专利名称：一种降低煤炭干燥系统的干燥器中氧气浓度的方法
技术领域：
本发明涉及煤炭干燥方法，更具体地，涉及一种降低煤炭干燥系统的干燥器中氧气浓度的方法。
背景技术：
在神东矿区，有一部分矿井开采出来的原煤水分很高，如昌汉沟煤矿生产出来的原煤水分在左右(这样的煤也常被称为煨煤)，经洗煤厂水洗后，水分更是在30%以上。由于煤中水分很高，导致煤炭发热量较低，水洗后的产品煤发热量在4600-4700Kcal/kg 之间，煤炭价格很低且难以开拓市场。这就需要采用干燥的方法来降低煤炭水分，以提高煤的发热量。由于干燥器的干燥能力要求，流过干燥器的热风量很大，每小时约27万立方米热空气。被干燥的煤中含有大量的煤尘，在将22(TC M0°C热风送入干燥器的过程中，由于煤尘颗粒小，容易被干燥，这样干燥器就存在大量过干燥煤尘。在风流的带动下，大量煤尘颗粒在干燥器内处于悬浮状态，干燥器煤尘浓度约30g/m3，已接近煤尘爆炸浓度极限。为防止煤尘爆炸，采取火星过滤器过滤热风中混入的火星、采取综合防静电措施防止干燥器内产生静电火花、采取监测监控系统防止干燥器内出现高温点，这些措施没有控制干燥器内煤尘浓度和氧气浓度，一旦有意外情况干燥器内出现火星、火花等高温点，干燥器内仍存在较为严重的煤尘爆炸隐患。另外，现有技术中，从干燥器出来的废气约80°C、湿度约为100%，其中含有大量热量，直接向大气中排放将浪费能源。
发明内容
本发明提供一种降低煤炭干燥系统的干燥器中氧气浓度的方法，降低干燥器内气流中氧气含量，使得干燥器煤尘由于缺氧而不能爆炸；同时回收废气中的热量。本发明的煤炭干燥系统包括用于提供高温烟气的热风炉、用于高温烟气沉降的沉降室、用于补入冷风的冷风混合器、用于将混合气输入至干燥器的热风机、干燥器、用于对废气除尘的除尘器、热回收换热器和将废气引出的排风机，以及将煤引入和引出干燥系统的胶带机、给料器等。本发明的方法包括以下步骤1、将煤炭送入干燥器中进行干燥，将干燥煤后得到的废气送入除尘器中进行除尘处理；2、除尘后，将废气送入热回收换热器中，进行放热、湿法除去小颗粒煤尘并脱水， 使废气温度降至20°C 25°C左右；3、将一部分废气送入冷风混合器，与沉降室出来的高温烟气进行二次混合，使混合气温度为220°C 240°C后再次送入干燥器，对煤进行干燥；4、重复步骤1 步骤3，使干燥煤后的废气多次循环混合，将干燥器内氧气浓度降至15%以下。优选地，步骤3中的高温烟气的氧气浓度为1 2%，温度为700°C 800°C。优选地，步骤4中将干燥器内氧气浓度降至12%以下。此浓度下可以有效抑制瓦斯及煤尘爆炸。优选地，步骤3中采用调节混合器冷风门使得混合后气流温度为220°C 240°C。优选地，热回收换热器为两级废热回收一级废热回收，用喷淋换热制取60°C 75°C的热水，直接用于传统暖气片采暖；二级废热回收，用喷淋换热器吸收排风废热转移到循环水里面，循环水作为热泵系统的低温热源。优选地，步骤1中的废气温度约为80°C 85°C、湿度约为100%。优选地，步骤1中的除尘器为旋分除尘器。优选地，干燥器可以是振动混流干燥器。优选地，第一次干燥煤后得到的步骤1中的废气的氧气浓度为18%。优选地，检测气流温度、压力、粉尘、二氧化碳、一氧化碳、氧气浓度及方法由系统的安全监测监控系统完成。本发明方法的有益之处在于从降低干燥器内氧气浓度入手防止煤尘爆炸事故发生，干燥器中氧气浓度可控制在12 %以下，在这样氧气浓度下，即使是瓦斯也不能爆炸，可完全防止煤尘爆炸事故的发生，措施彻底，从根本上杜绝了煤尘爆炸事故的发生；将废气循环利用，减少排放；将废气余热进行回收，节约了能源。
图1是本发明干燥系统结构示意图。
具体实施例方式结合附图和具体实施例详细说明本方法，但本方法并不限于本申请的附图和具体实施例。含水率约为的煨煤经胶带机1和干燥器(唐山神州机械公司生产的200t/h 振动混流干燥器)上部的给料器8进入干燥器7，干燥后从干燥器7底部出口排到胶带机 13上，由胶带机13拉出。其中降低干燥器7中氧气浓度的过程包括以下步骤1)从干燥器7顶部出来的温度为80°C、湿度为100%、含氧量为18%的热风由风道9送入旋风除尘器10中，由旋风除尘器10除去大颗粒粉尘；2)经旋风除尘器10除去大颗粒粉尘后，将废气由风道16送入热回收换热器14 中，在热回收换热器14中充分放热、湿法除去小颗粒煤尘并采取栅网等去雾器脱去水分后，成为温度为20°C、氧气浓度15%的废气。在此过程中，在放出大量热量的同时，大量的水蒸汽将变为液态水；3)废气由风道11引入排风机12中，排风机12排出的废气一部分经风道15循环返回冷风混合器4开口处，与从热风炉2进入沉降室3后再出来的700°C高温烟气混合，并调节使混合后的气流温度在220°C，并通过热风道5由热风机6再次送入干燥器7中；多余的废气由排放口向大气中排放掉。这样废气一次循环混合后，进入干燥器内的混合后的热空气中氧气浓度可降低至15%左右。
4)废气多次循环混合后，进入干燥器内的混合热空气中氧气浓度可稳定在12% 以下，可完全防止煤尘爆炸事故的发生。在本方法中，由于排风温度高，为80°C左右，湿度高达100%，便于回收，所以采用两级热回收。①一级废热回收，用喷淋换热制取70 75度的热水，直接用于传统暖气片采暖。②二级废热回收，用喷淋换热器吸收排风废热转移到循环水里面，循环水作为热泵系统的低温热源。制热工况时，热泵系统提取循环水中的热量，循环水温度降低5°C ；制冷工况时，热泵系统向循环水中放热，循环水温度提高10°C。经过热泵系统后的循环水再重新送入矿井回风热交换器进行热交换，循环往复。热回收系统可以采用专利矿井回风热能提取装置Q00720043354. X)和地下水方式的地能辐射冷暖系统O00520118456. 4)。这两项专利公开的全部内容通过引用的方式结合在本发明中。回收热量的数值在热风炉燃烧煤产生热量的20 40%之间，由于不同煤炭用户对煤质要求不同，干燥系统干燥参数也根据干燥后煤质要求不同进行调整，不同季节也有较大影响，具体数值取决于整个系统干燥能力。总体上，年干燥能力100万吨煤且水分降低 10个百分点(如水分从30%下降到20% )，年节约燃煤4000 5000吨。减少的废气排放量方面，主要为系统向大气中排放粉尘量减少60% (正常情况下60% 80%废气要回到混合器与烟气混合，随热风炉燃烧状态不同，混合器冷风门开度也不同，导致冷热风混合比变化所致)，一氧化碳、二氧化碳等排放量基本无变化。
权利要求
1.一种降低煤炭干燥系统的干燥器中氧气浓度的方法，包括(1)将煤送入干燥器中进行干燥，将干燥煤后的废气送入除尘器中进行除尘处理；(2)除尘后，将废气送入热回收换热器中，进行放热、湿法除去小颗粒煤尘并脱水，使废气温度降至20 25°C ；(3)将一部分废气送入冷风混合器，与沉降室出来的高温烟气进行二次混合，使混合气温度为220 240°C后再次送入干燥器，对煤进行干燥；(4)重复步骤(1) 步骤(3)，使干燥煤后的废气多次循环混合，将干燥器内氧气浓度降至15%以下。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C3)中的高温烟气的氧气浓度为1 2%，温度为700 800°C。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤中将干燥器内氧气浓度降至 12%以下。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤C3)中采用调节混合器冷风门使得混合后气流温度为220 240°C。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述热回收换热器为两级废热回收一级废热回收，用喷淋换热制取60 75°C的热水，直接用于传统暖气片采暖；二级废热回收，用喷淋换热器吸收排风废热转移到循环水里面，循环水作为热泵系统的低温热源。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的废气温度为80 85°C。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的除尘器为旋分除尘器。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述干燥器为振动混流干燥器。
9.根据权利要求1 8任意一项所述的方法，其特征在于，检测气流温度、压力、粉尘、 二氧化碳、一氧化碳、氧气浓度由系统的安全监测监控系统完成。
全文摘要
本发明涉及一种降低煤炭干燥系统的干燥器中氧气浓度的方法，包括(1)将煤送入干燥器中进行干燥，将干燥煤后的废气送入除尘器中进行除尘处理；(2)除尘后，将废气送入热回收换热器中，进行放热、湿法除去小颗粒煤尘并脱水，使废气温度降至20～25℃；(3)将一部分废气送入冷风混合器，与沉降室出来的高温烟气进行二次混合，使混合气温度为220～240℃后再次送入干燥器，对煤进行干燥；(4)重复步骤(1)～步骤(3)，使干燥煤后的废气多次循环混合，将干燥器内氧气浓度降至15％以下。本发明方法措施彻底，从根本上杜绝煤尘爆炸事故的发生；将废气循环利用，减少排放；将废气余热进行回收，节约能源。
文档编号F26B21/06GK102175076SQ20101060449
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者周成军, 王亚军 申请人:中国神华能源股份有限公司