蒸汽流化床干燥装置及干燥方法
【专利摘要】本发明涉及一种蒸汽流化床干燥装置及干燥方法，包括碎煤在干燥机（6）底部吹入的蒸汽的作用下产生流化，并同时与干燥机（6）内部的换热管进行换热；从煤中干燥出的水蒸汽为两路，一路经调节气门（10）进入引射器（11），在中压蒸汽的引射作用下温度和压力提升后循环回干燥机（6）的干燥管中为干燥提供热量；另一路通过风机（12）加压循环至干燥机（6）底部，吹入为原煤提供流化动力。所述装置和方法尤其适用于褐煤等低阶煤的干燥，具有节能、环保等优势。
【专利说明】蒸汽流化床干燥装置及干燥方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蒸汽流化床干燥装置及干燥方法，所述装置和方法尤其适用于褐煤等低阶煤的干燥。
【背景技术】
[0002]低阶煤是指变质程度较低的煤种，包括褐煤、长焰煤、不粘煤及弱粘煤等煤种，其中尤以褐煤所占比重较多，全世界的褐煤地质储量约为4万亿吨，据上世纪末的统计，我国已有探明褐煤保有储量1300亿吨，占全国煤炭总储量的13%左右。褐煤是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物，因外表呈褐色或暗褐色而得名。褐煤具有高挥发分、高水分、高灰分、低热值、低灰熔点等特点，对其储存运输和加工利用造成很大不利影响。为了更好的利用褐煤等低阶煤资源，必须对其进行干燥处理。
[0003]褐煤干燥属于褐煤轻度提质的一种，不同于褐煤的深度提质，干燥的目的只是降低褐煤中水分的含量而不会让挥发份、焦油等物质析出。目前工业上主要有三种类型的干燥方法:烟气干燥法(例如CN101294765A)、蒸汽管式干燥法(例如CN101498546)和蒸汽流化床干燥法(例如CN101581533A)。烟气干燥法主要是利用高温烟气与褐煤直接换热进行干燥，该种工艺烟气温度较高，与褐煤直接接触危险性较大，非常容易出现爆燃等情况，而且由于利用的热量是烟气的显热，往往需要大量的循环烟气，这大大增加了设备的负担。蒸汽管式干燥法是一种以过热蒸汽为加热介质的间接加热的干燥方法，该工艺利用蒸汽冷凝释放出的潜热加热褐煤，能耗较高，尾气排量较大。蒸汽流化床式干燥法是让煤在流化状态下通过与过热蒸汽直接换热，干燥出煤中水分，并利用蒸汽压缩机(热泵)回收蒸汽废热。此种工艺由于回收了从煤中干燥出来的水分故使其耗能较低，但是回收蒸汽所用热泵的制造较为困难,在国内外尚无应用。
【发明内容】
[0004]本发明解决的技术问题是:
[0005]蒸汽流化床干燥方法中需要利用蒸汽压缩机而蒸汽压缩机制造困难的弊端。
[0006]本发明发明人经过广泛研究，发明了一种替代的蒸汽流化床干燥方法以及干燥装置。
[0007]本发明的一个目的是提供一种新的蒸汽流化床干燥装置，其适用于褐煤等低阶煤的干燥。
[0008]本发明可以采用下面蒸汽流化床干燥装置:
[0009]1、一种蒸汽流化床干燥装置，其特征在于包括干燥机6、调节气门10、引射器11和风机12，其中调节气门10和引射器11 一起与风机12并列分别连通干燥机6。
[0010]本发明干燥装置的干燥过程是；
[0011]碎煤在干燥机6底部吹入的蒸汽的作用下产生流化效果，并同时与干燥机6内部的换热管进行换热，通过换热使煤中的水分被蒸发达到干燥的目的，干燥后的煤从干燥机6底部送至下一单元，从煤中干燥出的水蒸汽为两路，一路经调节气门10进入引射器11，在中压蒸汽的引射作用下温度和压力得以提升，循环回干燥机6的干燥管中为干燥提供热量；另一路通过风机12的加压循环至干燥机6，由底部吹入，为原煤提供流化动力。
[0012]2、按照实施方案I的蒸汽流化床干燥装置，其还包括位于干燥机6之后、调节气门10和风机12之前的旋风分离器7、布袋除尘器8和/或静电除尘器9。
[0013]旋风分离器7、布袋除尘器8和/或静电除尘器9用于除去水蒸汽中的灰尘。
[0014]3、按照实施方案I或2的蒸汽流化床干燥装置，其还包括用于给干燥机6提供碎煤的碎煤仓5。
[0015]碎煤仓5用于存储碎煤，给干燥机6提供碎煤原料。
[0016]4、按照实施方案1-3任一项的蒸汽流化床干燥装置，其还包括向碎煤仓5提供碎煤的破碎及筛分系统2。
[0017]破碎及筛分系统2用于将大粒径的煤原料转换为碎煤。
[0018]5、按照实施方案1-4任一项的蒸汽流化床干燥装置，其还包括向破碎及筛分系统2输送煤原料的输送机I。
[0019]输送机I用于连续地输送煤原料。
[0020]6、按照实施方案5的蒸汽流化床干燥装置，其还包括向碎煤仓5辅助提供碎煤的输送机3和/或破碎及筛分系统4。
[0021]输送机3和/或破碎及筛分系统4用于在破碎及筛分系统2不能完全将大粒径的煤原料转换为碎煤的情况下进一步将大粒径的煤原料转换为碎煤。
[0022]7、按照实施方案1-3任一项的蒸汽流化床干燥装置，其中碎煤仓5和/或干燥机6各自独立地带有一个或多个卸料阀13。
[0023]卸料阀13用于碎煤仓5和/或干燥机6中煤的卸载，特别是整个装置连续工作的情况下。
[0024]8、按照实施方案1-7任一项的蒸汽流化床干燥装置，其中碎煤仓5、干燥机6、旋风分离器7、布袋除尘器8和/或静电除尘器9各自独立地带有一个或两个伴热装置。
[0025]伴热装置用于选择性地为碎煤仓5、干燥机6、旋风分离器7、布袋除尘器8和/或静电除尘器9供热。
[0026]9、按照实施方案1-8任一项的蒸汽流化床干燥装置，其采用连续的工作模式。
[0027]作为本发明一项优选的技术方案，本发明的蒸汽流化床干燥装置，如图1所述连接方式，包括一级输送机1、一级破碎及筛分系统2、二级输送机3、二级破碎及筛分系统
4、碎煤仓5、干燥机6、旋风分离器7、布袋除尘器8、静电除尘器9、调节气门10、引射器11、风机12、卸料阀13。
[0028]本发明的另一个目的是提供一种新的蒸汽流化床干燥方法，其适用于褐煤等低阶煤的干燥。
[0029]因此，本发明提供了一种蒸汽流化床干燥方法，包括碎煤在干燥机6底部吹入的蒸汽的作用下产生流化，并同时与干燥机6内部的换热管进行换热；从煤中干燥出的水蒸汽为两路，一路经调节气门10进入引射器11，在中压蒸汽的引射作用下温度和压力提升后循环回到干燥机6的干燥管中以便为干燥提供热量；另一路通过风机12加压循环至干燥机6底部，吹入以便为原煤提供流化动力。[0030]因此，本发明另一方面提供了
[0031]10、一种蒸汽流化床干燥方法，包括使用一种按照实施方案1-9任一项的蒸汽流化床干燥装置干燥低阶原煤例如褐煤的步骤。
[0032]本发明与现有技术相比具有下面一项或多项有益效果:
[0033]1.从干燥的原理看，本发明让褐煤等低阶煤在流化的状态下与干燥管内部的蒸汽进行间接换热，从而实现褐煤的干燥，整个干燥过程既包含了流化蒸汽与褐煤的直接换热又包含了干燥管内蒸汽与褐煤的间接换热，热量利用效率较高。
[0034]2.对于现有工艺的能耗来说，每干燥出Ikg水分，烟气干燥方法需耗能3500KJ，蒸汽管式干燥方法则需耗能4300KJ，而本发明利用蒸汽引射器回收部分从原煤中蒸发出的水分，让这部分水蒸汽再循环并放出热量，大大降低了系统能耗，每干燥出Ikg水分耗能2100KJ，节能40%以上。
[0035]3.本发明利用的是蒸汽对褐煤等低阶煤进行干燥，系统运行温度在150°C左右，褐煤的有益挥发成份不会析出，更不会有燃烧或爆炸的危险。
[0036]4.由于本发明热量来源是干燥管内部蒸汽液化放出的潜热，相对利用介质显热的干燥工艺，本发明所需热源流量小，系统中的设备功耗低。
[0037]5.本发明所涉及的蒸汽引射器为工业上应用广泛的成熟设备，设计简单，没有任何转动部件，无须外部驱动设备。
[0038]6.从褐煤等低阶煤中蒸发出的水分利用蒸汽引射器进行循环利用，故使得本发明无含尘气体的排放，仅有部分蒸汽冷凝液的排放，而这部分水分可进行废水回收，对环境无污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1为蒸汽引射流化床煤干燥工艺流程图。
[0040]图2为连续工作的蒸汽引射流化床煤干燥工艺流程图。
[0041]附图标记为:
[0042]1:一级输送机，2:—级破碎及筛分系统，3:二级输送机，4:二级破碎及筛分系统，5:碎煤仓，6:干燥机，7:旋风分离器，8:布袋除尘器，9:静电除尘器，10:调节气门，11:弓丨射器，12:风机，13:卸料阀
【具体实施方式】
[0043]作为本发明一项优选的技术方案，如图2所示，蒸汽引射流化床褐煤干燥装置包括一级输送机1、一级破碎及筛分系统2、二级输送机3、二级破碎及筛分系统4、碎煤仓5、干燥机6、旋风分离器7、布袋除尘器8、静电除尘器9、调节气门10、引射器11、风机12、卸料阀13。
[0044]低阶原煤例如褐煤通过一级输送机1，输送至一级破碎及筛分系统2进行破碎和筛分，在此系统中原煤首先进行筛分，将粒径小于3_的原煤筛分出来直接送至碎煤仓5，而粒径大于3_的则通过碎煤机破碎至10_以下,并通过二级输送机3输送至二级破碎及筛分系统4，此系统与一级破碎及筛分系统2原理相同，将原煤首先进行筛分，将粒径小于3mm的原煤筛分出来直接送至碎煤仓5,而粒径大于3_的则通过碎煤机破碎至3_以下并送至碎煤仓5。碎煤仓5中的碎煤通过卸料阀13卸料至干燥机6中，在干燥机6底部吹入的蒸汽的作用下产生流化效果，并同时与干燥机6内部的换热管进行换热，通过换热使煤中的水分被蒸发达到干燥的目的，干燥后的煤经过干燥机6底部的卸料阀13送至下一单元，从煤中干燥出的水蒸汽经过旋风分离器7、布袋除尘器8、静电除尘器9的除尘后分为两路，一路经调节气门10进入引射器11，在中压蒸汽的引射作用下温度和压力得以提升，循环回干燥机6的干燥管中为干燥提供热量。另一路通过风机12的加压循环至干燥机6，由底部吹入，为原煤提供流化动力。
[0045]本系统优选采用连续的工作模式，碎煤仓5、干燥机6、旋风分离器7、布袋除尘器8和静电除尘器9等设备优选均设伴热装置。
[0046]蒸汽引射流化床褐煤干燥工艺可以有效的避免现有干燥方法能耗高、排放量大、危险性高和系统复杂等诸多弊端，创造性提出使用引射器回收蒸汽的工艺，解决了蒸汽压缩机因难于制造而无法实现的问题，大大降低了系统的能耗。
【权利要求】
1.一种蒸汽流化床干燥装置，其特征在于包括干燥机(6)、调节气门(10)、引射器(11)和风机(12)，其中调节气门(10)和引射器(11) 一起与风机(12)并列分别连通干燥机(6)。
2.按照权利要求1的蒸汽流化床干燥装置，其还包括位于干燥机(6)之后、调节气门(10)和风机(12)之前的旋风分离器(7)、布袋除尘器(8)和/或静电除尘器(9)。
3.按照权利要求1或2的蒸汽流化床干燥装置，其还包括用于给干燥机(6)提供碎煤的碎煤仓(5)。
4.按照权利要求1-3任一项的蒸汽流化床干燥装置，其还包括向碎煤仓(5)提供碎煤的破碎及筛分系统(2)。
5.按照权利要求1-4任一项的蒸汽流化床干燥装置，其还包括向破碎及筛分系统(2)输送煤原料的输送机(I )。
6.按照权利要求5的蒸汽流化床干燥装置，其还包括向碎煤仓(5)辅助提供碎煤的输送机(3)和/或破碎及筛分系统(4)。
7.按照权利要求1-3任一项的蒸汽流化床干燥装置，其中碎煤仓(5)和/或干燥机(6)各自独立地带有一个或多个卸料阀(13)。
8.按照权利要求1-7任一项的蒸汽流化床干燥装置，其中碎煤仓(5)、干燥机(6)、旋风分离器(7)、布袋除尘器(8)和/或静电除尘器(9)各自独立地带有一个或多个伴热装置。
9.按照权利要求1-8任一项的蒸汽流化床干燥装置，其采用连续的工作模式。
10.一种蒸汽流化床干燥方法，包括使用一种按照权利要求1-9任一项的蒸汽流化床干燥装置干燥低阶原煤例如褐煤的步骤。
【文档编号】F26B3/08GK103822440SQ201210466962
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年11月18日 优先权日:2012年11月18日
【发明者】马超, 赵静一, 黄萍, 殷雨田, 张金海 申请人:航天长征化学工程股份有限公司