一种原料煤预干燥、制粉和输送的方法及其专用处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种原料煤预干燥、制粉和输送的方法及其专用处理系统，属于煤化工领域。
【背景技术】
[0002]气流床粉煤加压气化技术是当今先进的煤气化技术之一，具有煤种适应性广、原料消耗低、碳转化率高、冷煤气效率高、设备寿命长、易于大型化等技术优势，制备的合成气可作为煤炭直接液化与间接液化过程的原料气、IGCC发电的燃料气，还可以用于生产合成氨、甲醇、二甲醚等。对于含水量较低的原料煤，目前常规的原料煤预处理过程主要包括原煤破碎、磨煤干燥、粉煤加压输送，磨机在磨煤的同时将原料煤进行干燥，达到气化炉进口含水要求。对于含水量较高的褐煤，在磨煤之前可以增加预干燥工艺过程。而目前传统褐煤预干燥工艺大部分采用烟气与煤直接接触式的转筒干燥机及气流干燥机等，存在单机负荷小、投资高、占地面积大等缺点，同时褐煤与高温烟气直接接触容易产生爆炸。
[0003]传统干煤粉加压密相气力输送系统采用高压气体置换的方式将干煤粉从常压环境输送到高压环境，高压置换气体一般采用氮气或二氧化碳。传统粉煤输送装置不仅结构复杂，耗能、耗气量非常大，而且出气化炉的合成气中氮气或二氧化碳含量较高。这对下游生产甲醇、煤制油等过程效率影响较大，在一定程度上削弱了干粉煤气化带来的氧耗和煤耗降低的优势。
[0004]综上所述，目前粉煤加压气化技术中原料煤预处理及粉煤输送过程存在诸多不足，因此需要研发一种更适合于气流床粉煤加压气化技术的原料煤预处理及输送集成工
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【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种原料煤预干燥、制粉和输送的方法及其专用处理系统；本发明对原料煤干燥效果好，节约能源；对磨煤干燥操作更安全；对粉煤的输送耗能少、效率高。
[0006]本发明提供的原料煤预干燥、制粉和输送的方法，包括如下步骤:1)将预干燥进料仓中的碎煤输送到流化床干燥炉中预干燥，得到的预干燥后的碎煤进入制粉进料煤仓；
[0007]所述流化床干燥炉包括一流化床干燥炉腔体、一进料阀、一出料阀、加热管和相互连接的两组气体分布器；所述进料阀和所述出料阀分别设于所述流化床干燥炉腔体的顶部和底部；所述流化床干燥炉腔体壁上部设有一循环蒸汽出口，所述流化床干燥炉腔体壁上于所述气体分布器处设置2个循环蒸汽入口 ；所述加热管包括上段加热管和下段加热管，所述上段加热管和所述下段加热管分设于所述流化床干燥炉腔体内的上部和下部；所述上段加热管设有加热蒸汽入口 I和蒸汽凝结水出口 I，所述下段加热管设有加热蒸汽入口 II和蒸汽凝结水出口 II ;所述气体分布器设于所述流化床干燥炉腔体内，所述两组气体分布器均与所述循环蒸汽入口连接，且设于所述上段加热管和所述下段加热管之间；所述流化床干燥炉的上部、中部和下部分别设有多个视镜口 ；
[0008]2)所述预干燥后的碎煤由所述制粉进料煤仓送入磨煤机中研磨，得到的煤粉送入煤粉仓；
[0009]3)所述煤粉由所述煤粉仓经固体粉煤输送栗输送至高压粉煤罐中，然后再经氮气或二氧化碳输送至加压气化炉烧嘴；
[0010]所述固体粉煤输送栗包括一输送活塞、一活塞缸、一驱动装置、一输送管路、一压力平衡阀和一排气阀；所述活塞缸包括驱动缸和粉煤缸，所述输送活塞滑动设置在所述活塞缸内，且所述输送活塞上具有一连通所述粉煤缸的通孔；所述粉煤缸的出料端设置有一排料阀，所述粉煤缸通过所述排料阀与所述高压粉煤罐相连通；所述驱动装置固定设置在所述驱动缸上，用于驱动所述输送活塞在所述活塞缸内往复直线运动；所述输送管路的进料端连接所述煤粉仓，出料端通过所述通孔与所述粉煤缸相连通；所述压力平衡阀和所述排气阀设置在所述粉煤缸的出料端处，且位于所述排料阀前端，所述粉煤缸通过所述压力平衡阀与所述高压粉煤罐相连通，通过所述排气阀与常压环境相连通。
[0011]本发明中，所述流化床干燥炉内部设置的所述上段加热管和所述下段加热管分别为沸腾床和移动床，沸腾床中粉煤颗粒处于剧烈运动的状态，能够增加干燥效果；移动床能进一步脱除煤粉内的水，可以根据原料煤的含水量选择开启或者关闭下段换热管的移动床；所述干燥后循环蒸汽出流化床干燥炉后，进入除尘装置进行气固分离，分离出的煤粉送入制粉进料煤仓，分离出的过热蒸汽一部分去煤中水回收系统，另一部分去离心风机，由离心风机送入干燥炉循环使用；
[0012]所述预干燥采用能级较低的蒸汽作为加热的介质，以达到环保节能的效果。
[0013]上述的方法中，所述碎煤的粒径彡6mm，所述碎煤的含水量为20?65 %，具体可为28% ；
[0014]所述碎煤由所述流化床干燥炉中所述加热管加热；
[0015]所述加热管内的蒸汽的温度可为159?220°C，具体可为175°C ;
[0016]所述加热管内的蒸汽的压力可为0.5?1.0MPaG，具体可为0.8MPaG ；
[0017]所述预干燥后的碎煤的含水量可为2?12% ;
[0018]所述碎煤的预干燥停留时间可为30?90min。
[0019]上述的方法中，所述预干燥后的碎煤在所述磨煤机内的惰性气氛中研磨；磨制后的煤粉和惰性气体混合物被送入除尘装置进行气固分离，分离出的煤粉送入所述煤粉仓，分离出煤粉后的气体(乏气)被排风机抽走，大部分进入惰性气体发生器出口管线循环使用，多余气体排空；
[0020]所述磨煤机内的压力可为-600?-lOOPa，具体可为_150pa ；
[0021]所述磨煤机内的温度可为10?30 °C，具体可为25 °C ;
[0022]当所述预干燥后的碎煤的含水量为3?12%时，步骤2)中还包括将所述预干燥后的碎煤干燥的步骤。
[0023]上述的方法中，所述预干燥后的碎煤采用热烟气干燥；
[0024]所述热烟气的温度可为150?300°C，具体可为240°C。
[0025]上述的方法中，所述惰性气氛为氮气或二氧化碳；
[0026]所述惰性气氛中氧气的含量不高于8mol%，控制含氧量，使之生产的过程更安全;
[0027]所述热烟气由惰性气体发生器经燃料气燃烧产生的高温烟气与循环的所述惰气氛混合后产生；
[0028]所述燃料气燃烧所需空气由鼓风机提供。
[0029]上述的方法中，所述煤粉的粒径可为5?90 μ m的含量占80 %以上，具体可为所述煤粉的粒径彡90 μ m的占90%，粒度彡5 μ m的占10% ;
[0030]所述煤粉经所述固体粉煤输送栗输送加压的压力可为3?5MpaG，具体可为5.0MpaGο
[0031]上述的方法中，所述流化床干燥炉为一正方形腔体；
[0032]所述输送管路包括一通过一外进料阀与所述干粉煤供给装置相连接的外进料斗、多根外进料弯管、多根进料伸缩管、多根内进料弯管和一设置在所述输送活塞上并通过一内进料阀与所述通孔相连通的内进料斗，所述外进料阀用于控制所述外进料斗的开闭，所述内进料阀用于控制所述内进料斗的开闭；每一所述进料伸缩管包括固定于所述驱动装置外壁上的内管和能相对于所述内管滑动的外管，所述进料伸缩管的内管分别通过一所述外进料弯管与所述外进料斗相连通，所述外进料斗、外进料弯管和进料伸缩管的内管均位于所述驱动缸外部，组成所述输送管路位于所述活塞缸外的部分；所述进料伸缩管的外管分别通过一所述内进料弯管与所述内进料斗相连通，所述进料伸缩管的外管、内进料弯管和内进料斗均位于所述驱动缸内，组成所述输送管路位于所述活塞缸内的部分。
[0033]上述的方法中，所述固体粉煤输送栗还包括一球头连接件、一防转柱；
[0034]所述球头连接件一端与所述驱动装置相连接，另一端通过多根支撑柱与所述输送活塞固定连接；所述输送活塞与所述球头连接件之间形成用于容纳所述输送管路位于所述活塞缸内部分的空间；所述进料伸缩管的外管固定设置在所述球头连接件上，所述驱动装置驱动所述球头连接件运动，从而带动所述输送活塞和输送管路位于所述活塞缸内部分一起运动；
[0035]所述防转柱穿过所述驱动缸顶部设置在所述球头连接件上；
[0036]所述输送活塞与所述活塞缸内壁之间、所述进料伸缩管的内、外管之间采用Υ型密封环进行密封；所述输送活塞通过的所述活塞缸内壁均为连续密封面；
[0037]所述活塞缸上还设置有支撑装置，用于支撑所述干粉煤输送装置。
[0038]本发明还提供了一种原料煤预干燥、制粉和输送的方法的专用处理系统，它包括依次相连接的预干燥进料仓、所述流化床干燥炉、所述制粉进料煤仓、所述磨煤机、所述煤粉仓、所述固体粉煤输送栗和所述高压粉煤罐；
[0039]所述预干燥进料仓的出口通过所述螺旋输送机与所述流化床干燥炉的进料口相连接；所述流化床干燥炉的出料口通过预干燥斗式提升机与所述制粉进料煤仓的入口相连接，所述制粉进料煤仓的出口通过给料机与所述磨煤机的入口相连接，所述磨煤机的出口通过制粉斗式提升机与所述煤粉仓的入口相连接；
[0040]所述流化床干燥炉包括一流化床干燥炉腔体、一进料阀、一出料阀、加热管和相互连接的两组