CN104781624A - 用于干燥颗粒物质的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

用于干燥比如褐煤之类的颗粒物质的设备。蒸汽供应装置产生蒸汽。流化床干燥器具有用于接收颗粒物质的固体入口以及至少一个蒸汽入口,其中蒸汽入口用于将蒸汽注入到干燥器中以便搅动和流化与蒸汽入口或每个蒸汽入口邻近的颗粒物质床。传热管被放置在流化床干燥器内,并被构造成经由管传递来自饱和蒸汽供应装置的蒸汽,以将热量传送给颗粒物质。利用管的构造,允许管内形成的冷凝液在重力作用下流回到蒸汽供应装置从而实现重力辅助回路。固体出口允许颗粒物质退出流化床。

Description

用于干燥颗粒物质的方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请要求在2012年10月5日申请的澳大利亚临时专利申请No.2012904352的权益,在此通过参考将此临时专利申请并入本文。
技术领域
本发明涉及比如褐煤颗粒之类的颗粒物质的干燥,尤其是涉及一种用于经由干燥流化床输送潮湿颗粒物质比如原煤的方法和设备。
发明背景
煤是一种重要的能源并且已经使用了很长时间。然而,持续的勘探和开采导致高质量的煤资源变得越来越少。煤质量的一个重要指标是湿气含量;湿气含量越高,质量越低。典型地,比如想要购买煤的发电厂的一方需要煤具有低湿气含量,例如在10%左右的湿气含量。为了改善潮湿煤的质量,因而需要执行干燥处理以便减少湿气含量。
褐煤具有中度至高度湿气含量。在世界上最大的矿床之一的澳大利亚维多利亚的矿床中,褐煤的湿气含量的范围在55至65的重量百分比左右。褐煤的地质年龄较短,其典型地出现在浅埋层中。褐煤通常具有高湿度,并在燃烧时产生极少的热量。高湿气含量和相对低的能量含量通常会令褐煤的远距离输送不经济。一个进一步的难题在于褐煤是易燃的且能够自燃,因而对褐煤的处理和输送需要将褐煤与空气分离。
在生煤、半生煤、褐煤中的高湿气含量会带来一系列不利。当用于发电时,燃料的湿气含量越高,发电厂的热效率就会越低,如图1所示。图1中的上部曲线示出了对于参数为168b/540C/540C,Tstack185C的500MW发电厂而言热效率与湿气含量的相对关系;下部曲线示出了对于参数为275b/580C/600C,Tstack100C的1000MW发电厂而言热效率与湿气含量的相对关系。较低的效率会不期望地导致较高的燃料使用率来维持输出量,增加了CO2的排放。较干的燃料减少了燃料需求量,减少了CO2的排放,并减少了发电厂的投资成本。因此,高效节能的煤干燥处理对于在现有和将来的褐煤使用中减少温室排放而言很关键。
当可用的煤具有高湿气含量时,会由此需要燃料的预干燥处理。干煤或干褐煤重量也较轻,因而更易于运输。从煤或褐煤中去除水分也会容易去除盐分,这在锅炉中使用干煤时通常是有利的。为了将褐煤处理成气态和液态产物以及高级固体燃料,其湿气含量根据生产目标通常必须降为10至20重量百分比。
已经提出了很多技术来干燥煤或褐煤。这些技术包括蒸汽流化床干燥、一体式干燥气化、密化褐煤、机械热膨胀以及水热脱水。
蒸汽流化床干燥涉及在过热蒸汽流化床中的煤蒸发干燥。图2a示出了一种提出的蒸汽流化床干燥器,图2b和2c示出了分别利用水汽再压缩和水汽冷凝来使用这种干燥器的处理原理。在图2b的***中,从热交换器输出的蒸汽冷凝液传递到煤预热器。在图2c的***中,从热交换器输出的蒸汽冷凝液作为副产物传送出厂房。在现有的褐煤蒸汽流化床干燥处理中,锅炉或其它热源在流化床干燥器加热管中生成蒸汽,蒸汽将穿过褐煤。产生的冷凝蒸汽混合物被排放到汲取槽或脱气器比如碱回收单元,继而会返回至锅炉以形成软循环。
通过磨损原矿煤以产生潮湿的、“塑料的”、细粒状的煤“粘土”,随后将其空气干燥为低湿气含量煤并呈现“黑煤等同物”产物,来获得密化褐煤。此技术提供了回收水含量的可能性。毛褐煤被磨粉为大约50mm的块,然后馈送给低强度剪切擦碎机,其中煤呈现出大约10μm的平均颗粒尺寸。颗粒尺寸的这种减小有效地释放了在原煤的多孔结构内捕获的水分。然后将塑料磨损煤挤压成所需尺寸的丸或块。然后输送潮湿产物以进行干燥,这会伴随着水分到大气的蒸发损耗。
褐煤致密的另一种方法涉及热解处理,结合有机械、热和化学处理以加速从褐煤到黑煤等同物的自然转变。这种处理的输出物是烃气体、水和冶金焦等同物。
机械热压榨涉及通过以通常大约60巴的机械压力冷凝蒸汽来压缩在150至200摄氏度范围内加热的粗粉碎的煤,以将水分挤出褐煤并产生干褐煤产物。
在水热脱水处理中,在压力下将湿煤加热至大约250至300摄氏度,煤结构被破坏并收缩,释放出作为液体的水。高温高压(300摄氏度和100巴)的结合会脱去煤的碳酸基。当CO2射出时,煤发生物理收缩,在处理中从其空隙排出液体水。去碳酸基反应是发热的,会给处理贡献能量。此处理使用整个处理的大约2%的湿褐煤能量含量。
褐煤干燥的另一种方法是微波干燥。煤对于微波能基本是透明的,然而水对于微波能是高度吸收的,因此微波能可有效地传递给煤中的自由和固有的水。
也提出了微生物水解来从褐煤提取水分而不使用热量。微生物气化处理是消化***,其第一阶段是水解,然后使用一系列细菌。
褐煤存在很多可能的应用,尤其是干褐煤。很多城市具有大量的供应,使得褐煤成为低成本的主要能源。褐煤的高反应能力适于气化和还原剂应用。在比如发电、煤到液体、气体到液体、矿物处理以及出口质量褐煤等应用中采用或能够采用褐煤。
影响干燥速率和干褐煤的最终湿气含量的关键参数包括温度、压力、干燥介质流速、相对湿度、在干燥器中的停留时间以及待干燥煤的颗粒尺寸。这已经导致了被开发用来干燥褐煤的技术的过剩。干燥技术的一个重要区别特点在于这样的形式:水从处理中出来,和/或能被回收,尤其是作为能被冷凝回液体(蒸发技术)的气体或作为液体(脱水技术)被回收。
然而,伴随着干褐煤或干煤,会出现安全和运输挑战。干煤具有自燃的倾向,因而必须避免允许自燃的条件。煤处理还具有产生不期望煤尘的倾向。
在本申请中包含的文件、行为、材料、装置、文章等的任何讨论仅为了提供本发明上下文的目的,不应视为承认:任何或所有这些物质形成现有技术基础的一部分,或者因为存在于本申请每个权项的优先权日之前而成为本发明相关领域的公知常识。
在整个本说明书中的词语“包括”或变型比如“包含”或“具有”将被理解为暗示了所指元件,整体或步骤,或元件、整体或步骤的集合的存在,但不排除任何其它元件,整体或步骤,或元件、整体或步骤的集合的存在。
发明概述
根据本发明的第一方面,提供一种用于干燥颗粒物质的设备,所述设备包括:
用于产生蒸汽的蒸汽供应装置;以及
流化床干燥器,所述流化床干燥器包括:
用于接收颗粒物质的固体入口,
至少一个蒸汽入口,用于将蒸汽注入到所述干燥器中以便搅动和流化与所述蒸汽入口或每个蒸汽入口邻近的颗粒物质床,
传热管,所述传热管放置在所述流化床干燥器内,并被构造成经由所述管传递来自饱和蒸汽供应装置的蒸汽以将热量传送给颗粒物质,并且还被构造成允许所述管内的冷凝液在重力作用下流回到所述蒸汽供应装置从而实现重力辅助回路,以及
允许颗粒物质退出流化床的固体出口。
根据本发明的第二方面,提供一种用于干燥颗粒物质的方法,所述方法包括:
将颗粒物质输送到流化床干燥器中;
加热蒸汽供应装置以产生用于在重力辅助闭合回路内循环的蒸汽,所述重力辅助闭合回路包括在所述流化床干燥器内的热交换管,所述热交换管被构造成对所述干燥器内的颗粒物质进行加热,并且还被构造成允许冷凝液在重力作用下流回到饱和蒸汽供应装置;
将蒸汽注入到所述流化床干燥器中以流化在所述干燥器内的颗粒物质床;以及
对退出所述干燥器的颗粒物质进行干燥。
在本发明的一些实施方式中,封闭循环电路形成在所述热交换管与饱和蒸汽供应装置之间,并且在所述饱和蒸汽供应装置向内置热交换器连续地提供饱和蒸汽的同时,在所述热交换器中形成的冷凝液循环地流入到所述饱和蒸汽供应装置中。
在本发明的一些实施方式中,所述蒸汽供应装置是饱和蒸汽供应装置,并且所述蒸汽供应装置包括蒸汽筒和加热装置,所述加热装置用于为所述蒸汽筒提供饱和蒸汽;所述封闭循环电路包括热释放电路和热吸收电路,其中所述蒸汽筒位于所述热释放电路和所述热吸收电路这两者中,并用作所述热释放电路和所述热吸收电路之间的互连件。在这些实施方式中,在所述热释放电路中,在所述蒸汽筒中的饱和蒸汽可被传递给位于所述流化床内的热交换器,并且在所述热交换器中被转变为饱和液体,且饱和液体绕着所述电路流向所述蒸汽筒。此外,在这些实施方式中,在所述热吸收电路中,在所述蒸汽筒中的饱和液体可被传递给所述加热装置以经由相位变化转变成饱和蒸汽,且饱和蒸汽绕着所述电路流回到所述蒸汽筒。可设置蒸汽罐,以收集来自所述蒸汽筒的饱和蒸汽,所述蒸汽罐可包括或关联于流化风扇,用于将饱和蒸汽驱动到位于所述流化床干燥器内的传热管。
在本发明的一些实施方式中,所述蒸汽筒内部的液面处于比所述流化床中的热交换器的出口端口高度低的高度,以实现从所述流化床到所述蒸汽供应装置的液体重力辅助(可选地,非电动)循环。
在本发明的一些实施方式中,所述干燥器内的大气包含饱和蒸汽,以确保缺乏自由氧的惰性环境,从而避免产物氧化并最小化火灾或***风险。注入到所述干燥器中以搅动和流化颗粒物质床的蒸汽优选为过热蒸汽。为了提供用于流化所述流化床的过热蒸汽,优选地设置过热蒸汽供应装置,以便获取蒸汽并将蒸汽过加热至过热温度,例如过热蒸汽可以处于大气压(接近1巴)并在110-130摄氏度的范围内,优选处于120摄氏度。
在本发明的一些实施方式中,待干燥的颗粒物质可包括任何适当材料,不管是无机物、有机化学制品、淀粉、PVC,并且例如可包含煤或褐煤。
在本发明的一些实施方式中,颗粒物质可以在进入所述流化床干燥器之前被预加热。来自所述蒸汽罐的过量蒸汽排放物优选连接至颗粒预热器,以提供热量从而对颗粒物质进行预加热。
所述流化床干燥器优选地相对于所述锅炉被充分升高,以确保闭合回路传热蒸汽的充分的重力辅助作用。所述流化床干燥器还优选地被充分升高,以允许干燥的颗粒物质在重力作用下从所述干燥器掉落到压块机或成型机,从而避免了在压块之前必须提升干燥的颗粒物质。例如,压块机或成型机可包括位于所述流化床干燥器的固体出口下方的干煤筒仓、位于所述干煤筒仓下方的干煤馈送器以及位于所述干煤馈送器下方的包装机或压块机。
在本发明的一些实施方式中,退出所述流化床干燥器的蒸汽经由旋流器、过滤袋和/或蒸汽箱中的一个或多个回收。优选地,退出所述流化床干燥器的蒸汽首先被去除灰尘并产生旋流回收蒸汽的旋流器回收,旋流回收蒸汽接着被传递给过滤袋以用于进一步的除尘从而产生过滤后的蒸汽。旋流回收蒸汽可以例如通过将所述蒸汽筒锅炉的排放物传送给旋流回收蒸汽再热器,在被传递到所述过滤袋之前被再加热。通过所述过滤袋产生的过滤后的蒸汽优选地返回至所述蒸汽罐。在这些实施方式中,通过所述旋流器和/或过滤袋从蒸汽分离出的煤尘优选地排放到排放材料包装-压块装置。
所述蒸汽供应装置可以以升高的压力例如3-5巴范围内的压力,并且以130-180摄氏度的范围内的温度产生饱和蒸汽。例如,饱和蒸汽可以处于大于140摄氏度的温度,例如160-180摄氏度的范围内的温度,并且可以处于大约170摄氏度。
传递到所述锅炉的进气孔的空气优选地由锅炉空气预热器预加热,所述锅炉空气预热器优选地被构造成从所述蒸汽筒锅炉的排放物中获取热量。
所述蒸汽筒锅炉的排气通道优选地设置有锅炉沉淀器和锅炉引风机。
通过在所述饱和蒸汽供应装置和所述流化床干燥器内的传热管之间设置重力辅助闭合回路,在所述传热管内的冷凝液体经受了最少化的冷却损耗,并且更有效地利用了由气体到液体的相位变化释放的热量来实现有效的干燥。此外,可以通过控制所述蒸汽筒内的压力来简单地控制所述蒸汽筒内的饱和蒸汽的温度。
附图简述
现在将参照附图描述本发明的例子,其中:
图1示出了对于两个褐煤发电厂,热效率与湿气含量的相对关系;
图2a-2c示出了以前提出的蒸汽流化床干燥器及其处理原理;
图3是根据本发明用于干燥褐煤的***的示意图;
图4示出了根据本发明一个实施方式的流化床干燥器(FBD);以及
图5示出了闭合回路重力辅助循环的功能设计。
附图中的元件列表:
1 锅炉
2 蒸汽筒
3 流化床干燥器
4 原煤馈送器
5 原煤预热器
6 干煤筒仓
7 流化风扇
8 旋流器
9 循环蒸汽再热器
10 空气预热器
11 强制通风机
12 除尘过滤器
13 蒸汽引风机
14 蒸汽罐
15 锅炉引风机
16 烟囱
17 原煤筒仓
18 控制阀
19 压块
20 干煤馈送器
21 汲取装置
22 烟气沉淀器
23 控制阀
优选实施方式的描述
图3是用于干燥褐煤的***的示意图。此***采用了源自相变热流的蒸汽的自然循环。煤传送带向煤斗17传送煤或褐煤。这种煤例如可包括40-70%的水。然后这种煤会经过煤预热器5,以便在将煤传送到流化床干燥器3之前将煤预加热至30摄氏度和70摄氏度之间的温度,例如50摄氏度。这种预热器5在其它实施方式中可省略,或者在另外的实施方式中预热器5还可以实现煤的局部干燥以辅助流化床干燥器3的操作。
然后预热器5预加热的煤经过煤馈送器4而传递到蒸汽流化床干燥器3。来自流化床干燥器3的干煤经由排放控制阀18被可控制地释放,以掉落到干煤斗6中,然后经由干煤馈送器20掉落到成型机19,从而产生具有降低的湿气含量的压块产物煤。
通过注入由风扇7驱动的高压蒸汽,在干燥器3中产生煤的流化床。蒸汽可以是过热的,或者可以是从厂房的其它处理回收的非过热蒸汽。在进来的煤的下方将高压蒸汽注入到干燥器3的基底,在干燥器3内湍流搅动煤以在干燥器3内产生蒸汽和煤颗粒的流化床。这种流化床提供了向每个颗粒的有效传热,从而每个颗粒内的湿气被转变为蒸汽,并且由于当水变成蒸汽时的高膨胀因子,湿气从颗粒大幅度撤离。由风扇7驱动的蒸汽流从蒸汽箱14获得。此外,蒸汽变为饱和蒸汽,并且在环境压力以上保持干燥器3,以确保没有氧气存在于流化床干燥器3内,从而避免煤或褐煤在干燥器内的自燃。
为了改善向经过流化床干燥器3的颗粒的传热,设置间接热交换器蒸汽锅炉1。由风扇7注入的蒸汽与来自热交换器锅炉1的热量一起实现向煤颗粒的快速传热,从而实现水分的连续蒸发以及提高的煤产量。
从干燥器3上升出来的蒸汽携带着细煤粉被传递给旋流器8。此蒸汽典型地处于大约110摄氏度的温度。旋流器8被构造成将细煤粉与蒸汽分离。由此由旋流器8提取的煤被输送给煤斗6。
尽管由旋流器8实现了分离,从旋流器8上升出来的蒸汽继续携带非常细的煤颗粒,并且可能会太脏从而不能释放到大气中。因此,在本实施方式中,来自旋流器8的蒸汽(其典型地会被冷却到大约105摄氏度)被输送给加热器9,通过来自锅炉1的间接传热被过加热至大约115摄氏度,然后被输送给过滤袋12。输送给过滤袋12的蒸汽/粉末混合物的过热会有助于避免在过滤袋12内发生冷凝(任何这种冷凝将很可能堵塞过滤膜)。在提供过滤袋12时,本实施方式实现了干燥***的更高质量的环境性能。过滤器12还有利于最小化传递给煤预热器5的蒸汽携带灰尘的量。
泵13在过滤袋12上产生负压差,从而使蒸汽通过过滤膜,然后离开过滤器12,并将这种过滤后的蒸汽传送给蒸汽箱14。然后,来自蒸汽箱14的蒸汽被再利用为预热器5的输入物,而且还被风扇7使用以便对干燥器3内的煤流化床进行蒸汽流化,从而蒸汽可以绕着元件7、3、8、9、12、13、14的回路重复地循环。在蒸汽箱14中冷凝的蒸汽掉落到捕获装置21,来自捕获装置21的水可根据需要通过适当的管去除或回收。蒸汽箱14尤其有利于避免处理过程中蒸汽的过量排放,并进一步提供了蒸汽循环的负载平衡。此外,通过蒸汽的再利用,回收蒸汽中存在的潜在热量保留在循环内而不是被排放,这改善了能量效率,减少了整个处理的能耗。
在替代实施方式中,来自风扇13的蒸汽可例如经由烟囱16释放到大气中,而不是被回收。
相变锅炉1加热水,并且经由筒2以大约170摄氏度的温度产生饱和蒸汽,饱和蒸汽被传送到流化床干燥器3内的热交换线圈以间接加热存在于热交换线圈附近的原煤。根据操作条件,饱和蒸汽可以根据需要被加热至替代温度,例如在130摄氏度至180摄氏度范围内的温度。随着热量从蒸汽传递到煤,蒸汽冷凝,然后形成的冷凝液在重力作用下掉回到锅炉筒2和锅炉1,由此形成相变加热的重力辅助闭合循环。这种循环尤其有用,因为流体静压、冷凝和重力确保了在不需要水泵等的条件下的循环,而不会损失冷凝水或者无需对冷凝水进行化学处理。此外,通过提供这种循环传热方案,实现了适于各种变量的高自由度,这些变量包括风扇流量、电动床均匀性、密集管束以及可变传热面积。对煤流速的适当控制会控制煤在干燥器3内花费的时间量,允许选择将出现多大的湿气含量减少量。例如,进来的60%湿气含量的煤可在流化床内花费大约30分钟以减少为5%湿气含量。
锅炉1附加地产生烟气,用于为蒸汽再热器9和空气预热器10提供热量。然后烟气经由锅炉风扇15传递给锅炉沉淀器22,并经由烟囱16射出。
本发明的本实施方式因而有利地不需要锅炉给水泵、汲取槽或其它软回收装置。***是简单的,因而减少了出错或泄漏的机会,需要较少的设备并且几乎不涉及碱损耗。流化床干燥器13的升高的位置不仅提供了重力辅助相变传热循环,而且有利地在干燥器3下方留出了储备空间。因此,经由排放控制阀18从干燥器3掉出的干煤能够简单地在重力作用下掉落到斗6、煤馈送器20和压块装置(成型机)19。这与需要提升煤以馈送到干燥器中、然后在干燥之后第二次提升以馈送到压块装置中的其它干燥器形成对比。第二次提升的步骤不仅需要附加的电力,而且会使压块发生的时间延迟。本实施方式意识到有利的是,在干煤粉仍然处于升高的温度的同时来尽快地开始压块,以便实现改善的成型;本实施方式允许紧接在干燥之后的快速压块,而不像替代***那样涉及在能发生压块之前的耗时的第二次提升的步骤。煤的单一垂直路径也会减小干燥厂房的占用面积。
图3的***因而提供了经过流化床干燥器3的煤的连续蒸发干燥。这种配置尤其有利:与十倍大的床面积(700平米)仅允许大约每年一百万吨的产量的以前的***相比,在本实施方式中70平米的横截面积允许每年三百万吨左右的煤产量。
通过利用饱和蒸汽加热流化床内的褐煤,确保了没有或几乎没有自燃机会的厌氧环境,同时流化床的使用确保了干煤产物的异质性。由锅炉筒加热的饱和蒸汽的使用使得能够通过控制饱和蒸汽的温度以简单的方式控制筒压力,由此避免了对更复杂的温度和压力减小***的需要。
图4示出了根据本发明一个实施方式的流化床干燥器(FBD)403,其可以在图3的***中使用,或者在替代***中使用。注入蒸汽460以搅动干燥器内的煤从而形成流化床,然后经由蒸汽出口440退出。来自锅炉筒的加热蒸汽被传送给床内的垂直头部412,并且典型地处于130至180摄氏度的范围,例如处于160摄氏度。这种内置头部使得穿过干燥器403的壁的管最小化,仅具有一个入口410和一个出口450,提供了更少的泄漏机会。这是本实施方式尤其有用的特点。由420总体表示的热交换管经由头部412从单个入口410馈送,在干燥器403上平行布置并利用重力向下倾斜,从而当蒸汽冷却并且冷凝时,水沿着倾斜管420从图中的左到右移动,以收集在右侧垂直头部452中,右侧垂直头部452将冷凝液传送给单个出口450。在此相位变化期间,大量的热量被释放,并且通过热交换管外部和流化床内部的过热蒸汽有效地传送至流化床内的搅动的原煤,从而为干燥原煤提供了重要的热源。通过控制干燥器403内的煤的保留时间可以选择干燥的程度。然后干煤在重力作用下从干燥器403掉出干煤出口。
在图4中,还需注意,原煤入口430低于并且远离蒸汽出口440,以最小化从出口440带出的固体煤尘颗粒的量。蒸汽和细煤尘退出端口440,并且能够经由旋流器和/或过滤袋回收,如本文前面所讨论的。
图5进一步示出了在循环***中干燥器403的功能。饱和蒸汽供应装置包括蒸汽筒541和蒸汽筒锅炉545,蒸汽筒541和蒸汽筒锅炉545将包含的饱和蒸汽和饱和液体维持在130-180摄氏度的范围内,例如维持在160摄氏度。在蒸汽筒541内部产生的饱和蒸汽流入到干燥器403的入口端口410。冷凝液体从干燥器403的出口450经由控制阀544流动,并返回到蒸汽筒541,以完成封闭循环电路。饱和液体和蒸汽在蒸汽筒541中共存。因此,从干燥器403的出口450排放的冷凝液中携带的热量被有效地保留在***中而几乎没有热损耗。
蒸汽筒541中的液体经由蒸汽筒锅炉545而具有热量,从而维持了蒸汽筒541内的动态平衡。因此,如图5所示,此***包括两个闭合回路电路,其中蒸汽筒541将两个回路互连。蒸汽筒541和干燥器403形成热释放电路。由于退出干燥器403时的液面h2高于蒸汽床541中的液面h1,热释放电路在重力和压差作用的辅助下循环。可以根据比如所需的流速等因素来选择和/或配置h1和h2之间的高度差。因此,在本实施方式中,未提供泵或其它电动装置来辅助热释放电路内的循环。
所属领域的技术人员将意识到,可以对具体实施方式示出的本发明作出大量变型和/或改型而不脱离如广义描述的本发明的精神或范围。
例如,在热释放和热吸收电路中并且通过了热交换管420的饱和液体和/或气体可以是除了水之外的物质,例如油。
因此,本发明的实施方式在所有方面应被视为示例性的而非限制性的。

Claims (26)

1.一种用于干燥颗粒物质的设备,所述设备包括:
用于产生蒸汽的蒸汽供应装置;以及
流化床干燥器,所述流化床干燥器包括:
用于接收颗粒物质的固体入口,
至少一个蒸汽入口,用于将蒸汽注入到所述干燥器中以便搅动和流化与所述蒸汽入口或每个蒸汽入口邻近的颗粒物质床,
传热管,所述传热管放置在所述流化床干燥器内,并被构造成经由所述管传递来自饱和蒸汽供应装置的蒸汽以将热量传送给颗粒物质,并且还被构造成允许所述管内的冷凝液在重力作用下流回到所述蒸汽供应装置从而实现重力辅助回路,以及
允许颗粒物质退出流化床的固体出口。
2.如权利要求1所述的设备,其中所述蒸汽供应装置是饱和蒸汽供应装置。
3.如权利要求1或2所述的设备,包括形成在所述传热管与所述蒸汽供应装置之间的封闭循环电路,由此在所述蒸汽供应装置向所述传热管连续地提供蒸汽的同时,在所述传热管中形成的冷凝液循环地流入到所述蒸汽供应装置中。
4.如权利要求3所述的设备,其中所述蒸汽供应装置包括蒸汽筒和加热装置,所述加热装置用于为所述蒸汽筒提供饱和蒸汽,以及其中所述封闭循环电路包括热释放电路和热吸收电路,其中所述蒸汽筒位于所述热释放电路和所述热吸收电路这两者中,并用作所述热释放电路和所述热吸收电路之间的互连件。
5.如权利要求4所述的设备,其中在所述热释放电路中,在所述蒸汽筒中的饱和蒸汽能被传递给位于所述流化床内的热交换器,并且在所述热交换器中被转变为饱和液体,且饱和液体绕着所述电路流向所述蒸汽筒。
6.如权利要求4或5所述的设备,其中在所述热吸收电路中,在所述蒸汽筒中的饱和液体能被传递给所述加热装置以经由相位变化转变成饱和蒸汽,且饱和蒸汽绕着所述电路流回到所述蒸汽筒。
7.如权利要求4至6的任一项所述的设备,还包括蒸汽罐和流化风扇,所述蒸汽罐被构造成收集来自所述蒸汽筒的饱和蒸汽,所述流化风扇用于将饱和蒸汽驱动到位于所述流化床干燥器内的传热管。
8.如权利要求1至7的任一项所述的设备,其中所述蒸汽供应装置内部的液面处于比所述流化床中的传热管的出口端口高度低的高度,以实现从所述流化床到所述蒸汽供应装置的液体重力辅助循环。
9.如权利要求1至8的任一项所述的设备,还被构造成向所述流化床传送饱和蒸汽。
10.如权利要求1至9的任一项所述的设备,还包括过热蒸汽供应装置,用于提供过热蒸汽以搅动和流化颗粒物质床。
11.如权利要求1至10的任一项所述的设备,被构造成干燥褐煤。
12.如权利要求1至11的任一项所述的设备,还包括颗粒预热器,用于提供热量以对颗粒物质进行预加热。
13.如权利要求12所述的设备,其中来自所述蒸汽供应装置的过量蒸汽排放物连接至所述颗粒预热器。
14.如权利要求1至13的任一项所述的设备,其中所述流化床干燥器被充分升高,以允许干燥的颗粒物质在重力作用下从所述干燥器掉落到压块机或成型机。
15.如权利要求1至14的任一项所述的设备,还包括旋流器、过滤袋和蒸汽箱中的至少之一,用于回收退出所述流化床干燥器的蒸汽。
16.如权利要求1至15的任一项所述的设备,其中所述蒸汽供应装置被构造成以升高的压力产生饱和蒸汽。
17.如权利要求1至15的任一项所述的设备,还包括锅炉空气预热器,所述锅炉空气预热器被构造成从蒸汽筒锅炉的排放物中获取热量并且对传递到所述蒸汽供应装置的进气孔的空气进行预加热。
18.一种用于干燥颗粒物质的方法,所述方法包括:
将颗粒物质输送到流化床干燥器中;
加热蒸汽供应装置以产生用于在重力辅助闭合回路内循环的蒸汽,所述重力辅助闭合回路包括在所述流化床干燥器内的热交换管,所述热交换管被构造成对所述干燥器内的颗粒物质进行加热,并且还被构造成允许冷凝液在重力作用下流回到饱和蒸汽供应装置;
将蒸汽注入到所述流化床干燥器中以流化在所述干燥器内的颗粒物质床;以及
对退出所述干燥器的颗粒物质进行干燥。
19.如权利要求18所述的方法,其中所述注入包括注入过热蒸汽以对流化床进行流化。
20.如权利要求19所述的方法,其中以大气压力并且在110-130摄氏度的范围内提供过热蒸汽。
21.如权利要求20所述的方法,其中以120摄氏度提供过热蒸汽。
22.如权利要求18至21的任一项所述的方法,其中加热所述蒸汽供应装置以便以升高的压力产生饱和蒸汽。
23.如权利要求22所述的方法,其中以3-5巴的范围内的压力并且以130-180摄氏度的范围内的温度产生饱和蒸汽。
24.如权利要求23所述的方法,其中以大于140摄氏度的温度产生饱和蒸汽。
25.如权利要求24所述的方法,其中以160-180摄氏度的范围内的温度产生饱和蒸汽。
26.如权利要求1至25的任一项所述的方法,其中通过控制所述蒸汽筒内的压力来控制所述蒸汽供应装置内的蒸汽温度。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109141545A (zh) * 2018-07-20 2019-01-04 芜湖佩林郁松计量科技有限公司 一种蒸汽分配计量设备
CN110433922A (zh) * 2018-09-21 2019-11-12 浙江芸洁科技有限公司 一种魔芋精粉的加工方法
CN110822880A (zh) * 2019-11-21 2020-02-21 楚天科技股份有限公司 流化床产品温度的模糊控制方法、控制***及流化床***

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107790383B (zh) * 2017-10-31 2022-04-08 合肥智权信息科技有限公司 一种风选除尘的水稻干燥设备

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4354903A (en) * 1980-04-05 1982-10-19 Firma Carl Still Gmbh & Co. Kg Process for drying and preheating coal utilizing heat in dry cooling or quenching of coke
US4602438A (en) * 1985-04-26 1986-07-29 Westinghouse Electric Corp. Method and apparatus for fluidized steam drying of low rank coals with wet scrubbing
DE3618333A1 (de) * 1986-05-30 1987-12-03 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren und anlage zur kontinuierlichen trocknung feuchter schuettgueter, insbesondere feuchter kohle
CN1828205A (zh) * 2006-02-09 2006-09-06 山东天力干燥设备有限公司 精制盐、硝埋管流化床干燥工艺
CN101251347A (zh) * 2008-04-03 2008-08-27 上海交通大学 自保护自适应回路重力热管换热装置
CN101581533A (zh) * 2009-06-04 2009-11-18 山东天力干燥设备有限公司 过热蒸汽褐煤预干燥装置及其工艺
US20100212320A1 (en) * 2007-05-16 2010-08-26 Rwe Power Aktiengesellschaft Method for operating a steam turbine power plant and also device for generating steam
CN102419079A (zh) * 2011-11-11 2012-04-18 中国科学院工程热物理研究所 固体颗粒物料复合分级干燥装置及方法
CN102626965A (zh) * 2012-04-23 2012-08-08 中国天辰工程有限公司 一种abs粉体的干燥方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4354903A (en) * 1980-04-05 1982-10-19 Firma Carl Still Gmbh & Co. Kg Process for drying and preheating coal utilizing heat in dry cooling or quenching of coke
US4602438A (en) * 1985-04-26 1986-07-29 Westinghouse Electric Corp. Method and apparatus for fluidized steam drying of low rank coals with wet scrubbing
DE3618333A1 (de) * 1986-05-30 1987-12-03 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren und anlage zur kontinuierlichen trocknung feuchter schuettgueter, insbesondere feuchter kohle
CN1828205A (zh) * 2006-02-09 2006-09-06 山东天力干燥设备有限公司 精制盐、硝埋管流化床干燥工艺
US20100212320A1 (en) * 2007-05-16 2010-08-26 Rwe Power Aktiengesellschaft Method for operating a steam turbine power plant and also device for generating steam
CN101251347A (zh) * 2008-04-03 2008-08-27 上海交通大学 自保护自适应回路重力热管换热装置
CN101581533A (zh) * 2009-06-04 2009-11-18 山东天力干燥设备有限公司 过热蒸汽褐煤预干燥装置及其工艺
CN102419079A (zh) * 2011-11-11 2012-04-18 中国科学院工程热物理研究所 固体颗粒物料复合分级干燥装置及方法
CN102626965A (zh) * 2012-04-23 2012-08-08 中国天辰工程有限公司 一种abs粉体的干燥方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109141545A (zh) * 2018-07-20 2019-01-04 芜湖佩林郁松计量科技有限公司 一种蒸汽分配计量设备
CN110433922A (zh) * 2018-09-21 2019-11-12 浙江芸洁科技有限公司 一种魔芋精粉的加工方法
CN110822880A (zh) * 2019-11-21 2020-02-21 楚天科技股份有限公司 流化床产品温度的模糊控制方法、控制***及流化床***

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