CN110002443A - 利用余热烟气烘干粉粒煤及废水回收再利用制活性炭的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用余热烟气烘干粉煤及废水回收再利用制活性炭的方法，其特征在于包括如下步骤：1)将原煤筛分、破碎后进入末煤筒仓；2)在末煤筒仓的物料经一级烘干和二级烘干后进入气化还原系统；3)气化还原系统产生的不凝气体通过压缩及减压进入富气柜；4)来自于气化还原系统的余热烟气进入烘干系统充分热交换后，在引风机的作用下，通过除尘和冷凝回收装置进入回用水池。5)回用水进入余热锅炉，产生的水蒸汽作为活化剂，与进入活化炉的兰炭充分活化反应后，得到成品活性炭；6)活化炉产生的活化气进入燃烧炉燃烧供热余热锅炉。该工艺结构简单、烘干效果好，能连续工业化大生产。

Description

利用余热烟气烘干粉粒煤及废水回收再利用制活性炭的方法

技术领域

本发明涉及煤物质清洁预处理、综合利用、节能减排技术领域，尤其是涉及一种利用余热烟气烘干粉粒煤及废水回收再利用制活性炭的方法。

背景技术

根据国家能源局发布的《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》，将推动煤炭清洁高效利用机制，构建清洁、高效、低碳、可持续的煤炭清洁利用体系，鼓励低阶煤分级分质技术研发和示范。煤炭分级分质利用，今后主要方向是做清洁燃料和优质原料，既可独立产业化深加工，又可耦合煤化工改变传统路径。

目前煤的分质分级利用主要针对块煤，块煤利用存在用水量大、资源化效率低、二次污染严重等瓶颈。对粉煤的利用迄今未有成熟工业化生产项目，浙江大学循环流化床煤炭分级转化多联产技术、大连理工大学固体热载体(DG)工艺、神华模块化固体热载体技术等热载体均已完成中试，但工业化应用还未实现。实地考察国内已经建成的其他粉煤综合利用项目均存在油、气、尘无法在线分离而导致无法连续正常生产，油气泄漏导致的环保安全缺陷难以克服。究其核心原因还是各关键技术环节存在缺陷，特别是核心换热、温控、除尘及压力控制技术不过关，导致运行困难整改难度极大。

因机械开采技术的普及，粉煤在煤炭中比例大幅提高，粉煤清洁高效利用成为行业重大瓶颈，一旦突破就是巨大产业机遇。

我国煤炭使用和储量以低阶煤居多，二氧化硫和氮氧化物等主要大气排放总量煤贡献占三分之二以上,将煤清洁高效利用已成国家战略和必然选择。清洁高效利用主要两个方向，一是末端治理，煤燃烧后超低排放，二是源头清洁利用。将煤清洁预处理后再做原料或优质燃料，改变传统利用路径，从经济和环保角度会大幅改变现有利用模式。

煤物质组成包含有机质(碳氢氧氮硫等)、无机质(水分和矿物质)两大类。其中，有机质燃烧所产生的热量是其能源价值所在，而水分在煤物质燃烧时吸热变成水蒸气，不仅影响煤物质发热量和市场价值，更带来炉压不稳定的潜藏安全隐患。

所以，水分的去除对于煤物质的综合利用具有不可小觑的意义。目前单台煤物质的烘干设备较多，但成套系统设备较少。公布号为CN107504789A的发明专利公开了一种洁净型煤烘干装置，包括烘干炉，烘干炉顶部设有进料口，底部设有出料口，烘干炉通过热风管道连接送风机，烘干炉内设有散热送风管，散热送风管呈螺旋上升状，散热送风管连通热风管道，散热送风管上开有若干通风孔；烘干炉上的进料口内设有伞状分料盘；烘干炉通过除尘管道连接吸风机，吸风机排风端连接回收装置。以上竖式烘干装置在一边生产，一边连续出料的同时无法保证煤炭分料均匀、介质交换充分、水分蒸发彻底，经过烘干的煤炭物质含水量往往不能达到预期标准。且竖式烘干装置前置传输系统斜度较大，设备能耗较高。

公布号为CN101985558公开了一种煤物质的分解设备，包括一个带有进料口和出料口的密闭窑体，所述窑体内设置焰气管道加热机构，所述焰气管道加热机构与窑体内壁之间形成的煤物质推进分解通道，所述窑体上设置与煤物质推进分解通道连通的煤分解气收集管。该设备能把粉粒煤分解成燃气、焦油气和热值较高的煤，但处理量小，很难工业化应用。

同时，粉粒煤提质能一边连续生产，一边高效除去高温粉尘，连续化大生产的集成装备国内几乎没有，有的也是半个月要停产灰尘处理。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种结构简单、烘干效果好，除尘脱硫符合环保要求，废水回收再利用制活性炭，能连续工业化大生产的利用烟气加热的粉煤烘干除尘及废水回收再利用制活性炭的方法。在无氧、不用外水的情况下，通过清洁预处理将粉煤烘干，废水作为活化剂制活性炭，因此具有非常广阔的经济意义与社会意义。

本发明的目的通过以下措施来达到：

一种利用余热烟气烘干粉煤及废水回收再利用制活性炭的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)将原煤堆场的煤在取料机作用下，先后通过筛分机筛分、破碎机破碎，再经输送装置进入末煤筒仓；

2)在末煤筒仓的物料经仓底出料装置输送进入一级烘干，再经输送装置进入二级烘干，反应温度为80～400℃，烘干后进入气化还原系统；

3)气化还原系统产生的不凝气体通过压缩及减压进入富气柜，富气一部分燃烧供热给气化还原系统，一部分经脱水供热给一、二级烘干装置；

4)来自于气化还原系统的余热烟气进入烘干系统充分热交换后；在引风机的作用下，先后经过除尘器除尘，冷凝回收装置，回收废水进入回用水池；

5)回用水进入余热锅炉，产生的水蒸汽作为活化剂，与进入活化炉的兰炭充分活化反应后，得到成品活性炭；

6)活化炉产生的活化气进入燃烧炉燃烧供热余热锅炉，燃烧炉产生的废气和烘干装置产生的废气通过处理装置达标排放。

在步骤1)中，所述的取料机一般包括堆料和取料两种功能，节省了设备，提高了设备的利用率。包括臂架型和桥架式；臂架型斗轮堆取料机由斗轮机构、回转机构、带式输送机、尾车、俯仰与运行机构组成；桥架式斗轮堆取料机分为门式和桥式两种；斗轮堆取料机在运行过程中易出现磨损现象，企业传统解决办法是补焊或刷镀后机加工修复，但两者均存在一定弊端：补焊高温产生的热应力无法完全消除，易造成材质损伤，导致部件出现弯曲或断裂；而电刷镀受涂层厚度限制，容易剥落，且以上两种方法都是用金属修复金属，无法改变“硬对硬”的配合关系，在各力综合作用下，仍会造成再次磨损。应用较多的是美国福世蓝技术，其具有超强的粘着力，优异的抗压强度等综合性能，可免拆卸免机加工。

门式斗轮堆取料机是一种高效的、连续的散状物料装卸输送设备。该设备具有整体稳定性好，回取率高，便于物料分类管理，土建投资成本低等多种优点，被广泛推广应用。

侧式刮板取料机可以对多种物料进行均化处理、不同密度的物料同在一个料场进行预均化处理，适应不同的工况要求。从而简化用户的生产工艺和操作，提高技术经济指标，获得最佳的经济效益。

作为优选的，取料机可选用侧式刮板取料机，门式斗轮堆取料机，取料能力可取250～750t/h。

所述的筛分机利用物料的大小差异，质量不一，再加上液体沉降速度的不同，微小的物料，较大的物料则沉到槽底。包括固定筛，滚筒筛，振动筛等。其中，滚筒筛分机具有安装倾斜角度小、不易堵塞；占据空间小、便于工艺布置；噪音低、粉尘污染少；适应范围广，便于大型化和模块化设计且容易操控；筛分效率高、处理量大、使用寿命长；运行平稳可靠，维修保养简单方便等优点。滚轴筛分机具有筛轴由辊道电机单轴驱动，便于维修；入料端筛轴倾斜安装，可快速分离物料，筛分效率高；两筛轴上的筛片相交，减小了相邻筛轴形成的死角，避免了卡筛；设有旁路；旁路换向板采用栏栅结构，当物料落到换向板时部分颗粒首先得到筛分，有利地提高了筛分效率等优点。

作为优先的，筛分机可选滚筒，滚轴筛分机，出力可选300～1000t/h。

所述的破碎机品种繁多，凡是能应用于煤的破碎都是在此范围内，这里主要指辊式破碎机。其中，所述的对辊式破碎机是采用低转速高压力对辊挤压的工作原理。对辊式破碎机含有两个光面辊轮，在生产的时候，物料由破碎机上部垂直落入破碎腔里，由两辊之间产生的强大压力相互挤压，摩擦使物料破碎。具有噪音低、粉尘少、性能可靠、维修方便等特点。对辊式破碎机利用挤压摩擦的方式，破碎出的物料粒度更细一些。

所述的齿辊式破碎机可分为双齿辊式破碎机和四齿辊式破碎机两种类型，破碎机在生产的时候物料流进入两辊的V型破碎腔，会与高速转动的齿辊碰撞，并且辊轮表面布满齿形破碎体，在机器工作时通过旋转挤压将物料劈裂开，从而达到破碎的目的。更适用于大型煤矿或选煤厂原煤的破碎。其具有体积小，破碎比大，噪声低，结构简单，维修方便的优点，生产率高，被破碎物料粒度均匀，过粉碎率低，维修方便，过载保护灵敏，安全可靠等特点。齿辊式破碎机采用齿形辊轮使物料破裂，所出物料呈颗粒状，粒度相对较粗。

作为优选的，破碎机可选用对辊式破碎机和齿辊式破碎机，出力可选100～400t/h。

所述的输送装置包括皮带机或埋刮板，螺旋输送等结构。其中皮带机包括固定式和移动式，具有结构简单，工作平稳可靠，对物料适应性强，输送能力较大，功耗小等特点。

埋刮板输送机是借助于在封闭的壳体内运动着的刮板链条而使散体物料按预定目标输送的运输设备。它具有体积小、密封性强、刚性好、工艺布置灵活、安装维修方便、并能多点加料和多点卸料等优点。因此显著改善了工人的劳动条件，防止了环境污染。

作为优先的，可选用皮带机或埋刮板，也可以是二种组合，长度不能超过80米，设置检修廊道；输送能力根据破碎机的能力而定。

所述的块煤堆场原料来自于筛分机筛上产物，起到储存和缓冲作用，一般应保证2～5天的生产能力，具体可根据现场产能而定。

所述的末煤筒仓就是用来储存末煤的筒仓。煤炭粒径在13mm以下的称为末煤，该工艺主要是烘干粉粒煤，而且新疆淖毛湖表面以末煤为主，所以叫末煤筒仓。所述的筒仓仓底结构既承受物料的重量又需具有卸料功能，因此通常采用漏斗形；平板仓底虽构造简单,但需填坡, 既耗料又增重，只适用于小型筒仓。筒仓的体积根据生产能力而定，一般来说采用钢结构，可供2-3小时缓冲就可以。末煤筒仓根据需要分为双生产模块和单生产模块。

末煤筒仓顶部安装有仓顶除尘器，仓顶除尘器是一种自动清灰结构的单体除尘设备，用于过滤气体中的细小的，非纤维性的干燥粉尘或在工艺流程中回收干燥粉料的一种除尘设备。仓顶除尘器除尘效率高达100％。

作为优选的，末煤筒仓可选用漏斗形圆柱形结构，煤粒径在10mm以下。

在步骤2)中，所述的仓底出料装置一般为螺旋结构，如果现场路程较远，可选用皮带或刮板输送与螺旋输送的组合方式。所述的螺旋输送机俗称绞龙，适用于颗粒或粉状物料的水平输送，倾斜输送，垂直输送等形式。输送距离根据畸形不同而不同，一般从2米到70米，用于进一级烘干之前的物料转移，螺旋输送机包括无轴螺旋与有轴螺旋，也可设置成多级螺旋推进器；选择哪种输送机具体可视物料输送量，物料成分，倾斜度，及烘干装置的美观度而定。

作为优选的，为保证粉粒煤从进料口进入口不被高压热风逆流反吹出，仓底出料装置可选用有轴螺旋。

所述的一级烘干和二级烘干装置一样，也可以串联和并联的混合，具体以现场煤的烘干程度而定。每级烘干装置可由带L型扬料板的滚筒，进料密封箱，出料密封箱，驱动机构等组成。

物料烘干可分间接烘干和直接烘干，直接热风与粉粒煤接触是烘干效率最高的。在滚筒两端分别设置一个热风进口和热风出口，用于传输热风，实现对粉粒煤的烘干干燥。

作为优选的，本烘干系统选用直接热风与粉粒煤接触烘干。

为保证滚筒两端与热风进口和热风出口的密封性，在滚筒两端分别设置进料密封箱和出料密封箱，且出料密封箱和进料密封箱分别与滚筒通过动静密封装置连接，防止出料密封箱和进料密封箱与滚筒的连接处出现漏风的现象，如有漏风现象，也易于堆积物料，蓄热，很容易自燃引起火灾等安全事故。一级烘干初始物料水分不超过24％，一级烘干出口物料水分不超过17％；二级烘干初始进料水分不超过17％，出口物料水分不超过6％。

作为优选的，一级烘干初始物料水分不超过22％，出口物料水分不超过15％；二级烘干初始进料水分不超过15％，出口物料水分不超过5％。

进料密封箱和出料密封箱的顶部或侧壁上部开有入口；出料密封箱内出料口处设有两块呈一定夹角布置的导向板，该导向板有利于滚筒内的物料进入第三输送装置内；进料密封箱和出料密封箱分别与滚筒密封配合，粉粒煤经进料密封箱的入口进入滚筒内，然后从出料密封箱底部的出口排出滚筒。

该工艺所提供的控制氧气浓度的方法，能够克服现有技术中热烟气的含湿度，和更低的氧含量，针对需要控制氧气浓度的末煤进行低湿度的烘干，从而实现了较高的热效率和烘干过程的本质安全。因煤粉的着火温度：500～530℃，自燃温度：140～350℃。氧气的浓度在15～17％以上，易引起燃爆，小于14％视为惰性气体。进滚筒内的烟气温度不大于400℃，如温度过高，可配风降低烟气温度，该配风可来自于达标排放的废气，因为该废气相对而言氧含量更低，同时冷却除湿，达到生产所需条件，配风后通过在线氧气含量浓度不超过14％(体积比)即可。出口烟气温度为避免结露需高于露点温度15～30℃，一般控制在70～85℃，但当利用窑尾烟气作烘干用时，因其水份含量有时高达6％，出口应高于露点温度30～35℃，一般控制在 85～90℃。可见其出口烟气温度均在着火或自燃温度范围外。

作为优选的，进烘干系统的烟气温度以100℃～250℃为宜，出烘干系统的烟气温度以70℃～100℃为宜，进气氧含量≤10％。

进一步优选的，进烘干系统的烟气温度以140℃～180℃为宜，出烘干系统的烟气温度以 80℃～90℃为宜，进气氧含量≤6％。

滚筒内壁设有呈螺旋状布置的扬料板，且其截面为“L”形，扬料板保证物料受热均匀，提高整个装置的干燥效率和分离效率；物料向前行进的速度除了靠滚筒的转速外，也与L型扬料板的倾斜角度有很大关系，具体与粉粒煤提质烘干系统的处理能力确定。

滚筒的驱动装置包括滚筒外周面齿环、与所述齿环啮合的托轮及用于驱动的电机。

作为优选的，为防止滚筒下滑，可在托轮处设置限位装置。本发明的限位装置可选择凸设在托轮两端的环形台阶、于托轮外周面设置与外环相配合的限位槽、于外环处设置凹槽、于托轮外周面设置与凹槽配合的限位凸起等形式。

为保证粉粒煤的烘干效果，本发明设立了多级烘干装置，在一级烘干装置效果较差的情况下，设立二级烘干装置，原理与一级烘干装置一样。如果二级烘干装置的效果还是达不到后续煤高温利用系统的要求，含水率较高，可设立三级烘干装置。且多级烘干装置之间相互独立，可单独运行，具体可视粉粒煤含水率，天气温度，湿度，四季气候而定。

在步骤3)中，所述的气化还原系统就是烘干后的煤进入反应釜，在300℃～800℃下，反应生成油，气，固体物料煤等，再通过高温分离，冷却分离，除尘，脱硫脱硝等一系列步骤得到各自的产品。

所述的富气柜用于贮存经脱硫除尘后的挥发性气体，可分为低压气柜和高压气柜两大类。前者又有湿式与干式两种结构，材质多样。本发明所采用的系统为前端气他通过压缩机压缩进入液化罐，后再经一级减压，二级减压进入富气柜。湿式气柜由水封槽和钟罩两部分组成。钟罩是没有底的、可以上下活动的圆筒形容器。如果贮气量大时，钟罩可以由单层改成多层套筒式，各节之间以水封环形槽密封。

作为优先的，富气柜可采用常压缓冲控制的湿式气柜，容积为3～6t/h的供应量。富气先压缩后减压，压力为1.6Mpa。

所述的火炬燃烧可保证气体需要排放时能够及时、安全、可靠地放空燃烧，保证在运行过程中实现低噪音无烟燃烧。同时可采取措施把这部分热量利用，把热烟气接入烟气管道与余热烟气一起进入烘干装置供煤加热。

所述的脱水供热为富气经过脱水设备脱水后，进入气体燃烧器燃烧产生的高温空气与低温烟气一并进入一、二级烘干装置。

富气脱水的目的是为了防止气体在输送，加工处理过程中有水冷凝出来进而带来腐蚀问题，同时也可以防止水合物、冰生产堵塞管线和设备。脱水一般包括低温脱水，溶剂吸收法脱水，固体吸附法脱水等。其中固体吸附法脱水可将水脱至0.1ppm或露点达到-100℃。这些固体吸附剂被水饱和后，易于再生。常见的吸附剂有硅胶，活性氧化铝和分子筛。分子筛脱水是最广泛，技术最成熟的方法之一。

在步骤4)中，所述的除尘器为袋式除尘器。在各个冒灰的地方设置吸尘罩，通过管道气路将含尘气体输送到除尘装置中，在其中进行气固分离后，将粉尘收集于该除尘装置内，而清洁的气体被引入总管或直接排入大气的整套设备，即是除尘系统，而除尘器是该系统中的重要组部分。从通风除尘的角度看，粉尘就是能够较长时间呈浮游状态存在于空气中的一切固体小颗粒，是一种分散体系，叫做气溶胶，其中空气为分散介质，固体颗粒为分散相。除尘器就是把这种固体小颗粒从气溶胶中分离出来的设备。

袋式除尘器的应用已有百余年的历史，其最大的优点是除尘效率高，达99.99％以上，排放浓度可达到10mg/m³以下，且分级效率也很高，对2.5μm以下的微细颗粒物也有很好的捕集效率，因此得到广泛的应用。

作为优选的，本发明的除尘器可选用袋式除尘器。

所述的引风机是通过叶轮转动产生负压，进而从系统抽取空气的一种设备，一般安装在系统的尾端，用于抽取设备内的热烟气。本发明安装在除尘器的后端，把滚筒内的热烟气和除尘器内的气体靠引风机负压带动。引风机的型号及风机选型需根据滚筒内的煤烘干能力而定。

作为优选的，引风机可选用市售常规引风机，符合生产能力即可。

所述的冷凝回收可分为接触冷凝(直接冷却)和表面冷凝(间接冷却)两类。接触冷凝是冷却介质与废气直接接触进行热交换，优点是冷却效果好，设备简单，但要求废气中的组分不会与冷却介质发生化学反应，也不能互溶，否则难以分离回收。直接冷凝设备有喷射式接触冷凝器、喷淋塔或气液接触塔，接触塔可以是填料塔、筛板塔等。

作为优选的，冷凝回收可选用接触冷凝，设备可选用气液接触塔。

所述的处理排放，其废气来源：一是烟气进烘干系统后，再进除尘器的气体；二是活性炭活化炉活化气燃烧供热余热锅炉产生的气体。处理排放主要包括脱硝、除尘、脱硫等工艺，达标后排放。

所述的回用水池是用来暂时蓄存回用水的构筑物，有调节水量的作用。回用水也称再利用水，指污水经适当处理后，用于同一用水系统内容或外部的其他生产过程。

在步骤5)中，所述的余热锅炉是指利用可燃气燃烧后产生的热量把水加热到一定温度的锅炉。本发明主要指具有烟箱、烟道余热回收利用的燃气锅炉，余热锅炉通过余热回收可以生产热水或蒸汽来供给其它工段使用。余热锅炉的蒸发量具体由生产能力决定。

作为优选的，余热锅炉的蒸发量可选用2～5t/h的锅炉。

所述的兰炭，又称半焦、焦炭，结构为块状，粒度一般在3mm～30mm，颜色呈浅黑色，作为一种新型的炭素材料，以其固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特性,以逐步取代冶金焦而广泛运用于电石、铁合金、硅铁.碳化硅等产品的生产，成为一种不可替代的炭素材料。本发明作为活性炭的原料，具有很大的前景。

在步骤6)中，所述的活化炉方法选用物理活化法，因原料为兰炭，无需炭化，用水蒸气或二氧化碳等气体在高温下进行活化。高温下，水蒸气及二氧化碳都是温和的氧化剂，碳材料内部C原子与活化剂结合并以CO+H₂的形式逸出，形成孔隙结构。物理活化法所需的活化温度一般较化学活化法高，而且活化所需的时间也更长，因此耗能比较大，成本高。尽管有这些缺点，物理活化法在实际生产中的应用仍然十分广泛，原因在于其制得的活性炭无需过多的后处理步骤，不像化学活化法制得的活性炭需要除去残留的活化剂。活化温度一般在 800℃～900℃。如果活化区域的温度低于800℃，活化反应就不能正常进行，所以在活化炉的活化反应区域需要同时通入部分空气与活化产生的煤气燃烧补充热量，或通过补充外加热源，以保证活化炉活化反应区域的活化温度。

活化炉内设有倾斜布置且呈螺旋结构的导流板，导流板分为导流钢板和导流不锈钢板，可采用单螺旋结构或双螺旋结构，也可单、双结合的螺旋导流结构；在活化炉旋转的过程中，倾斜布置的导流板对活化炉内的物料具有导流作用，产品达标后，活化炉内的物料在导流板的作用下向出料口移动，加快活化炉内物料的排出。活化炉为渐进循环式连续化生产反应装置，内置6～15个无线温度控制器，用于监测区间的温度，当设备出料口温度还没达到指定温度时(600℃～1000℃)，具体的温度由不同的产品决定，温度传感器通过信号输送传送给电脑及警报装置。

本发明活化炉特点：1、外加热的采用，物料不与氧和明火接触，物料无烧蚀，炉体内均匀环布多个导流板，物料被均匀分布在各个区间，这可降低物料的堆积高、减少物料摩擦、增加受热面积，使物料受热更均匀充分。2、自动化程度高，该活化转炉为连续进料连续出料形式，可实现完全自动化生产，大幅减少操作人员的工作强度，设备的安全性及可靠性大幅提高。3、较准确的控制活化反应，该活化转炉可较为准确的控制物料的活化反应，从而更精确的控制物料的孔径分布，根据工艺的调整，可生产不同品质的活性炭，解决了高端活性炭大规模生产的难题。4、得率高，用相同原料做相同指标的活性炭，该设备比传统设备节约原料20％左右。5、能耗低，该活化转炉活化时将物料所含的大量挥发份气体及水煤气直接引入到炉膛内部充分配氧燃烧，为物料活化提供所需的热量，活化后的其余热供给余热锅炉产生蒸汽供活化炉使用。6、蒸汽消耗低，该活化转炉每生产1吨碘值为1000mg/g的活性炭，使用的蒸汽量≦1.5吨。7、同时该活化炉生产的活性炭具有以下优点：颗粒大小在0.5mm-20mm范围内；孔径分布均匀；产品指标高；产品强度高；灰分低，使用该活化转炉生产的活性炭较传统斯列普炉灰分可降低20％左右；产品表面广度好，该活化转炉生产出的活性炭表面光亮，无灰尘。

作为优选的，脱水供热装置可采用分子筛脱水。

本发明的有益效果体现在：

(1)本发明的烘干分为一级和二级烘干，可以串联、并联，也可以串联和并联的结合，具体以烘干效果与现场布置而定。进烘干系统的烟气温度以100℃～250℃为宜，出烘干系统的烟气温度以70℃～100℃为宜，进气氧含量≤10％。是在大量中试装置的基础上得出的安全结论，同时在安全的基础上，得到最佳的烘干效率。

(2)本发明采用回用水池作为余热锅炉的原料，把废水变成水蒸气作为活化炉的活化剂，变废为宝，同时减少了污水的排放，充分体现了节能环保的理念。

(3)气化还原产生的不凝气体(富气)，作为供热源，一是为气化还原系统提供热源，二为一、二级烘干装置提供热源，煤物料的充分烘干，为后续反应节省了能源，同时烟气余热再利用，符合烟气余热回收再利用理念；

(4)本发明的除尘器和脱硫装置等常规装置的配备，使得余热烟气的含硫量，含尘量都非常符合国家达标排放，同时提高了能源利用率，符合煤清洁利用的发展。

附图说明

图1为本发明的粉粒煤烘干及制活性炭的工艺流程图。

图2为本发明的煤清洁利用工艺流程总图。

具体实施方式

如图1，图2所示，一种利用余热烟气烘干粉煤及废水回收再利用制活性炭的方法，包括以下几个步骤：

(1)将原煤堆场的煤在取料机作用下，先后通过筛分机筛分、破碎机破碎，再经输送装置进入末煤筒仓；

原煤堆场堆放的煤通过侧式刮板取料机取料，取料能力为400t/h，工作时间按10h计，取料后进入出力为400t/h的滚轴筛分机筛分，筛上物主要为块煤进入块煤堆场留存备用，筛下物粒径≤30mm的再进入对辊式破碎机破碎，出力可选200t/h，破碎后的物料粒径≤13mm，再通过皮带输送机送入末煤筒仓，皮带输送机长度为55m。

(2)在末煤筒仓的物料经仓底出料装置输送进入一级烘干，再经输送装置进入二级烘干，反应温度为80～400℃，烘干后进入气化还原系统；

贮存在末煤筒仓的煤易扬尘，所以在顶部安装有仓底除尘器，目的是防止灰尘逸出，末煤筒仓储存容量为1500T/天，物料通过仓底埋刮板和螺旋输送等结合的出料装置出料，采取单生产模块30t/h，在进料密封箱作用下进入一级烘干，二级烘干，一级烘干初始物料水分不超过22％，出口物料水分不超过15％；二级烘干初始进料水分不超过15％，出口物料水分不超过5％。进烘干系统的烟气温度以140℃～180℃为宜，出烘干系统的烟气温度以80℃～90℃为宜，进气氧含量≤6％。烘干装置安装有L型扬料板，在驱动机构作用下，卧室360°旋转，在扬料板和5％倾斜度影响下，物料向前推送，最后进入还原气化系统。

(3)气化还原系统产生的不凝气体通过压缩及减压进入富气柜，富气一部分燃烧供热给气化还原系统，一部分经脱水供热给一、二级烘干装置；

气化还原系统就是烘干后的煤进入反应釜，在400℃～500℃下，反应生成油，气，固体物料煤等，再通过高温分离，冷却分离，除尘，脱硫脱硝等一系列步骤得到各自的产品。富气柜可采用常压缓冲控制的湿式气柜，容积为3～6t/h的供应量。富气先压缩后减压，压力为 1.6Mpa。低温烟气及脱水烟气进入烘干装置进行烘干，火炬燃烧装置的安装主要起安全作用，防止过多的气体产生。

(4)来自于气化还原系统的余热烟气进入烘干系统充分热交换后；在引风机的作用下，先后经过除尘器除尘，冷凝回收装置，回收废水进入回用水池。

烘干后产生的含大量水蒸气的烟气在引风机作用下进入布袋除尘器除尘，再冷凝回收(选用6t/h生产能力)，通过预处理装置进入回用水池，回用水供给可选3～4t/h。

(5)回用水进入余热锅炉，产生的水蒸汽作为活化剂，与进入活化炉的兰炭充分活化反应后，得到成品活性炭；

余热锅炉蒸发量可选3～4t/h，锅炉可选市售常规稳定锅炉，兰炭的粒径≤30mm，活化炉为自主研发装置，卧式360°旋转结构，，布置10～15个分布均匀的温控监测点，在800～950℃下反应3～4h得到优质活性炭。

(6)活化炉产生的活化气进入燃烧炉燃烧供热余热锅炉，燃烧炉产生的废气和烘干装置产生的废气通过处理装置达标排放。

处理装置主要包括脱硫脱硝装置，除尘装置，都是常规装置，根据风量采取采购形式，达标排放。

Claims (10)

1.一种利用余热烟气烘干粉煤及废水回收再利用制活性炭的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)将原煤堆场的煤在取料机作用下，先后通过筛分机筛分、破碎机破碎，再经输送装置进入末煤筒仓；

2)在末煤筒仓的物料经仓底出料装置输送进入一级烘干，再经输送装置进入二级烘干，反应温度为80～400℃，烘干后进入气化还原系统；

3)气化还原系统产生的不凝气体通过压缩及减压进入富气柜，富气一部分燃烧供热给气化还原系统，一部分经脱水供热给一、二级烘干装置；

4)来自于气化还原系统的余热烟气进入烘干系统充分热交换后；在引风机的作用下，先后经过除尘器除尘，冷凝回收装置，回收废水进入回用水池；

5)回用水进入余热锅炉，产生的水蒸汽作为活化剂，与进入活化炉的兰炭充分活化反应后，得到成品活性炭；

6)活化炉产生的活化气进入燃烧炉燃烧供热余热锅炉，燃烧炉产生的废气和烘干装置产生的废气通过处理装置达标排放。

2.根据权利要求1所述的粉煤烘干及制活性炭的方法，其特征在于，所述的末煤筒仓内的煤粒径为≤13mm，末煤筒仓顶部安装有仓顶除尘器。

3.根据权利要求1所述的制活性炭的方法，其特征在于，所述的一级烘干和二级烘干进烟气温度以100℃～250℃为宜，出烟气温度以70℃～100℃为宜，进气氧含量≤10％。

4.根据权利要求1所述的制活性炭的方法，其特征在于，所述的一级烘干初始物料水分不超过24％，一级烘干出口物料水分不超过17％；所述的二级烘干初始进料水分不超过17％，出口物料水分不超过6％。

5.根据权利要求1所述的制活性炭的方法，其特征在于，所述的兰炭粒度一般在3mm～30mm，活化温度为800～950℃。

6.根据权利要求1所述的制活性炭的方法，其特征在于，所述的富气柜出口处安装有火炬燃烧装置。

7.根据权利要求1所述的制活性炭的方法，其特征在于，所述的输送装置包括皮带机或埋刮板，长度不能超过80米，设置检修廊道。

8.根据权利要求1所述的制活性炭的方法，其特征在于，所述的活化炉为卧式旋转式结构，内部具有交错布置的导热管和导流板。

9.根据权利要求1所述的制活性炭的方法，其特征在于，所述的气化还原系统反应温度在300℃～800℃。

10.根据权利要求1所述的制活性炭的方法，其特征在于，所述的气化还原系统产生的富气先压缩后减压，压力为1.6Mpa。