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CN100554839C - 煤粒干燥工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

一种煤粒的干燥工艺，包括：(1)预干燥煤块；(2)将预干燥过的煤块输送至破碎机进行破碎，使破碎后的煤粒粒径在3-10mm之间；(3)将待干燥煤粒输送到管式干燥器中的若干根设有螺旋条的干燥管内；(4)旋转所述管式干燥器；(5)从管式干燥器输入端的中心管通入过热蒸汽，使所述的过热蒸汽向该中心管外壁与所述干燥器的圆筒内壁之间的空间流过；(6)向所述若干根干燥管内输入空气流或氮气，以将粉尘和煤粒加热后产生的蒸汽带走；(7)使所述的过热蒸汽与所述的空气流或氮气始终分开；(8)从所述管式干燥器出来的煤粒直接被收集而供使用；(9)将空气流或氮气带出的粉尘和蒸汽输入粉尘处理系统。本发明还提供了一种煤粒的干燥设备。

Description

煤粒干燥工艺及设备
技术领域
本发明涉及一种煤粒干燥工艺及设备，特别是涉及一种褐煤煤粒干燥工艺及设备。
背景技术
我国是世界上煤炭资源丰富的国家之一，煤炭储量远大于石油和天然气储量。其中褐煤储量约占14％。褐煤主要分布在云南、内蒙古、东北、四川等省份，并被用来直接燃烧发电。褐煤含有20％～50％左右的水分。如此高的水分不但运费十分昂贵，而且直接参与燃烧热损失严重。提高褐煤在燃烧发电中的竞争力，是广大褐煤发电企业面临的一项技术难题。传统热风干燥损失大，干燥效率低，产品不稳定，不能适应高水分褐煤的干燥。所以针对高水分的褐煤干燥，必须采取其它的干燥介质和设备来进行。近年来，澳大利亚、德国、希腊、美国等富含高水分褐煤的国家都在研究开发针对褐煤的干燥工艺和设备。过热蒸汽加热是一种十分适合干燥褐煤的新型干燥技术，近年来成为国际上干燥技术研究开发的重点。研究表明：利用过热蒸汽加热干燥可以使得设备体积减小，热效率高，安全可靠。
CN200610080589.6公开了一种煤粉干燥工艺和设备，其干燥工艺包括如下步骤：向回转烘干机和回转冷却机内充入氮气，并测量其中氧气浓度，当氧气浓度低于15％时停止充入氮气；启动回转烘干机和回转冷却机，用低于150℃水蒸汽加热回转烘干机，用冷却水冷却回转冷却机，向回转烘干机连续输入煤粉进行烘干，将烘干过程中产生水蒸汽进行除尘、冷凝、除雾处理后，再加热成干燥的未饱和气体回送到回转烘干机内；将被烘干到水分含量小于3％煤粉送入回转冷却机内进行冷却，并通过氮气输送至布袋式粉尘回收器进行成品回收。为此提供了一种煤粉干燥设备，包括回转烘干机、回转冷却机、布袋式粉尘回收器，向回转烘干机和回转冷却机充入氮气的机构等。该煤粉干燥工艺和设备是针对煤粉的粒径在1.5mm，特别是1.0mm且待烘干的煤粉含水量小于15％而设计的，烘干后的煤粉含水量低于2％。所述干燥工艺和设备复杂，其中该设备包括回转冷却机和向回转烘干机和回转冷却机必须充入氮气的机构，全部处理好的产品均通过布袋式粉尘回收器回收。此外，处理成本高，不适合较大粒径的粉粒煤的处理。
发明内容
本发明旨在克服现有技术中的不足之处，而提出一种煤粒干燥工艺和设备，这种干燥工艺和设备简单可靠，可低成本地加工出低水分含量的煤粒特别是褐煤煤粒，产品质量稳定。
为此，一种煤粒的干燥工艺，包括以下步骤：
(1)预干燥煤块；
(2)将预干燥过的煤块输送至破碎机进行破碎，使破碎后的煤粒粒径在3-10mm之间；
(3)将待干燥煤粒输送到管式干燥器中的若干根设有螺旋条的干燥管内；
(4)旋转所述管式干燥器，使位于所述若干根干燥管内的煤粒沿所述螺旋条被导流并增加煤粒在管中的路径；
(5)从管式干燥器输入端的中心管通入过热蒸汽，使所述的过热蒸汽向该中心管外壁与所述干燥器的圆筒内壁之间的空间流过；
(6)向所述若干根干燥管内输入空气流或氮气，以将粉尘和煤粒加热后产生的蒸汽带走；
(7)使所述的过热蒸汽与所述的空气流或氮气始终分开；
(8)从所述管式干燥器出来的煤粒直接被收集而供使用；
(9)将空气流或氮气带出的粉尘和蒸汽输入粉尘处理系统。
上述煤粒的干燥工艺尤其适用于褐煤，其中破碎后的煤粒粒径最好在5～8mm。
根据本发明工艺的进一步特征，在步骤(3)前还包括将破碎后的煤粒经输送机输送至一煤仓，并从该煤仓进入干燥器前先按照进料量的要求进行称重。
所述粉尘处理系统包括布袋式除尘器、排风机以及低压氮气反吹系统，用低压氮气作为反吹清灰气体吹入布袋式除尘器中，并用排风机将所述布袋式除尘器除尘后的气体排出。
根据本发明，所述预干燥过的煤块的含水量可高达35wt％。经所述管式干燥器出来的煤粒含水量小于7.0wt％，最低至3.5wt％。
步骤(3)涉及的管式干燥器转速在2～20r/min，优选在5～10r/min。水蒸汽压力为0.01～0.5MPa，优选0.4～0.5MPa，蒸汽温度120～200℃，优选130～175℃。蒸汽进口流量例如可以为3000～6000kg/h，煤粒进料量5～10t/h。
在该干燥工艺中，所述低压氮气压力为0.1～1MPa，优选0.4～0.6Mpa，温度20～50℃。布袋除尘器排风机的风量例如为5000～14000m3/h，工作温度为60～150℃，采用循环水冷却，冷却水20～40℃。布袋除尘器处理风量例如为5000～10000m3，粉尘粒度小于1mm。
本发明还提供一种煤粒干燥设备，包括：
用于输送预干燥煤块的输送机；
将所述输送机输送过来的预干燥煤块进行破碎的破碎机，使破碎后的煤粒粒径在3至10mm之间；
管式干燥器，该管式干燥器的轴相对于水平倾斜，其输入端的中心管通入过热蒸汽；
旋转所述管式干燥器的驱动装置；
粉尘处理系统；
收集从所述管式干燥器直接出来的成品煤粒的装置；
其特征在于：
所述的过热蒸汽向该干燥器的中心管外壁与所述干燥器的圆筒内壁之间的空间流过，所述干燥器内沿轴向设有若干根干燥管，其中所述干燥管的输入端与待干燥的煤粒和输入的空气流/或氮气相连；
所述干燥管内还设有用来导流和增加煤粒在管子中的路径的螺旋条；
向所述干燥管输入空气流/或氮气的装置，以将粉尘和煤粒加热后产生的蒸汽带到所述的粉尘处理系统。
根据本发明的进一步特征，管式干燥器轴向倾斜度为0～30°，优选5～10°。此外，所述设备还包括储存破碎后的煤粒的煤仓和从煤粒仓进入所述管式干燥器前先按照进料量的要求称重的装置。所述收集装置为埋刮板输送机。
所述粉尘处理系统包括布袋式除尘器、排风机以及低压氮气反吹系统，所述低压氮气反吹系统用低压氮气作为反吹清灰气体吹入布袋式除尘器中，所述排风机将所述布袋式除尘器的气体排出。
与现有的煤干燥工艺相比，本发明的煤粒干燥工艺，以过热蒸汽为加热介质，干燥效率高，整个干燥工艺流程和设备简单，特别是对褐煤煤粒的干燥效果较好(褐煤含水量由35wt％降至3.5wt％)，且产品质量稳定。
附图简述：
附图1为煤粒干燥设备的概略图。
具体实施方式：
为了更好的说明本发明，下面通过具体实例来进一步介绍本发明的实现和所具有的特点，但不能理解为对本发明可以实施范围的限定。
如图1所示，煤粒干燥设备主要包括辊式破碎机4、管式干燥器9和粉尘处理系统12。位于煤斗1中的煤块经称重后通过带式输送机2和3(输送机数量视距离而定)输送到辊式破碎机4中破碎成煤粒，煤粒然后经带式输送机5输送到斗式提升机6，由后者提升到规定的高度放入到煤仓7中。煤仓7的下面设有称重装置8，按照进料量的要求称重后通过管线均匀地输送到倾斜布置的管式干燥器9中。所述管式干燥器9中装有通入过热蒸汽的加热器来加热输送到所述管式干燥器中的煤粒。所述过热蒸汽由管道15输入到加热器中。
过热蒸汽从位于管式干燥器9输入端的中心管通入，该中心管的管壁沿轴向在圆周方向开有若干小孔，中心管的中后部有挡板封闭。这样所述的过热蒸汽可向所述的中心管外壁与干燥器9的圆筒内壁之间的空间(壳程)流过。所述壳程沿轴向布置有若干根干燥管。干燥管的输入端与待干燥的煤粒和输入的空气流和/或氮气相连。所述干燥管内还设有螺旋条，用来导流和增加煤粒在管子中的路径，达到最佳的加热效果。所述的过热蒸汽与鼓入的空气流和/或氮气始终是分开的。
所述管式干燥器9通过一齿轮驱动装置按设定转速旋转，且其输入煤粒的一端高于输出端，并通过管道与一鼓风机16相连，以将空气或氮气流吹到被加热的煤粒上。所述空气流将煤粒中的粉尘和煤粒干燥时本身产生的蒸汽带走。空气流可以用其它气流(例如氮气)代替。
从所述管式干燥器9出来的成品煤粒直接经过埋刮板输送机10收集供使用。干燥时煤粒产生的蒸汽通过粉尘处理系统净化后排入大气。所述的过热蒸汽流过加热器后被再加热循环使用，或进入扩容器11冷凝，余汽放空，冷凝水排放或回收。
粉尘处理系统主要包括布袋式除尘器12、排风机13以及低压氮气反吹系统14，所述低压氮气反吹系统用低压氮气作为反吹清灰气体吹入布袋式除尘器中，所述排风机将所述布袋式除尘器的气体排出。剩下的粉尘最后从布袋式除尘器12底部排出。
实例1
1、将预干燥的褐煤送至上煤斗1中，褐煤的水含量为35％左右，褐煤块的粒径小于50mm，从上煤斗1中将煤放到称重给煤机上，称重后通过带式输送机2，3将褐煤输送到辊式破碎机4中进行破碎，破碎在室温下进行，破碎后的褐煤粒径在3mm-6mm之间，破碎后的煤粒经过另一带式输送机5输送到斗式提升机6入口，煤粒经过斗式提升机6提升到23.5m高度，然后送入碎煤仓7中。
2、煤粒由碎煤仓中放到称重给煤机中，按照进料量的要求称重后通过管线均匀地输送到管式干燥器中，管式干燥机的转速设定为5r/min，给料速度设定为3t/h，空气流量为4m3/min，蒸汽的进口压力为0.185Mpa，蒸汽进口流量3370kg/h，温度为133℃，干燥后的煤粒成品直接经过埋刮板输送机10收集，粉尘进入粉尘处理系统12，蒸汽进入扩容器11。
3、粉尘处理系统由布袋式除尘器12、排风机13以及低压氮气反吹系统14构成，布袋除尘器12的处理风量为8000-10000m3，入口的烟气温度80-100℃；排风机13的风量为6520m3/h，工作温度为120℃，采用循环冷却水冷却；低压氮气作为反吹清灰气体，压力0.4-0.6Mpa，温度为40℃。
4、使用过的蒸汽通过管道进入扩容器中，经过冷凝，余气放空，冷凝水排放或回收。
5、干燥后煤粒经检验含水量不高于5.2wt％。
实例2
1、将需要干燥的褐煤送到上煤斗1中，褐煤的含水量在33％左右，褐煤块的粒径小于50mm，从上煤斗1中将煤放到称重给煤机上，称重后通过带式输送机2，3将褐煤输送到辊式破碎机4中进行破碎，破碎在室温下进行，破碎后的褐煤粒径在5mm-8mm之间，破碎后的煤粒经过另一带式输送机5输送到斗式提升机6入口，煤粒经过斗式提升机6提升到23.5m高度，然后放入碎煤仓7中。
2、煤粒由碎煤仓放到称重给煤机中，按照进料量的要求称重后通过管线均匀地输送到管式干燥器中，管式干燥机的转速设定为6r/min，给料速度设定为6t/h，空气流量为4m3/min，蒸汽的进口压力为0.3Mpa，蒸汽进口流量4700kg/h，温度为175℃，干燥后的煤粒成品，直接经过埋刮板输送机10收集，粉尘进入粉尘处理系统12，蒸汽进入扩容器11。
3、布袋除尘器排风机13的风量为10000m3/h，工作温度为120℃，采用循环冷却水冷却；反吹系统低压氮气压力0.4-0.6Mpa，温度为40℃。
4、使用过的蒸汽通过管道进入扩容器中，经过冷凝，余气放空，冷凝水排放或回收。
5、干燥后煤粒经检验含水量不高于5.2wt％。
实例3
其它条件与实例2一样，只是破碎后的褐煤粒径在8mm-10mm之间，干燥后煤粒经检验含水量不高于5.2wt％。
以上只是为了表示和描述本发明的工艺和设备对实例作出的说明，并不是要把本发明限制到任何明确的所述形式。本领域技术人员会认识到，在不超出本发明范围的前提下，可以进行各种不同的修改并且可以用等同来替代任何要素。在不超出本发明的范围或精神的前提下，本发明还可以按照未在此描述和示出的方式实施。本发明的范围只由后续的权利要求书限定。

Claims (23)

1.一种煤粒的干燥工艺，包括以下步骤：
(1)预干燥煤块；
(2)将预干燥过的煤块输送至破碎机进行破碎，使破碎后的煤粒粒径在3-10mm之间；
(3)将待干燥煤粒输送到管式干燥器中的若干根设有螺旋条的干燥管内；
(4)旋转所述管式干燥器，使位于所述若干根干燥管内的煤粒沿所述螺旋条被导流并增加煤粒在管中的路径；
(5)从管式干燥器输入端的中心管通入过热蒸汽，使所述的过热蒸汽向该中心管外壁与所述干燥器的圆筒内壁之间的空间流过；
(6)向所述若干根干燥管内输入空气流或氮气，以将粉尘和煤粒加热后产生的蒸汽带走；
(7)使所述的过热蒸汽与所述的空气流或氮气始终分开；
(8)从所述管式干燥器出来的煤粒直接被收集而供使用；
(9)将空气流或氮气带出的粉尘和蒸汽输入粉尘处理系统。
2.根据权利要求1所述的干燥工艺，其特征在于：所述的煤为褐煤。
3.根据权利要求1所述的干燥工艺，其特征在于：在步骤(3)前还进一步包括将破碎后的煤粒经输送机输送至一煤仓，并在该煤仓进入干燥器前先按照进料量的要求进行称重的步骤。
4.根据权利要求1所述的干燥工艺，其特征在于：所述步骤(4)中管式干燥器转速为2～20r/min。
5.根据权利要求4所述的干燥工艺，其特征在于：所述步骤(4)中管式干燥器转速为5～10r/min。
6.根据权利要求1所述的干燥工艺，其特征在于：所述步骤(2)中破碎后的煤粒粒径在3～10mm。
7.根据权利要求6所述的干燥工艺，其特征在于：所述步骤(2)中破碎后的煤粒粒径在5～8mm。
8.根据权利要求1所述的干燥工艺，其特征在于：所述步骤(5)通入的过热蒸汽压力为0.01～0.5MPa，蒸汽温度为120～200℃。
9.根据权利要求8所述的干燥工艺，其特征在于：所述步骤(5)通入的过热蒸汽温度为130～175℃。
10.根据权利要求1所述的干燥工艺，其特征在于：在所述粉尘处理系统包括布袋式除尘器、排风机以及低压氮气反吹系统，用低压氮气作为反吹清灰气体吹入布袋式除尘器中，并用排风机将所述布袋式除尘器的气体排出。
11.根据权利要求10所述的干燥工艺，其特征在于：所述布袋除尘器中低压氮气压力为0.1～1MPa，温度20～50℃。
12.根据权利要求1所述的干燥工艺，其特征在于：所述步骤(1)中预干燥的煤块的水含量不高于35wt％。
13.一种煤粒干燥设备，包括：
用于输送预干燥煤块的输送机；
将所述输送机输送过来的预干燥煤块进行破碎的破碎机，使破碎后的煤粒粒径在3至10mm之间；
管式干燥器，该管式干燥器的轴相对于水平倾斜，其输入端的中心管通入过热蒸汽；
旋转所述管式干燥器的驱动装置；
粉尘处理系统；
收集从所述管式干燥器直接出来的成品煤粒的装置；
其特征在于：
所述的过热蒸汽向该干燥器的中心管外壁与所述干燥器的圆筒内壁之间的空间流过，所述干燥器内沿轴向设有若干根干燥管，其中所述干燥管的输入端与待干燥的煤粒和输入的空气流/或氮气相连；
所述干燥管内还设有用来导流和增加煤粒在管子中的路径的螺旋条；
向所述干燥管输入空气流/或氮气的装置，以将粉尘和煤粒加热后产生的蒸汽带到所述的粉尘处理系统。
14.根据权利要求13所述的干燥装置，其特征在于：所述的煤为褐煤。
15.根据权利要求13所述的干燥设备，其特征在于：所述管式干燥器轴向倾斜度为0～30°，其中煤粒输入端高于输出端。
16.根据权利要求15所述的干燥设备，其特征在于：所述管式干燥器轴向倾斜度为5～10°
17.根据权利要求13所述的干燥装置，其特征在于：还包括储存破碎后的煤粒的煤仓和从煤粒仓进入所述管式干燥器前先按照进料量的要求称重的装置。
18.根据权利要求13所述的干燥装置，其特征在于：所述管式干燥器转速为2～20r/min。
19.根据权利要求18所述的干燥装置，其特征在于：所述管式干燥器转速为5～10r/min。
20.根据权利要求13所述的干燥装置，其特征在于：所述破碎后的煤粒粒径在3～10mm。
21.根据权利要求20所述的干燥装置，其特征在于：所述破碎后的煤粒粒径在5～8mm。
22.根据权利要求13所述的干燥装置，其特征在于：所述收集装置为埋刮板输送机。
23.根据权利要求13所述的干燥装置，其特征在于：所述粉尘处理系统包括布袋式除尘器、排风机以及低压氮气反吹系统，所述低压氮气反吹系统用低压氮气作为反吹清灰气体吹入布袋式除尘器中，所述排风机将所述布袋式除尘器的气体排出。
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