CN101476814A - 低阶煤的干燥方法和*** - Google Patents

Abstract

一种低阶煤的干燥方法，包括以下步骤：(1)破碎低阶煤，使破碎后低阶煤的粒径在3mm－50mm范围；(2)将破碎后的低阶煤送入干燥器并与来自热烟气发生装置的热烟气接触；(3)收集从干燥器出来的低阶煤，同时让干燥器所排出的热烟气以及由热烟气所带出的煤粉和水蒸气通入煤粉处理收集***；(4)将煤粉处理收集***收集到的至少一部分煤粉送至热烟气发生装置作为燃烧材料；(5)从煤粉处理收集***出来的热烟气被分成两部分，其中第一部分烟气循环返回到热烟气发生装置，第二部分烟气通过空气预热器而加热助燃空气后排放；(6)经过加热后的助燃空气被输送到热烟气发生装置参与燃烧。本发明还提供一种燃料自供给的低阶煤干燥***，具有能量利用率高、生产成本低的优点。

Description

低阶煤的干燥方法和***

技术领域

本发明涉及一种煤的干燥方法和***，特别是涉及低阶煤的干燥方法***。

背景技术

我国能源资源以煤炭为主，煤炭消费约占我国一次性能源消费的60％。长期以来，我国煤炭资源的开采和利用都是以烟煤和无烟煤为主。随着我国能源消费的不断增加和对烟煤、无烟煤的过量开采，低阶煤的开发利用越来越重要。

所谓的低阶煤是指煤化程度较低的煤，如褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤及气煤等。低阶煤占我国已探明的煤炭储量中占有相当大的比重，但由于低阶煤的水分含量较高(通常为20wt％～60wt％)，热值低(通常为1000～3500kcal/kg)，于是给低阶煤的运输和利用带来了困难，提高了成本。针对上述问题，为合理利用低阶煤能源，需要对低阶煤进行干燥处理。

现有的较为普遍的干燥技术主要是热烟气干燥和蒸汽干燥。热烟气干燥使用热风炉产生热风或利用热烟气作为热源，而蒸汽干燥通常使用过热蒸汽，二者均通过热源直接或间接地加热物料，蒸发物料水分而实现干燥。

热烟气干燥是我国普遍采用的干燥方法，热烟气来自燃气、燃油或燃煤。燃气和燃油的热烟气发生装置的结构最为简单、技术成熟且运行可靠，但由于燃料成本较高，在大型规模化干燥物料工程中很少采用。燃煤热烟气发生装置通常有链条炉、煤粉炉、沸腾床炉、循环流化床炉等。

虽然采用燃煤热烟气发生装置的干燥***和干燥方法所采用的设备简单，燃烧效率与运行控制水平较高，但存在着以下的不足：

(1)在干燥***中的燃煤的热烟气发生装置工作过程中，燃料近似处于绝热燃烧状态，若燃用灰熔点较低的煤，由于燃烧生成的热烟气温度通常高于灰份的结渣温度易发生结渣现象，因此，燃煤的热烟气发生装置通常采用不易结渣的优质烟煤，这势必增加生产成本。

(2)当前的干燥***的热烟气发生装置多采用直接掺冷空气进行调温的方式，以满足干燥物料所需要的合适温度，使得***的热效率低，燃料消耗量大。

(3)采用直接掺冷空气的方式进行调温，造成所提供的热烟气中氧含量较高，对于干燥一些热稳定性差、易自燃的低阶煤种时存在严重的安全隐患。

(4)燃煤的热烟气发生炉对燃料有一定的要求，可能需要增加额外的燃料制备装置，增加了生产成本。

(5)干燥***的尾部排烟损失很大，特别是热量损失，未能充分利用排烟余热。

针对以上的一些问题，专利申请200810111215.5公开了一种低阶煤高温烟气干燥的方法，该方法包括将低阶煤粉碎为煤粉；由烟气发生***产生含氧量低于10(体积)％的高温烟气；在干燥器里用高温烟气干燥煤粉；来自干燥器的携带煤粉的烟气经第一分离***被分离为烟气和煤粉等步骤。该方法还包括对分离的烟气送入第二分离***进行除尘，形成尾气的步骤。为了增加尾气的利用率，该方法还包括将尾气的一部分通入高温烟气炉中用于控制炉膛燃烧温度、防止炉内结焦、同时控制出口烟气的氧含量；以及尾气的另一部分与来自高温烟气炉的烟气混合；其余尾气排空。这种方法有效地减少了结渣现象，同时还有效避免了直接采用冷空气用于调温的缺陷。但是，该方法只对一部分尾气进行利用，并且燃料可能要另外准备。另外该干燥方法还包括对低阶煤全部粉碎成煤粉的步骤，干燥后的煤粉与烟气分离的工作量较大，需两级分离***，同时需要对全部粉碎成的煤粉进行成型步骤。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种低阶煤的干燥方法，它进一步提高了尾气的利用率，同时直接采用来自干燥过程产生的煤粉作为燃料，具有***能量利用率高、运行成本低的优点。

为此，本发明提供一种低阶煤的干燥方法，包括以下步骤：

(1)破碎低阶煤，使破碎后低阶煤的粒径在3mm-50mm范围；

(2)将破碎后的低阶煤送入干燥器并与来自热烟气发生装置的热烟气接触；

(3)收集从干燥器出来的低阶煤，同时让干燥器所排出的热烟气以及由热烟气所带出的煤粉和水蒸气通入煤粉处理收集***；

(4)将煤粉处理收集***收集到的至少一部分煤粉送至热烟气发生装置作为燃料；

(5)从煤粉处理收集***出来的热烟气被分成两部分，其中第一部分烟气循环返回到热烟气发生装置，第二部分烟气通过空气预热器而加热助燃空气后排放；

(6)经过加热后的助燃空气被输送到热烟气发生装置参与燃烧。

根据本发明的干燥方法的进一步特征，所述步骤(5)中还包括在循环返回到热烟气发生装置之前把所述第一部分烟气分为两股可调节流量的热烟气的步骤，其中一股作为防渣风、另一股作为调温风输入热烟气发生装置。

在本发明的进一步方法特征中，还包括助燃空气在进入热烟气发生装置之前被分为两股可调节流量的助燃空气的步骤，其中一股作为携带煤粉的一次风，一股作为二次风输入热烟气发生装置。

根据本发明的方法的进一步特征，还包括对在所述步骤(5)中加热过的助燃空气进一步加热的步骤。。

本发明的另一目的是提出一种低阶煤的干燥***。

为此，提出一种低阶煤的干燥***，包括：

破碎装置，将低阶煤破碎成3mm-50mm的粒径范围；

热烟气发生装置，用于产生用于干燥低阶煤的热烟气；

干燥器，使来自破碎装置的低阶煤与来自热烟气发生装置的热烟气接触；

煤粉处理收集***，用于收集处理并分离所述干燥器排出的热烟气及由所述热烟气带出的煤粉和水蒸气；

其特征在于，还包括：

给粉机，将至少一部分由所述煤粉处理收集***收集的煤粉送往热烟气发生装置参加燃烧；

第一空气预热器，所述煤粉处理收集***分离出来的热烟气的一部分通过该第一空气预热器加热助燃空气后排放。

根据本发明的干燥***的进一步特征，热烟气发生装置是燃烧煤粉的燃烧炉，所述燃烧炉包括设有防渣风吹口的燃烧区和设有调温风吹口的调温区。

在本发明的一个实施例中，从煤粉处理收集***分离出来的剩余部分的热烟气被分成两股分别输入所述的防渣风吹口和调温风吹口。

根据本发明，所述干燥器是回转滚筒干燥器或沸腾床干燥器。煤粉处理收集***包括袋式除尘器、排风机和低压氮气反吹***。

根据本发明的干燥***的进一步特征，还包括设置在热烟气发生装置与干燥器之间的第二空气预热器，以进一步对所述助燃空气进行加热。

根据本发明的进一步特征，本发明的干燥***还包括煤粉收集缓冲设备，所述煤粉收集缓冲设备位于所述煤粉处理收集***和给粉机之间并设有用于控制输送煤粉量的装置。

与现有干燥方法及***相比，本发明采用干燥***自身产生的煤粉作为燃烧材料，因而热烟气发生装置不需要增加额外的燃料制备设备，粉尘数量大幅度降低，减少了污染又节省了燃料制备和运输的成本。同时由于提高了尾气利用率，减少了燃煤量，又进一步减少了对环境污染。另外，本发明的干燥方法及***也减少了对设备的损害，消除或减少了炉壁的结渣现象。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：

图1表示了根据本发明的干燥***的示意图。

附图标记

1.皮带输送机

2.干燥器

3.煤粉处理收集***

4.引风机

5.空气预热器

6.煤粉缓冲仓

7.燃烧区

8.调温区

9.皮带输送机

10.产品煤仓

11.烟囱

12.增压风机

13.增压风机

14.给粉机

15.燃烧器

具体实施方式

为了更好地说明本发明的思想，将结合附图通过下面的具体实施方式来进一步介绍本发明。

首先使用破碎装置(未示出)将破碎成颗粒状，低阶煤的粒径优选在3mm-50mm之间。如图1所示，经破碎处理后的原料低阶煤通过皮带输送机1被输送干燥器2中。送入干燥器2的低阶煤与来自热烟气发生装置的热烟气直接接触进行热交换，从而实现了低阶煤的干燥。所述的干燥器可以是回转式滚筒干燥器，也可以是沸腾床干燥器等气固直接接触进行热交换的干燥设备。

从干燥器2出来的干燥后的低阶煤通过皮带输送机9被输送到产品煤仓10收集起来以供使用。

从干燥器2被排出的热烟气中携带有粉尘(注：这里所称的粉尘基本上由煤粉组成，以下均以煤粉称谓)和水蒸气。为分离煤粉，排出的携带煤粉和水蒸气的热烟气被送到煤粉处理收集***3处理。所述煤粉处理收集***3被用于收集处理由干燥器2排出的热烟气，特别是将所述的热烟气中携带的煤粉从所述热烟气分离出来。煤粉处理收集***可以包括袋式除尘器、排风机和低压氮气反吹***。用排风机将布袋除尘器的气体排出，而所述低压氮气反吹***用低压氮气作为反吹清灰气体吹入布袋除尘器中。

煤粉从煤粉处理收集***3分离出来后进入煤粉缓冲仓6，所述缓冲仓6设有控制提供给热烟气发生装置的燃用煤粉量的装置。所述煤粉缓冲仓6在缓冲仓的一定高度处设有溢流口(未示出)，当缓冲仓6中的煤粉达到该高度时将从溢流口流出。溢流出的煤粉被直接送到产品煤仓10或经其它处理制成成品煤，例如高压成型。这确保了定量的煤粉被用作热烟气发生装置的燃烧材料。不言而喻，也可以采用其它合适的煤粉缓冲装置替代煤粉缓冲仓6用于控制提供给热烟气发生装置的燃用煤粉量。

经煤粉处理收集***3处理的热烟气经过引风机4后，一部分热烟气通过增压风机13循环返回到热烟气发生装置。其中循环返回气体属于乏氧热烟气体，氧含量一般小于5％。循环返回到热烟气发生装置的气体被分为两股，分别作为防渣风和调温风，其中防渣风用于隔绝高温烟气，防止煤粉在燃烧过程中在热烟气发生装置的内壁上发生结渣现象；调温风用于调整热烟气发生装置输出的热烟气温度。相应地，热烟气发生装置包括设置有防渣风吹口的燃烧区7和设置有调温风吹口的调温区8，其中所述的燃烧区7是指煤粉和助燃气体混合进行燃烧的区段，所述的调温区8是指燃烧产生的高温烟气与循环返回的低温烟气进行混合调温的区段。

所述的防渣风吹口分别设在热烟气发生装置的顶部、两侧和底部，吹口方向与火焰燃烧方向一致。作为选择地，防渣风吹口也可以环绕燃烧区7设置，或设置成其它合适的结构。所述的调温风吹口优选地设在炉膛顶部，吹风方向指向炉底。还可以设置两个调节装置，用于各自调节防渣风和调温风的流量。通过调节进入调温区8的调温风的流量，使得送入干燥器的热烟气的温度处于合适的范围内。

从煤粉处理收集***3排出的热烟气除了循环返回热烟气发生装置的一部分之外，另外部分经过加热助燃空气的空气预热器5，然后作为尾气由烟囱11排放。

加热过的助燃空气经过增压风机12之后在进入热烟气发生装置之前被分为两股，其中一股作为一次风通过给粉机14而携带煤粉被送至燃烧器15，另一股作为二次风送入燃烧器15助燃。燃烧器可以是本领域技术人员所知悉的旋流式煤粉燃烧器或其它合适的燃烧器。优选设置两个可调节阀门，用于各自调节两股气流的流量。

在本发明的另一实施方式中，在热烟气发生装置与干燥器之间设置附加的空气预热器(未示出)，以进一步对所述助燃空气进行加热，从而改善热烟气发生装置中的燃烧状况。作为选择地，也可以采用其它合适的加热方式加热助燃空气。

送入热烟气发生装置的煤粉与助燃空气燃烧产生的热烟气经上述的调温步骤后被送入干燥器2中进行干燥。

现已描述了本发明的实施例，本领域的技术人员将很容易对本发明进行改变、修改和改进，而不背离本发明，例如原料低阶煤在破碎前和/或后，于被送至干燥机之前还可进行预干燥处理，并可利用流过空气预热器5的烟气作为干燥介质。因此上面的内容将仅仅是描述性的而不是限定性的，本发明仅由下面的权利要求书所限定。

Claims (10)

1.一种低阶煤的干燥方法，包括以下步骤：

(1)破碎低阶煤，使破碎后低阶煤的粒径在3mm-50mm范围；

(2)将破碎后的低阶煤送入干燥器并与来自热烟气发生装置的热烟气接触；

(3)收集从干燥器出来的低阶煤，同时让干燥器所排出的热烟气以及由热烟气所带出的煤粉和水蒸气通入煤粉处理收集***；

(4)将煤粉处理收集***收集到的至少一部分煤粉送至热烟气发生装置作为燃料；

(5)从煤粉处理收集***出来的热烟气被分成两部分，其中第一部分烟气循环返回到热烟气发生装置，第二部分烟气通过空气预热器而加热助燃空气后排放；

(6)经过加热后的助燃空气被输送到热烟气发生装置参与燃烧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中还包括在循环返回到热烟气发生装置之前把所述第一部分烟气分为两股可调节流量的热烟气的步骤，其中一股作为防渣风、另一股作为调温风输入热烟气发生装置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括所述的助燃空气在进入热烟气发生装置之前被分为两股可调节流量的助燃空气的步骤，其中一股作为携带煤粉的一次风，一股作为二次风输入热烟气发生装置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括对在所述步骤(5)中加热过的助燃空气进一步加热的步骤。

5.一种低阶煤的干燥***，包括：

破碎装置，将低阶煤破碎成3mm-50mm的粒径范围；

热烟气发生装置，用于产生用于干燥低阶煤的热烟气；

干燥器，使来自破碎装置的低阶煤与来自热烟气发生装置的热烟气接触；

煤粉处理收集***，用于收集处理并分离所述干燥器排出的热烟气及由所述热烟气带出的煤粉和水蒸气；

其特征在于，还包括：

给粉机，将至少一部分由所述煤粉处理收集***收集的煤粉送往热烟气发生装置参加燃烧；

第一空气预热器，所述煤粉处理收集***分离出来的热烟气的一部分通过该第一空气预热器加热助燃空气后排放。

6.根据权利要求5所述的干燥***，其特征在于，所述的热烟气发生装置是燃烧煤粉的燃烧炉，所述燃烧炉包括设有防渣风吹口的燃烧区和设有调温风吹口的调温区。

7.根据权利要求5所述的干燥***，其特征在于，煤粉处理收集***分离出来的剩余部分的热烟气被分成两股分别输入所述的防渣风吹口和调温风吹口。

8.根据权利要求5所述的干燥***，其特征在于，所述的干燥器是回转滚筒干燥器或沸腾床干燥器。

9.根据权利要求5所述的干燥***，其特征在于，还包括设置在热烟气发生装置与干燥器之间的第二空气预热器，以进一步对所述助燃空气进行加热。

10.根据权利要求5所述的干燥***，其特征在于，还包括煤粉收集缓冲设备，所述煤粉收集缓冲设备位于所述煤粉处理收集***和给粉机之间并设有用于控制输送煤粉量的装置。

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