专利名称:一种褐煤干燥提质的方法和装置的制作方法
技术领域:
本发明属于能源化工技术领域,具体涉及一种褐煤干燥提质的方法和装置。
背景技术:
褐煤是重要的能源和化工原料,但由于褐煤水分高、热值低、易自燃等因素,使褐 煤的使用和销售受到限制。褐煤水分高不仅不利于使用,在解冻、干燥、破碎时需要消耗能 量,而且浪费运力,降低褐煤的热值,不宜长距离的输送。如何合理开发和使用褐煤资源是 一个值得深入研究的重要课题,关注较多的是褐煤的提质转化利用。研究表明,褐煤经干燥 提质后,其成分和性质趋近于烟煤,有利于运输、贮存和使用。 褐煤干燥脱水的技术很多,大致分为机械脱水、蒸发脱水和非蒸发脱水三种。机械 脱水技术已在选煤厂广泛应用,脱水机械如浓縮机、振动滤网、圆盘过滤机等,但其处理能 力和脱水效率尚难适应褐煤脱水的要求。蒸发脱水以流化床干燥技术为代表,将成熟的流 化技术用于褐煤脱水,虽可提高热效率和处理能力,但该技术要求煤粒度小且均匀,否则难 以使褐煤在热气流中流化,能耗也将会增加。非蒸发脱水法以高温高压、蒸汽干燥技术为代 表,该技术投资大,设备要求高,企业难以承受,实现工业化较为困难。开采出的褐煤粒径 大小不同,由于小粒径褐煤容易干燥,大粒径褐煤的核心部位不容易干燥,在干燥提质过程 中,干燥的效果不同,造成提质褐煤质量不均匀,影响使用和销售。 申请号为200810104399. 2的中国发明专利申请公开了 "一种褐煤干燥提质装置 和工艺方法",该专利申请包括褐煤分室干燥装置、流化床热解装置、热解气体燃烧装置以 及其他辅助装置。经过干燥后的褐煤进入热解装置,析出挥发分与液体产物,挥发分送入燃 烧装置燃烧,并产生烟气与蒸汽,烟气与部分蒸汽被送入干燥装置内作为干燥介质。其余蒸 汽被送入热解装置内提供热解热源。该技术可提高褐煤的综合利用率,但未解决不同粒径 的褐煤干燥过程中干燥效果不均匀的问题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足,提高褐煤提质转化的效果,本发明提供一种褐煤干
燥提质的方法,将褐煤按大、小粒径分开,分别进行干燥,并联操作,生产不同粒度的提质褐
煤。本发明的另一 目的是提供实现上述褐煤干燥提质的装置。
本发明提供的褐煤干燥提质的方法,以褐煤为原料,按以下步骤进行 (1)将褐煤送入预干燥/筛分器中进行预干燥和筛分,经筛分分成大、小粒径的褐
煤,所述预干燥的温度为100 35(TC,所述筛分的分级为3 30mm。 (2)大粒径褐煤进入干燥滚筒,用高温气体进行干燥提质,干燥温度为150 650°C ,得到干燥提质的大粒径褐煤出装置,尾气经过除尘器除尘后排出。
(3)小粒径褐煤进入振动流化床,用高温气体进行干燥提质,干燥温度为150 650°C ,得到干燥提质的小粒径褐煤出装置,尾气经过旋风分离器、除尘器除尘后排出。
干燥滚筒和振动流化床的干燥温度根据工艺需要调整,控制提质褐煤产品的含水量降至10%以下。高温气体为热风炉燃烧产生的高温烟气,用空分系统分离出氧气后剩余 的低氧气体调节烟气温度。热风炉以粉煤和水制成的粉煤浆为燃料。除尘器排出的一部分 尾气经过除雾后循环回预干燥/筛分器预热褐煤。 为实现上述褐煤干燥提质的方法,本发明提供的褐煤干燥提质的装置,包括热风 炉、干燥滚筒、振动流化床、旋风分离器和除尘器,热风炉分别连接到干燥滚筒和振动流化 床。装置还包括预干燥/筛分器,预热干燥/筛分器中装有筛分设备。预干燥/筛分器的 入口与褐煤原料仓连接,出口分别与干燥滚筒和振动流化床连接。干燥滚筒和振动流化床 的产品出口分别连接到产品仓,干燥滚筒气体出口连接到除尘器。振动流化床气体出口通 过旋风分离器连接到除尘器。除尘器通过引风机连接到排放系统。 筛分设备为振动筛、滚筒筛或筛板,不排除其它的筛分设备。优选筛分设备为振动
筛,振动筛的筛孔为3mm、5mm、8mm、10mm、15mm、20mm或30mm。根据需要选择合适筛孔的振动
筛,满足生产需求,选用其它尺寸筛孔的振动筛也是本发明的保护范围。所述引风机出口经
过除雾器连接到预干燥/筛分器。热风炉的出口与空分系统低氧空气管路连接。 本发明在滚筒干燥和流化床技术的基础上,结合我国煤炭行业的实际情况,采用
筛分技术将粒径不同的褐煤分级,分级后的褐煤利用热风炉产生的高温烟气,通过并联工
艺进行干燥提质。小粒径褐煤采用振动流化床技术干燥,大粒径的褐煤采用干燥滚筒脱水
干燥。不同粒径的褐煤满足不同的生产需求。干燥过程中褐煤颗粒内部的蜡质和沥青质物
质熔融后渗出,冷却后包覆在褐煤颗粒表面,提高了褐煤的品质,扩大了褐煤的用途。解决
了流化床对大粒径褐煤干燥的难题,降低了能耗,縮短了脱水时间,适于实施和大规模工业
化生产。 与现有技术相比,本发明的优点是①通过分级装置,将褐煤按粒径大小分级,采 用不同的设备进行干燥提质,避免了因粒径不同所致干燥效果不均匀的问题,提高了产品 质量,降低了能耗。②与空分系统联合,用分离出氧气后剩余的低氧气体调节烟气温度,既 充分利用气源,又降低高温干燥气的氧浓度,避免褐煤在高温干燥过程中自燃。③一部分排 出尾气经除雾后循环,用于预热褐煤,可以降低能耗,减少生产成本。本发明成本低,效率 高,能耗低,污染少,用于大规模褐煤干燥提质过程,实现煤炭资源的高效提质和综合利用。
图1为本发明褐煤干燥提质装置的流程图。 其中1-预干燥/筛分器、2_热风炉、3_鼓风机、4_空分系统、5_氧气钢瓶、6-除 雾器、7_引风机、8-除尘器、9-旋风分离器、10-干燥滚筒、ll-振动流化床。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
实施例1 本发明所述褐煤干燥提质的装置如图1所示,主要由预干燥/筛分器1、热风炉2、 干燥滚筒10、振动流化床11、旋风分离器9、除尘器8、除雾器6组成。热风炉分别连接到干 燥滚筒和振动流化床,为干燥滚筒和振动流化床提供干燥热风。预干燥/筛分器的入口与 褐煤原料仓连接,出口分别与干燥滚筒和振动流化床连接。干燥滚筒10的产品出口连接到
4装置外的大粒径褐煤产品仓,气体出口连接到除尘器8。振动流化床11产品出口连接到小 粒径褐煤产品仓,气体出口通过旋风分离器9连接到除尘器。除尘器出口通过引风机7连 接到排放系统,引风机出口的一路经除雾器6连接到预干燥/筛分器l,用除雾后的尾气对 进入预干燥/筛分器的褐煤原料进行预热。预热干燥/筛分器中装有振动筛,振动筛的筛 孔为5mm。热风炉用鼓风机3鼓风,热风炉2的出口与空分系统4低氧空气管路连接。
褐煤干燥提质的过程为,褐煤原料从原料仓送入预干燥/筛分器1 ,经过振动筛将 原料分为大粒径褐煤和小粒径褐煤,同时用除尘器8后经除雾器6除雾的尾气预热褐煤原 料,预热温度为100 150°C。大于5mm的大粒径褐煤通过输送箱皮带输送到干燥滚筒10 进行干燥,干燥滚筒的入口烟气温度为28(TC,出口温度为21(TC,干燥后褐煤含水率降至 10%以下。干燥后的大粒径提质褐煤通过输送带送往装置外大粒径料仓,离开干燥滚筒的 尾气进入除尘器8。小于5mm的小粒径褐煤通过输送箱皮带输送到振动流化床ll进行干燥, 振动流化床入口烟气温度为280°C,出口温度为18(TC,干燥后褐煤含水率降至5^以下。干 燥后小粒径提质褐煤通过输送带送往装置外小粒径褐煤料仓,离开振动流化床的尾气经旋 风分离器9进入除尘器8,旋风分离器分出的颗粒进入出料输送带。热风炉2以粉煤和水 制成的粉煤浆为燃料,燃烧后产生的高温烟气为干燥提质的加热介质,空分系统分离生产 的氧气装入氧气钢瓶4,分离剩下的低氧空气用于调节进入干燥滚筒和振动流化床高温气 体的温度,降低高温烟气的氧浓度,避免褐煤在干燥过程中自燃。预干燥/筛分器预干燥过 程、干燥滚筒和振动流化床的干燥过程为常压操作。
实施例2: 本实施例褐煤干燥提质装置流程与实施例1相同,预干燥/筛分器振动筛的筛孔 为10mm,预热温度为150 200°C 。大于10mm的大粒径褐煤在干燥滚筒10进行干燥,干 燥滚筒入口烟气温度为350°C,出口温度为28(TC,干燥后褐煤含水率降至10%以下。小于 10mm的小粒径褐煤在振动流化床11进行干燥,振动流化床入口烟气温度为350°C,出口温 度为26(TC,干燥后褐煤含水率降至8%以下。其它与实施例1相同。
实施例3 : 预干燥/筛分器振动筛的筛孔为15mm,预热温度为200 250°C .大于15mm的 大粒径褐煤在干燥滚筒10进行干燥,预干燥/筛分器入口烟气温度为400°C,出口温度为 33(TC,干燥后褐煤含水率降至10%以下;小于15mm的小粒径褐煤在振动流化床11进行干 燥,振动流化床入口烟气温度为40(TC,出口温度为31(TC,干燥后褐煤含水率降至10%以 下。其它与实施例l相同。
权利要求
一种褐煤干燥提质的方法,以褐煤为原料,按以下步骤进行(1)将褐煤送入预干燥/筛分器(1)中进行预干燥和筛分,经筛分分成大、小粒径的褐煤,所述预干燥的温度为100~350℃,所述筛分的分级为3~30mm;(2)大粒径褐煤进入干燥滚筒(10),用高温气体进行干燥提质,干燥温度为150~650℃,得到干燥提质的大粒径褐煤出装置,尾气经过除尘器(8)除尘后排出;(3)小粒径褐煤进入振动流化床(11),用高温气体进行干燥提质,干燥温度为150~650℃,得到干燥提质的小粒径褐煤出装置,尾气经过旋风分离器(9)、除尘器(8)除尘后排出。
2. 根据权利要求1所述褐煤干燥提质的方法,其特征是所述干燥温度根据工艺需要 调整,控制提质褐煤产品含水量降至10%以下。
3. 根据权利要求l所述褐煤干燥提质的方法,其特征是所述高温气体为热风炉(2) 燃烧产生的高温烟气,用空分系统(4)分离出氧气后剩余的低氧气体调节烟气温度。
4. 根据权利要求3所述褐煤干燥提质的方法,其特征是所述热风炉以粉煤和水制成 的粉煤浆为燃料。
5. 根据权利要求1所述褐煤干燥提质的方法,其特征是所述除尘器(8)排出的一部 分尾气经过除雾后循环回预干燥/筛分器(1)预热褐煤。
6. —种实现权利要求l所述褐煤干燥提质方法的装置,包括热风炉(2)、干燥滚筒 (10)、振动流化床(11)、旋风分离器(9)、除尘器(8),热风炉分别连接到干燥滚筒和振动流 化床,其特征是所述装置还包括预干燥/筛分器(1),预干燥/筛分器中装有筛分设备,所 述预干燥/筛分器的入口与褐煤原料仓连接,出口分别与干燥滚筒和振动流化床连接;所 述干燥滚筒和振动流化床的产品出口分别连接到产品仓,所述干燥滚筒气体出口连接到除 尘器,所述振动流化床气体出口通过旋风分离器连接到除尘器,除尘器通过引风机(7)连 接到排放系统。
7. 根据权利要求6所述褐煤干燥提质的装置,其特征是所述筛分设备为振动筛、滚筒 筛或筛板。
8. 根据权利要求7所述褐煤干燥提质的装置,其特征是所述振动筛的筛孔为3mm、 5mm、8mm、10mm、15mm、20mm或30mm。
9. 根据权利要求6所述褐煤干燥提质的装置,其特征是所述引风机(7)出口经过除 雾器(6)连接到预干燥/筛分器(1)。
10. 根据权利要求6所述褐煤干燥提质的装置,其特征是所述热风炉(2)的出口与空 分系统(4)的低氧空气管路连接。
全文摘要
本发明提供一种褐煤干燥提质的方法和装置,装置包括干燥/筛分器、预热干燥/筛分器、热风炉、干燥滚筒、振动流化床、旋风分离器、除雾器和除尘器。热风炉分别连接到干燥滚筒和振动流化床,预干燥/筛分器的出口分别与干燥滚筒和振动流化床连接。预热干燥/筛分器将褐煤分为大、小粒径两级,以热风炉产生的高温烟气为加热介质,用空分系统分离出氧气后剩余的低氧气体调节烟气温度,用干燥滚筒和振动流化床生产大、小粒径的提质褐煤,满足不同的生产需求,一部分排出尾气经除雾后循环用于预热褐煤原料。本发明通过分级设备,将褐煤按粒径大小分别进行干燥和提质,消除了粒径不同导致干燥不均匀的问题,实现了煤炭资源的高效提质和综合利用,用于大规模的褐煤干燥提质过程。
文档编号C10L9/00GK101776370SQ20101003331
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者康荣灿, 张亚通, 李立, 王晓承, 胡永其, 赵常义, 邸玉龙, 闫永成 申请人:河北科技大学