CN108362075B - 集成吸收式热泵的床混式空气流化床干燥煤泥燃烧系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤泥干燥领域，为通过充分利用煤泥自身燃烧、干燥过程中对应产生的煤灰、蒸气作为热源，实现低能耗干燥煤泥，有效提高煤泥燃烧系统的热效率与安全性，本发明提供了一种集成吸收式热泵的床混式空气流化床干燥煤泥燃烧系统，该系统采用热空气作为流化介质，并与燃烧后的部分循环煤灰共同作为干燥煤泥的热源，所述热空气是利用煤泥干燥后产生的蒸气加热空气而成，循环灰是煤泥自身燃烧的产物。本发明采用循环灰与热空气作为干燥介质，热空气同时作为流化介质，体现了通过系统集成实现煤泥的干燥热源源于其自身燃烧、干燥产物的思想，可有效降低煤泥干燥能耗，提高煤泥燃烧系统效率，同时煤泥干燥后蒸气的回收利用，也可实现系统的节水。
Description
技术领域
本发明涉及煤泥干燥领域，特别涉及一种集成吸收式热泵的床混式空气流化床干燥煤泥燃烧系统。
背景技术
煤泥被干燥后其热值得以提高，用于燃烧可提高锅炉的热效率与安全性，然而干燥煤泥需要消耗大量热能。目前煤泥或褐煤的干燥设备采用带式输送、回转滚筒以及流化床的干燥器，干燥介质主要采用空气、蒸汽及烟气，其中空气的加热热源多采用太阳能或/和电厂余热（含汽轮机抽汽、循环冷却水、烟气等携带的热量），也有少数文献提到采用吸收式热泵加热水来干燥褐煤的，热泵的驱动热源采用了传统的汽轮机抽汽，会带来系统的发电量减少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成吸收式热泵的床混式空气流化床干燥煤泥燃烧系统，通过充分利用煤泥自身燃烧、干燥过程中对应产生的煤灰、蒸气作为热源，实现低能耗干燥煤泥，有效提高煤泥燃烧系统的热效率与安全性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种集成吸收式热泵的床混式空气流化床干燥煤泥燃烧系统，该系统采用热空气作为流化介质，并与燃烧后的部分循环煤灰共同作为干燥煤泥的热源，所述热空气是利用煤泥干燥后产生的蒸气加热空气而成。
所述的集成吸收式热泵的床混式空气流化床干燥煤泥燃烧系统包括煤泥仓、床混式空气流化床干燥器、循环流化床锅炉、旋风分离器、吸收式热泵机组和回收罐，床混式空气流化床干燥器作为干燥煤泥的设备，吸收式热泵机组作为加热空气的装置；
所述吸收式热泵机组的蒸气入口与旋风分离器的蒸气出口流体导通，旋风分离器产生的蒸气作为吸收式热泵机组的驱动热源，吸收式热泵机组的冷空气入口外接鼓风机，吸收式热泵机组的热空气出口与床混式空气流化床干燥器的热空气入口流体导通，吸收式热泵机组的蒸气出口与回收罐的入口流体导通；
所述床混式空气流化床干燥器的煤泥入口与煤泥仓的高含水率煤泥出口流体导通，床混式空气流化床干燥器的热床料入口与循环流化床锅炉的循环灰出口导通，循环流化床锅炉产生的循环灰构成床混式空气流化床干燥器的干燥热源，床混式空气流化床干燥器的乏气出口与旋风分离器的入口流体导通，床混式空气流化床干燥器的干燥煤泥管道出口、旋风分离器的细颗粒出口均与循环流化床锅炉的燃料入口导通。
所述吸收式热泵机组包括吸收式热泵机组发生器、吸收式热泵机组冷凝器、吸收式热泵机组蒸发器和吸收式热泵机组吸收器，吸收式热泵机组的蒸气入口和蒸气出口均设置在吸收式热泵机组发生器上，吸收式热泵机组的冷空气入口设置在吸收式热泵机组吸收器上，吸收式热泵机组的热空气出口设置在吸收式热泵机组冷凝器上，吸收式热泵机组蒸发器上设有低温热源-热循环冷却水入口和冷循环冷却水出口，吸收式热泵机组吸收器的空气出口与吸收式热泵机组冷凝器的空气入口流体导通。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明中流化床干燥器的干燥介质采用热床料与热空气，其中热床料为煤泥经循环流化床锅炉燃烧后的循环灰，热空气来自煤泥干燥后的蒸气作为驱动热源的吸收式热泵机组，热空气同时作为流化介质。利用煤泥燃烧后的煤灰与经吸收式热泵机组加热的空气作为干燥煤泥的热源，加热空气的驱动热源来自煤泥干燥后的蒸气，充分体现了通过系统集成实现煤泥的干燥热源源于其自身燃烧、干燥产物的思想，从而可有效降低煤泥干燥能耗，提高煤泥燃烧系统效率，同时煤泥干燥后蒸气的回收利用，也可实现系统的节水。
附图说明
图1为本发明的系统架构示意图；
图2为本发明系统的干燥燃烧流程示意图；
图中：1-煤泥仓，2-床混式空气流化床干燥器，3-循环流化床锅炉，4-旋风分离器，5-吸收式热泵机组，5-1-吸收式热泵机组发生器，5-2-吸收式热泵机组冷凝器，5-3-吸收式热泵机组蒸发器，5-4-吸收式热泵机组吸收器，6-鼓风机，7-回收罐，8-膨胀阀，9-入口煤泥，10-高含水率煤泥，11-热空气，12-循环灰（热床料），13-干燥煤泥，14-乏气，15-细颗粒，16-蒸气，17-燃料（混合干燥煤泥），18-驱动热源出口蒸气，19-空气，20-热循环冷却水，21-冷循环冷却水，22-稀吸收溶液，23-浓吸收溶液，24-冷剂蒸气A，25-冷剂蒸气B。
具体实施方式
结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本实施例集成吸收式热泵的床混式空气流化床干燥煤泥燃烧系统，包括煤泥仓、床混式空气流化床干燥器、循环流化床锅炉、旋风分离器、吸收式热泵机组和回收罐，床混式空气流化床干燥器作为干燥煤泥的设备，吸收式热泵机组作为加热空气的装置。
床混式空气流化床干燥器的干燥介质入口分别与循环流化床锅炉的循环灰出口、吸收式热泵机组冷凝器的热空气出口流体导通，流化床干燥器的出口分别与循环流化床锅炉燃料-干燥煤泥入口、旋风分离器入口乏气导通；分离器的蒸气出口与吸收式热泵机组中发生器的驱动热源入口流体导通；空气依次流经鼓风机、吸收式热泵机组的吸热器与冷凝器，再与流化床干燥器的热空气入口流体导通；吸收式热泵机组发生器的驱动热源出口与回收罐的入口流体导通。
煤泥仓的入口与入口煤泥流体导通，煤泥仓的高含水率煤泥出口与床混式空气流化床干燥器的煤泥入口流体导通。
床混式空气流化床干燥器的煤泥入口与煤泥仓的高含水率煤泥出口流体导通，床混式空气流化床干燥器的热空气入口与吸收式热泵机组的热空气出口流体导通，床混式空气流化床干燥器的热床料入口与循环流化床锅炉的循环灰出口导通，床混式空气流化床干燥器的干燥煤泥出口与循环流化床锅炉燃料入口导通，床混式空气流化床干燥器的出口乏气（蒸汽空气混合物）与旋风分离器入口流体导通。
旋风分离器入口与床混式空气流化床干燥器的出口乏气流体导通，旋风分离器的蒸气出口与吸收式热泵机组中发生器的驱动热源入口流体导通，旋风分离器的细颗粒出口与床混式空气流化床干燥器的出口干燥煤泥管道导通。
循环流化床锅炉燃料入口与床混式空气流化床干燥器的干燥煤泥出口、旋风分离器的细颗粒出口导通，循环流化床锅炉的循环灰出口与床混式空气流化床干燥器的热床料入口导通。
吸收式热泵机组包括吸收式热泵机组发生器、吸收式热泵机组冷凝器、吸收式热泵机组蒸发器和吸收式热泵机组吸收器，吸收式热泵机组的蒸气入口和蒸气出口均设置在吸收式热泵机组发生器上，吸收式热泵机组的冷空气入口设置在吸收式热泵机组的吸收器上，吸收式热泵机组的热空气出口设置在吸收式热泵机组的冷凝器上，吸收式热泵机组的低温热源-热循环冷却水入口和冷循环冷却水出口均设置在吸收式热泵机组蒸发器上，吸收式热泵机组吸收器的空气出口与吸收式热泵机组冷凝器的空气入口流体导通。
鼓风机的空气出口与吸收式热泵机组吸收器的空气入口流体导通。
回收罐的入口与吸收式热泵机组发生器的蒸气出口流体导通。
如图2所示的干燥燃烧流程，该系统采用热空气为流化介质的流化床干燥器作为干燥煤泥的设备，加热空气的装置采用高效的吸收式热泵机组，特别是吸收式热泵的驱动热源为煤泥干燥后的蒸气，避免了采用汽轮机抽汽带来的系统发电量减少的问题。将煤泥干燥后的蒸气用作吸收式热泵的驱动热源，是基于煤泥干燥后产生的含有大量蒸气的乏气从能量、物质的角度均应得到利用，回收其余热可用作吸收式热泵的驱动热源来加热空气，利用该热空气流化干燥煤泥，可有效降低煤泥干燥的能耗。同时回收利用该蒸气，可实现系统节水。
该发明中煤泥的干燥热源除了用作流化介质的热空气外，还有煤泥燃烧后的循环灰，这是基于煤泥中灰分、水分含量高，宜采用循环流化床锅炉燃烧，燃烧后的煤灰的温度为800oC左右，其部分循环可用作干燥煤泥的热源。
综上，采用煤泥干燥后的蒸气驱动吸收式热泵机组以加热空气，将该热空气作为流化介质，并与煤泥燃烧后的部分煤灰（循环灰）共同作为热源干燥煤泥，充分通过系统集成，有效提高了煤泥干燥与燃烧系统的效率。同时煤泥干燥后蒸气的回收利用，也可实现系统的节水。
Claims (2)
1.一种集成吸收式热泵的床混式空气流化床干燥煤泥燃烧系统，其特征在于：该系统采用热空气作为流化介质，并与燃烧后的部分循环煤灰共同作为干燥煤泥的热源，所述热空气是利用煤泥干燥后产生的蒸气加热空气而成；
该系统包括煤泥仓(1)、床混式空气流化床干燥器(2)、循环流化床锅炉(3)、旋风分离器(4)、吸收式热泵机组(5)和回收罐(7)，床混式空气流化床干燥器(2)作为干燥煤泥的设备，吸收式热泵机组(5)作为加热空气的装置；
所述吸收式热泵机组(5)的蒸气入口与旋风分离器(4)的蒸气出口流体导通，旋风分离器(4)产生的蒸气作为吸收式热泵机组(5)的驱动热源，吸收式热泵机组(5)的冷空气入口外接鼓风机(6)，吸收式热泵机组(5)的热空气出口与床混式空气流化床干燥器(2)的热空气入口流体导通，吸收式热泵机组(5)的蒸气出口与回收罐(7)的入口流体导通；
床混式空气流化床干燥器(2)的干燥介质入口分别与循环流化床锅炉(3)的循环灰出口、吸收式热泵机组(5)中冷凝器的热空气出口流体导通，床混式空气流化床干燥器(2)的出口分别与循环流化床锅炉燃料-干燥煤泥入口、旋风分离器(4)入口乏气导通；旋风分离器(4)的蒸气出口与吸收式热泵机组(5)中发生器的驱动热源入口流体导通；空气依次流经鼓风机(6)、吸收式热泵机组(5)的吸热器与冷凝器，再与床混式空气流化床干燥器(2)的热空气入口流体导通；吸收式热泵机组(5)的发生器的驱动热源出口与回收罐(7)的入口流体导通；
所述床混式空气流化床干燥器(2)的煤泥入口与煤泥仓(1)的高含水率煤泥出口流体导通，床混式空气流化床干燥器(2)的热床料入口与循环流化床锅炉(3)的循环灰出口导通，循环流化床锅炉(3)产生的循环灰构成床混式空气流化床干燥器(2)的干燥热源，床混式空气流化床干燥器(2)的乏气出口与旋风分离器(4)的入口流体导通，床混式空气流化床干燥器(2)的干燥煤泥管道出口、旋风分离器(4)的细颗粒出口均与循环流化床锅炉(3)的燃料入口导通。
2.根据权利要求1所述的集成吸收式热泵的床混式空气流化床干燥煤泥燃烧系统，其特征在于：所述吸收式热泵机组(5)包括吸收式热泵机组发生器(5-1)、吸收式热泵机组冷凝器(5-2)、吸收式热泵机组蒸发器(5-3)和吸收式热泵机组吸收器(5-4)，吸收式热泵机组(5)的蒸气入口和蒸气出口均设置在吸收式热泵机组发生器(5-1)上，吸收式热泵机组(5)的冷空气入口设置在吸收式热泵机组吸收器(5-4)上，吸收式热泵机组(5)的热空气出口设置在吸收式热泵机组冷凝器(5-2)上，吸收式热泵机组蒸发器(5-3)上设有低温热源-热循环冷却水入口和冷循环冷却水出口，吸收式热泵机组吸收器(5-4)的空气出口与吸收式热泵机组冷凝器(5-2)的空气入口流体导通。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |