CN106403561A - 兰炭脱水设备与工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及兰炭脱水设备及其工艺，设备包括煤气风机、热风炉、兰炭干燥器、除尘器、尾气引风机、空气风机、空气预热器和水汽冷凝器；兰炭干燥器顶部为兰炭入口，底部为兰炭出口，侧部设置有热烟气入口和尾气出口管；兰炭干燥器的尾气出口管依次连接除尘器、尾气引风机和空气预热器，空气预热器接入热风炉；煤气风机接入热风炉，热风炉与兰炭干燥器热烟气入口接通；空气预热器上还连接有空气风机和水汽冷凝器。本发明设备运行安全可靠，烟道气热利用效率高，兰炭脱水率高，磨损小，粉尘量少，相对投资低。
Description
技术领域
本发明属于煤化工领域，具体涉及一种兰炭脱水设备与工艺。
背景技术
目前工业上水捞焦生产的兰炭（20mm～50mm）含水量为20%～25%，进一步脱水加工的方法主要有以下三种：
1、移动床脱水技术，利用荒煤气燃烧直接干燥兰炭，产生大量的粉尘和废气，兰炭收率低，热效率极差。
2、滚筒脱水技术，利用200℃～300℃高温烟气间接干燥兰炭，兰炭粉碎率高，收率低，设备投资极大，热利用率低，能耗大，经济性差。
3、筒式干燥，利用170℃～200℃烟道气直接加热，热效率低，兰炭受热不均匀，易自燃，安全性低，粉尘易***。
发明内容
本发明的目的是提供一种兰炭脱水设备与工艺，解决现有技术存在的安全性差、热效率低、兰炭品质差和投资费用高等问题。
本发明所采用的技术方案为：
兰炭脱水设备，其特征在于：
包括煤气风机、热风炉、兰炭干燥器、除尘器、尾气引风机、空气风机、空气预热器和水汽冷凝器；
兰炭干燥器顶部为兰炭入口，底部为兰炭出口，侧部设置有热烟气入口和尾气出口管；
兰炭干燥器的尾气出口管依次连接除尘器、尾气引风机和空气预热器，空气预热器接入热风炉；
煤气风机接入热风炉，热风炉与兰炭干燥器热烟气入口接通；
空气预热器上还连接有空气风机和水汽冷凝器。
兰炭干燥器顶部的兰炭入口设置有湿炭仓，湿炭仓底部设置有进炭阀；
兰炭干燥器底部的兰炭出口设置有出炭阀。
除尘器依次包括旋风除尘器和布袋除尘器。
兰炭干燥器自上而下包括圆柱形的壳体和上大下小的集料斗，内部设置有中心筒；
中心筒底部开口，筒壁上设置有通气孔，顶部设置有沉降管，尾气出口管位于沉降管侧壁，自壳体伸出；
壳体外壁设置多圈环道，热烟气入口接入环道；壳体内壁设置有倒锥，倒锥端部设置有瓦楞型分散器；环道与壳体之间设置通孔，通孔与倒锥相接。
中心筒顶部的沉降管顶部设置有分布锥。
中心筒底部下方设置有缓冲锥。
中心筒外壁设置有集气罩。
兰炭脱水设备的脱水工艺，其特征在于：
包括以下步骤：
A、来自熄焦工段的含水20%以上的湿兰炭，依次通过湿炭仓、进炭阀、兰炭干燥器、出炭阀，含水达到10%以内进入兰炭仓；湿兰炭在兰炭干燥器内自上而下运动，与兰炭干燥器侧壁环道进入的热烟气充分接触，兰炭中多余的水分被热烟气带走，实现兰炭干燥的目的；
B、兰炭干燥器内的水汽与热烟气的混合尾气由兰炭干燥器的中心筒收集汇合，从尾气出口管引出，依次通过旋风除尘器、布袋除尘器、尾气引风机、空气预热器、水汽冷凝器，其中的水蒸气大部分冷凝回收，不凝烟气排空；尾气在旋风除尘器、布袋除尘器内脱出大量粉尘，进入空气预热器与来自空气风机的空气热交换，回收部分余热，最后进入水汽冷凝器进一步降温，回收凝液，烟气排空；
C、空气通过空气预热器与兰炭干燥器的尾气换热，送入热风炉，在热风炉中与来自煤气风机的荒煤气充分燃烧，并调配温度200-300℃，通过兰炭干燥器外部热烟气入口进入兰炭干燥器与兰炭接触，带走兰炭中多余的水分，形成干燥尾气；
D、常温条件下，含水量在22%-26%的湿兰炭，从兰炭入口进入兰炭干燥器，经过分布锥均匀分散后，依靠重力在倒锥和集气罩间隙向下以0.03m/s~0.05m/s的速度爬流，在热烟气的连续的均匀加热下，逐渐由缓冲锥再次分散后在集料斗储存，最后干燥到含水量8%~10%，由兰炭出口均匀连续排出干燥装置；
E、150℃~250℃的热烟气，经热烟气入口，从环道，通过倒锥端部的瓦楞型分散器，均匀连续进入兰炭干燥器内，与湿兰炭充分接触干燥，干燥后的湿尾气通过中心筒壁上的通气孔，垂直向上进入沉降管，部分细小粉煤在沉降管中分离后，顺中心筒壁滑落到底部，与干燥后的兰炭一同排出，湿烟气由尾气出口排出。
本发明具有以下优点：
1、安全可靠
设备密封好，防止了粉尘***；气流通畅不憋压，防止设备胀裂；热烟气分布均匀，防止热量聚集兰炭燃烧，损坏设备。
2、烟道气热利用率高
热烟道气通过有一定开孔规律的烟道进入干燥器，在与兰炭接触时发生二次分布，设备内部气体分布均匀，与湿兰炭接触面大，接触时间长。
3、投资费用
此设备属于中温常压设备，易损件少，密封可靠，一次投资成本是同等产能其他设备的百分之一左右。
4、产品质量
兰炭从进到出，在筒体中流动速度极慢，料块之间摩擦较小，粉尘产生量很小，兰炭破碎率很小；加热时不与空气接触，不产生灰分，兰炭收率高；充分加热后的兰炭含水率很低。
附图说明
图1：工艺流程图；
图2：兰炭干燥器设备图；
图3： A-A剖面图；
图4：B-B剖面图；
图5：C-C剖面图；
图6：筒体烟道气环道开孔展开图。
图中，1-煤气风机、2-热风炉、3-湿炭仓、4-进炭阀、5-兰炭干燥器、6-出炭阀、7-旋风除尘器、8-布袋除尘器、9-尾气引风机、10-空气风机、11-空气预热器、12-水汽冷凝器、13-兰炭出口、14-缓冲锥、15-集料斗、16-环道、17-壳体、18-中心筒、19-倒锥、20-集气罩、21-尾气出口管、22-兰炭入口、23-分布锥、24-沉降管、25-热烟气入口、26-瓦楞型分散器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及的兰炭脱水设备，包括煤气风机1、热风炉2、兰炭干燥器5、除尘器、尾气引风机9、空气风机10、空气预热器11和水汽冷凝器12。
兰炭干燥器5顶部为兰炭入口22，底部为兰炭出口23，侧部设置有热烟气入口25和尾气出口管21。兰炭干燥器5顶部的兰炭入口22设置有湿炭仓3，湿炭仓3底部设置有进炭阀4。兰炭干燥器5底部的兰炭出口23设置有出炭阀6。
兰炭干燥器5的尾气出口管21依次连接除尘器、尾气引风机9和空气预热器11，除尘器依次包括旋风除尘器7和布袋除尘器8。空气预热器11接入热风炉2。煤气风机1接入热风炉2，热风炉2与兰炭干燥器5热烟气入口25接通。空气预热器11上还连接有空气风机10和水汽冷凝器12。
兰炭干燥器5自上而下包括圆柱形的壳体17和上大下小的集料斗15，内部设置有中心筒18。中心筒18底部开口，筒壁上设置有通气孔，顶部设置有沉降管24，尾气出口管21位于沉降管24侧壁，自壳体17伸出。壳体17外壁设置多圈环道16，热烟气入口25接入环道16；壳体17内壁设置有倒锥19，倒锥19端部设置有瓦楞型分散器26；环道16与壳体17之间设置通孔，通孔与倒锥19相接。中心筒18顶部的沉降管24顶部设置有分布锥23。中心筒18底部下方设置有缓冲锥14。中心筒18外壁设置有集气罩20。
上述兰炭脱水设备的脱水工艺，包括以下步骤：
A、来自熄焦工段的含水20%以上的湿兰炭，依次通过湿炭仓3、进炭阀4、兰炭干燥器5、出炭阀6，含水达到10%以内进入兰炭仓；湿兰炭在兰炭干燥器5内自上而下运动，与兰炭干燥器5侧壁环道16进入的热烟气充分接触，兰炭中多余的水分被热烟气带走，实现兰炭干燥的目的；
B、兰炭干燥器5内的水汽与热烟气的混合尾气由兰炭干燥器5的中心筒18收集汇合，从尾气出口管21引出，依次通过旋风除尘器7、布袋除尘器8、尾气引风机9、空气预热器11、水汽冷凝器12，其中的水蒸气大部分冷凝回收，不凝烟气排空；尾气在旋风除尘器7、布袋除尘器8内脱出大量粉尘，进入空气预热器11与来自空气风机10的空气热交换，回收部分余热，最后进入水汽冷凝器12进一步降温，回收凝液，烟气排空；
C、空气通过空气预热器11与兰炭干燥器5的尾气换热，送入热风炉2，在热风炉2中与来自煤气风机1的荒煤气充分燃烧，并调配温度200-300℃，通过兰炭干燥器5外部热烟气入口25进入兰炭干燥器5与兰炭接触，带走兰炭中多余的水分，形成干燥尾气；
D、常温条件下，含水量在22%-26%的湿兰炭，从兰炭入口22进入兰炭干燥器5，经过分布锥23均匀分散后，依靠重力在倒锥19和集气罩20间隙向下以0.03m/s~0.05m/s的速度爬流，在热烟气的连续的均匀加热下，逐渐由缓冲锥14再次分散后在集料斗15储存，最后干燥到含水量8%~10%，由兰炭出口13均匀连续排出干燥装置；
E、150℃~250℃的热烟气，经热烟气入口25，从环道16，通过倒锥19端部的瓦楞型分散器26，均匀连续进入兰炭干燥器5内，与湿兰炭充分接触干燥，干燥后的湿尾气通过中心筒18壁上的通气孔，垂直向上进入沉降管24，部分细小粉煤在沉降管24中分离后，顺中心筒18壁滑落到底部，与干燥后的兰炭一同排出，湿烟气由尾气出口21排出。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.兰炭脱水设备，其特征在于：
包括煤气风机（1）、热风炉（2）、兰炭干燥器（5）、除尘器、尾气引风机（9）、空气风机（10）、空气预热器（11）和水汽冷凝器（12）；
兰炭干燥器（5）顶部为兰炭入口（22），底部为兰炭出口（23），侧部设置有热烟气入口（25）和尾气出口管（21）；
兰炭干燥器（5）的尾气出口管（21）依次连接除尘器、尾气引风机（9）和空气预热器（11），空气预热器（11）接入热风炉（2）；
煤气风机（1）接入热风炉（2），热风炉（2）与兰炭干燥器（5）热烟气入口（25）接通；
空气预热器（11）上还连接有空气风机（10）和水汽冷凝器（12）。
2.根据权利要求1所述的兰炭脱水设备，其特征在于：
兰炭干燥器（5）顶部的兰炭入口（22）设置有湿炭仓（3），湿炭仓（3）底部设置有进炭阀（4）；
兰炭干燥器（5）底部的兰炭出口（23）设置有出炭阀（6）。
3.根据权利要求1所述的兰炭脱水设备，其特征在于：
除尘器依次包括旋风除尘器（7）和布袋除尘器（8）。
4.根据权利要求1所述的兰炭脱水设备，其特征在于：
兰炭干燥器（5）自上而下包括圆柱形的壳体（17）和上大下小的集料斗（15），内部设置有中心筒（18）；
中心筒（18）底部开口，筒壁上设置有通气孔，顶部设置有沉降管（24），尾气出口管（21）位于沉降管（24）侧壁，自壳体（17）伸出；
壳体（17）外壁设置多圈环道（16），热烟气入口（25）接入环道（16）；壳体（17）内壁设置有倒锥（19），倒锥（19）端部设置有瓦楞型分散器（26）；环道（16）与壳体（17）之间设置通孔，通孔与倒锥（19）相接。
5.根据权利要求4所述的兰炭脱水设备，其特征在于：
中心筒（18）顶部的沉降管（24）顶部设置有分布锥（23）。
6.根据权利要求4所述的兰炭脱水设备，其特征在于：
中心筒（18）底部下方设置有缓冲锥（14）。
7.根据权利要求4所述的兰炭脱水设备，其特征在于：
中心筒（18）外壁设置有集气罩（20）。
8.兰炭脱水设备的脱水工艺，其特征在于：
包括以下步骤：
A、来自熄焦工段的含水20%以上的湿兰炭，依次通过湿炭仓（3）、进炭阀（4）、兰炭干燥器（5）、出炭阀（6），含水达到10%以内进入兰炭仓；湿兰炭在兰炭干燥器（5）内自上而下运动，与兰炭干燥器（5）侧壁环道（16）进入的热烟气充分接触，兰炭中多余的水分被热烟气带走，实现兰炭干燥的目的；
B、兰炭干燥器（5）内的水汽与热烟气的混合尾气由兰炭干燥器（5）的中心筒（18）收集汇合，从尾气出口管（21）引出，依次通过旋风除尘器（7）、布袋除尘器（8）、尾气引风机（9）、空气预热器（11）、水汽冷凝器（12），其中的水蒸气大部分冷凝回收，不凝烟气排空；尾气在旋风除尘器（7）、布袋除尘器（8）内脱出大量粉尘，进入空气预热器（11）与来自空气风机（10）的空气热交换，回收部分余热，最后进入水汽冷凝器（12）进一步降温，回收凝液，烟气排空；
C、空气通过空气预热器（11）与兰炭干燥器（5）的尾气换热，送入热风炉（2），在热风炉（2）中与来自煤气风机（1）的荒煤气充分燃烧，并调配温度200-300℃，通过兰炭干燥器（5）外部热烟气入口（25）进入兰炭干燥器（5）与兰炭接触，带走兰炭中多余的水分，形成干燥尾气；
D、常温条件下，含水量在22%-26%的湿兰炭，从兰炭入口（22）进入兰炭干燥器（5），经过分布锥（23）均匀分散后，依靠重力在倒锥（19）和集气罩（20）间隙向下以0.03m/s~0.05m/s的速度爬流，在热烟气的连续的均匀加热下，逐渐由缓冲锥（14）再次分散后在集料斗（15）储存，最后干燥到含水量8%~10%，由兰炭出口（13）均匀连续排出干燥装置；
E、150℃~250℃的热烟气，经热烟气入口（25），从环道（16），通过倒锥（19）端部的瓦楞型分散器（26），均匀连续进入兰炭干燥器（5）内，与湿兰炭充分接触干燥，干燥后的湿尾气通过中心筒（18）壁上的通气孔，垂直向上进入沉降管（24），部分细小粉煤在沉降管（24）中分离后，顺中心筒（18）壁滑落到底部，与干燥后的兰炭一同排出，湿烟气由尾气出口（21）排出。
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