所述煤冷却器5内通入的冷却给水作为补偿热源水通过相应阀门通入并联的余热换热器6和太阳能换热器8，余热换热器6的热源来自于烟气及蒸汽排污热源，太阳能换热器8的热源来自于太阳能热源。所述余热换热器6和太阳能换热器8均通过阀门连接电过热器9，所述电过热器9的过热蒸汽出口通过切换阀10并接过热蒸汽抽气源后通入过热蒸汽流化床3。
如图1所示，在上述基础上，余热换热器6的热质出口和太阳能换热器8的热质出口之间通过混合阀7连接电过热器9。这样余热换热器6与太阳能换热器8通过混合阀7可以实现切换和混合效果。
过热蒸汽煤干燥系统的单一过热蒸汽热源变成具有热补偿方式的过热蒸汽热源供给方式，可以实现过热蒸汽热源的平稳供给，减少系统因过热蒸汽加热介质产生的系统运行波动。
过热蒸汽煤干燥系统中可以实现单一过热蒸汽热源供给方式和热补偿方式过热蒸汽热源供给方式的切换，原系统实用直接供给方式，通过切换阀10来完成这一功能，减少主要的抽气源过热蒸汽的蒸汽耗量，即实现系统整体能耗的降低。
过热蒸汽煤干燥系统中的热补偿方式采用了烟气及蒸汽排污热源和太阳能热源两种热源作为补偿热源，并且这两种热源可以实现混合及来源切换。主要实现了补偿热源采用低成本的工艺实现补偿热源的能量供给。
过热蒸汽煤干燥系统采用煤冷却器的给水作为补偿热源的用水，可以明显降低系统用水消耗，主要提高蒸汽发生速度，提高系统干燥速度。
过热蒸汽煤干燥系统采用补偿热源方式，过热蒸汽干燥在采用热源温度120-160℃基础参数时，可以实现能耗降低16.5-37.5%的目标，在优化补偿热源水供给基础上可以实现更好的节能效果。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。

Claims (2)

1.一种热补偿式过热蒸汽煤干燥系统，包括碎煤机（1）、煤仓（2）、过热蒸汽流化床（3）、煤冷却器（5），劣质原煤经过碎煤机（1）的破碎筛选后经过煤仓（2），之后进入过热蒸汽流化床（3），在内部进行传热传质过程，之后由过热蒸汽流化床（3）底部流出，经煤冷却器（5）后成为提质煤；所述过热蒸汽流化床（3）的过热蒸汽来自于过热蒸汽抽气源；
其特征在于：劣质原煤中的水分在过热蒸汽流化床（3）内部经过加热蒸发成二次蒸汽后由其顶部输出，经过循环风机（4）后通入过热蒸汽流化床（3）与原煤再次进行热交换，冷凝后变成为析出水；
所述煤冷却器（5）内通入的冷却给水作为补偿热源水通过相应阀门通入并联的余热换热器（6）和太阳能换热器（8），所述余热换热器（6）和太阳能换热器（8）均通过阀门连接电过热器（9），所述电过热器（9）的过热蒸汽出口通过切换阀（10）并联连接过热蒸汽抽气源后通入过热蒸汽流化床（3）。
2.根据权利要求1所述的热补偿式过热蒸汽煤干燥系统，其特征在于：余热换热器（6）的热质出口和太阳能换热器（8）的热质出口之间通过混合阀（7）连接电过热器（9）。
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