CN202337761U - 一种节能流化床焦煤调湿系统 - Google Patents

Abstract

一种节能流化床焦煤调湿系统，包括焦炉总烟道（5）和焦炉烟囱（9），焦炉总烟道（5）和焦炉烟囱（9）连接，其特征是，还包括焦炉总烟道（5）和焦炉烟囱（9）之间设有调湿装置，调湿装置包括给水预热器（7）、引风机（8）、补燃式给水预热器（4）、高温循环泵（3）、内热式强化传热流化床干燥器（11）和低温水循环泵（10）。本实用新型的一种节能流化床焦煤调湿系统，系统简单、运行可靠，脱湿控制调节可靠、灵活，节约电能，节省了工程的基本投资。

Description

一种节能流化床焦煤调湿系统

技术领域

本实用新型涉及煤调湿干燥技术领域，尤其是一种节能流化床焦煤调湿系统。

背景技术

煤调湿工艺(CMC)是指“炼焦装炉煤水分控制”工艺，它是在干燥煤炼焦技术的基础上发展起来的，基本原理是将炼焦用煤在装炉前利用外热进行加热干燥、脱水，达到煤的水分调节和控制，按照目前炼焦工艺要求把煤中水分控制在6%左右，从而实现降低炼焦过程的能耗量、保证焦炉运行操作稳定性、提高焦炭质量或增加弱粘结性煤的配入量、减少炼焦污水量的目的。 同时，入炉焦煤的含湿量降低，煤的堆密度加大，相应提高了焦炭产量。

随着我国煤调湿技术的发展，已有多种煤调湿技术方案，主要包括以低压蒸汽为热载体的多管回转式干燥及以炼焦烟道气为热载体的流化床干燥方案等。经过运行实践的考验，现行煤调湿装置均存在着一些缺陷，采用低压蒸汽作为热载体，需要蒸汽源，利用高品位的能源。假若利用烟道气作为热载体，需要将高温烟气长距离输送，大风量高温风机能耗和烟气热损失较大，并且烟气流量有限，热容量较低，可调性差。其次，国内的众多的独立焦化企业焦炉热源采用焦炉煤气，产生的烟道气水分含量高，因此，烟道气载湿能力低，影响脱湿效率。上述方案主要存在系统能耗高、调试能力低、基础投资大、运行成本高、控制调节复杂及维护维修量大等问题。

实用新型内容

为了解决目前干燥系统存在能耗高、调试能力低、基础投资大、运行成本高、控制调节复杂及维护维修量大的问题，提供了一种节能流化床焦煤调湿系统。

为了达到上述目的本实用新型解决的其技术方案是：一种节能流化床焦煤调湿系统，包括焦炉总烟道和焦炉烟囱，焦炉总烟道和焦炉烟囱连接，还包括焦炉总烟道和焦炉烟囱之间设有调湿装置，调湿装置包括给水预热器、引风机、补燃式给水预热器、高温循环泵、内热式强化传热流化床干燥器和低温水循环泵，给水预热器的烟气进口端和焦炉总烟道连接，给水预热器的烟气出口端和引风机入风口端连接，引风机出风口端和焦炉总烟道连接，给水预热器的出水口端和补燃式给水预热器的进水口端连接，补燃式给水预热器的出水口端和高温水循环泵的入水口端连接，高温水循环泵的出水口端和内热式强化传热流化床干燥器的入水口端连接，内热式强化传热流化床干燥器的出水口端和低温循环泵进水口端连接，低温循环泵的出水口端和给水预热器的入水口端连接。

根据本实用新型的技术方案所述，内热式强化传热流化床干燥器的除尘入口段和流化介质风机连接，内热式强化传热流化床干燥器的除尘出口端和补燃式给水预热器的除尘口连接，并同时与除尘器的入口端连接，除尘器的出口端和除尘风机的入口端连接，除尘风机的出口端和除尘烟囱连接。

根据本实用新型的技术方案所述，给水预热器其结构采用热管型式，之所以采用这一结构方式，根据传热传质基本机理，在这一烟道气的温度水平下，热管换热器具有换热特性强，能有效地回收利用烟道气的热量，提升了传热介质的能量密度，便于能量长距离输送。给水预热器采用多模块式结构、呈竖井型式布置，节约占地面积，采用一备用模块的运行模式。预热器模块结构简单、便于维护、造价低的优点，并且，其布置在焦炉烟囱的旁边，省去了大流量高温烟气长距离输送系统，降低了工程投资和用地。

根据本实用新型的技术方案所述，内热式强化传热流化床干燥器的湿煤入口端和湿煤缓冲仓的出口端连接，内热式强化传热流化床干燥器湿煤出口端和焦炉煤塔连接。

根据本实用新型的技术方案所述，补燃式给水预热器用于可调节控制热水和流化工质运行参数，其设有燃烧室和各种受热面，燃料为焦炉煤气或高炉煤气，其主要功能为进入内热式强化传热流化床干燥器的内置换热器的热水参数控制调节之用。补燃式给水预热器与给水预热器热水回路可以串、并联切换连接，设旁路可将其与给水回路断开，当给水温度达到设定值或当给水加热器检修时，可以退出运行。

根据本实用新型的技术方案所述，内热式强化传热流化床干燥器采用低温热源、间接式流化换热方式，内热式强化传热流化床干燥器设计上采用多模块组合式结构型式，其便于设备在不间断运行的状况下更换维修，每个模块由上下两部分组成，下部为布风区，设有风箱、布风板和风帽；上部为干燥区，设有蛇形热水管束组成的换热面，含湿煤料在床身内以流化状态直接与换热管接触，减小了传热热阻，增强了换热量。换热量控制可以通过热水流量调节，具有灵活可调性、反应快。

根据本实用新型的技术方案所述，湿煤缓冲仓的入口端和煤粉碎机室入口端连接，粉碎机室入口端又同时与焦炉煤塔连接。湿煤缓冲仓及焦煤调湿站布置在煤粉碎机之后，减少了煤料运输环节及输送距离；

内热式强化传热流化床干燥器内布置蛇形盘管换热面，管排呈水平错列布置。换热面纵向布置高度即为流化煤层高度，管内加热工质为由给水加热器过来的饱和热水，流化介质可采用常温空气。需脱湿的焦煤在流化床内在低速流动空气作用下悬浮在蛇形盘管簇中，与蛇形盘管内的饱和水起到良好的强化换热，可根据焦煤含湿量，对换热器的饱和水量以及温度进行控制调节，保证焦煤的脱湿效果；

内热式强化传热流化床干燥器采用多模块组合式结构布置，一个煤脱湿装置由三组对称布置六个模块组成，呈水平串联布置，湿煤由干燥器一端的送煤装置投入到干燥器内，在流化空气悬浮流化作用下，与内置换热器的管壁进行热交换，使得湿煤干燥、水分蒸发，然后湿蒸气随流化空气一起排出，到达煤调湿的目的，干煤在干燥器另一端通过出料口，由皮带输送机输送到焦炉煤塔里。

根据本实用新型的实施例所述，焦炉总烟道上设有节流阀。

本实用新型的有益效果是：

1．系统简单、运行可靠；

2.脱湿控制调节可靠、灵活； 

内热式强化传热流化床调湿系统主要特征是加热工质与流化床流化工质，在焦炉烟道气出口处采用热管式水换热器，将烟道气的热转换为饱和热水，提升了加热介质的热容量，提高热量输送效率。通过改变饱和热水量以及温度满足煤调湿工况调节要求。流化介质流速能保持稳定，所以风机风量不需变频装置来调节，同时内置式换热器能保证其与湿煤之间换热量平衡及温度稳定。因此，内热式强化传热流化床调湿系统调节供热平衡方便、传热效果良好，调节反应迅速、灵活。

3.节约电能

内热式强化传热煤调湿系统采用空气作为流化介质，只是起到煤料流化作用和载湿功能，使得流化空气量只有烟道气流量的六分之一左右，并且处于低温低速运行工况，降低了空气鼓风机的能耗。流化空气不参与流化干燥，降低了流动阻力，烟道引风机电功率大大降低，按照同规模煤调湿能力测算，内热式强化传热流化床脱湿装置同比可节电30%～40%,降低了运行成本。

4.节省工程基本投资

1）省去了大管径的高温烟道气输送系统，包括大型风机及其变频装置等辅助设备，降低了风机功率，减少了烟气沿程的散热损失。

2）省略了调湿煤的混料系统，省去了混料设备及基础建筑物建设。

）由于本实用新型系统各主要设备均采用多模块化结构设置，只需备用一台备份模块即可保证调湿系统的正常生产，减小了现有调湿系统的备用设备的规模。

4）本实用新型的运行工况调节系统简单，省去了烟气再循环系统的旁路装置，采用饱和热水作为载热体，对装置的热量调节反应迅速。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的系统流程图；

图2是本实用新型的一种补燃式给水机构示意图；

图3是本实用新型的一种内热式强化传热流化床干燥结构示意图。

附图标记为：1为煤粉碎机室，2为湿煤缓冲室，3为高温水循环泵，4为补燃式给水预热器，5为焦炉总烟道，6为节流阀，7为给水预热器，8为引风机，9为焦炉烟囱，10为低温水循环泵，11为干燥器，12为流化介质风机，13为除尘器，14为焦炉煤塔，15为除尘风机，16为除尘烟囱，17为燃烧器，18为燃烧室，19为受热面，20为干燥区，21为布风区。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

由图1、图2和图3所述的一种节能流化床焦煤调湿系统，包括焦炉总烟道5和焦炉烟囱9，焦炉总烟道5和焦炉烟囱9连接，焦炉总烟道上设有节流阀6，还包括焦炉总烟道5和焦炉烟囱9之间设有调湿装置，调湿装置包括给水预热器7、引风机8、补燃式给水预热器4、高温循环泵3、内热式强化传热流化床干燥器11和低温水循环泵10，给水预热器7的烟气进口端和焦炉总烟道5连接，给水预热器7的烟气出口端和引风机8入风口端连接，引风机8出风口端和焦炉总烟道5连接，给水预热器7的出水口端和补燃式给水预热器4的进水口端连接，补燃式给水预热器4的出水口端和高温水循环泵3的入水口端连接，高温水循环泵3的出水口端和内热式强化传热流化床干燥器11的入水口端连接，内热式强化传热流化床干燥器11的出水口端和低温循环泵10进水口端连接，低温循环泵10的出水口端和给水预热器7的入水口端连接。内热式强化传热流化床干燥器11的除尘入口段和流化介质风机2连接，内热式强化传热流化床干燥器11的除尘出口端和补燃式给水预热器4的除尘口连接，并同时与除尘器13的入口端连接，除尘器13的出口端和除尘风机15的入口端连接，除尘风机15的出口端和除尘烟囱16连接。内热式强化传热流化床干燥器11的湿煤入口端和湿煤缓冲仓2的出口端连接，内热式强化传热流化床干燥器11的湿煤出口端和焦炉煤塔14连接。湿煤缓冲仓2的入口端和煤粉碎机室1入口端连接，粉碎机室1入口端又同时与焦炉煤塔14连接。给水预热器7采用热管型，多模块式结构。补燃式给水预热器4设有燃烧器17、燃烧室18和受热面19，燃烧器17和燃烧室18连接，受热面19设在燃烧室18内部。内热式强化传热流化床干燥器11采用低温热源换热方式，由多个模块组合而成，每个模块包括上下两部分，上部为干燥区20，设有蛇形热水管束组成的换热面，下部为布风区21，设有风箱、布风板8和风帽。本实用新型的工作原理为，采用烟道气作为煤调湿系统的加热热源，给水预热器利用烟道气作为热源，将进水温度为80℃，加热至出水温度为130℃。然后由补燃式给水预热器将进入干燥器的热水温度控制调节，把饱和热水温度从130℃水至190℃可调控制。补燃式给水预热器的废气排至干燥器除尘器前，提高干燥器的排气温度。这样可实现系统简单、运行可靠，脱湿控制调节可靠、灵活，节约电能，节省工程基本投资。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种节能流化床焦煤调湿系统，包括焦炉总烟道（5）和焦炉烟囱（9），焦炉总烟道（5）和焦炉烟囱（9）连接，其特征是，焦炉总烟道（5）连接有一个调湿装置，调湿装置包括给水预热器（7）、引风机（8）、补燃式给水预热器（4）、高温循环泵（3）、内热式强化传热流化床干燥器（11）和低温水循环泵（10），给水预热器（7）的烟气进口端和焦炉总烟道（5）连接，给水预热器（7）的烟气出口端和引风机（8）入风口端连接，引风机（8）出风口端和焦炉总烟道（5）连接，给水预热器（7）的出水口端和补燃式给水预热器（4）的进水口端连接，补燃式给水预热器（4）的出水口端和高温水循环泵（3）的入水口端连接，高温水循环泵（3）的出水口端和内热式强化传热流化床干燥器（11）的入水口端连接，内热式强化传热流化床干燥器（11）的出水口端和低温循环泵(10)进水口端连接，低温循环泵(10)的出水口端和给水预热器(7)的入水口端连接。

2.根据权利要求1所述的一种节能流化床焦煤调湿系统，其特征是，内热式强化传热流化床干燥器(11)的除尘入口段和流化介质风机(12)连接，内热式强化传热流化床干燥器(11)的除尘出口端和补燃式给水预热器(4)的除尘口连接，并同时与除尘器(13)的入口端连接，除尘器(13)的出口端和除尘风机(15)的入口端连接，除尘风机(15)的出口端和除尘烟囱(16)连接。

3.根据权利要求1所述的一种节能流化床焦煤调湿系统，其特征是，内热式强化传热流化床干燥器(11)的湿煤入口端和湿煤缓冲仓(2)的出口端连接，内热式强化传热流化床干燥器(11)的湿煤出口端和焦炉煤塔(14)连接。

4.根据权利要求3所述的一种节能流化床焦煤调湿系统，其特征是，湿煤缓冲仓(2)的入口端和煤粉碎机室(1)出口端连接，煤粉碎机室(1)入口端又同时与焦炉煤塔（14）连接。

5.根据权利要求1所述的一种节能流化床焦煤调湿系统，其特征是，给水预热器（7）采用热管型，多模块式结构。

6.根据权利要求1所述的一种节能流化床焦煤调湿系统，其特征是，补燃式给水预热器（4）设有燃烧器（17）、燃烧室（18）和受热面（19），燃烧器（17）和燃烧室（18）连接，受热面（19）设在燃烧室（18）内部。

7.根据权利要求1所述的一种节能流化床焦煤调湿系统，其特征是，内热式强化传热流化床干燥器（11）采用低温热源换热方式，由多个模块组合而成，每个模块包括上下两部分，上部为干燥区（20），设有蛇形热水管束组成的换热面，下部为布风区（21），设有风箱、布风板（8）和风帽。

8.根据权利要求1所述的一种节能流化床焦煤调湿系统，其特征是，焦炉总烟道上设有节流阀（6）。

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