褐煤干燥技术的蒸发式干燥技术

褐煤干燥技术的蒸发式干燥技术

（1）转筒干燥技术――转筒干燥的核心是一个略带倾斜并能回转的圆筒体，筒体的倾斜度可以调节，范围一般为2°~10°；按照湿物料和热载体的接触方式，工业中开发利用的褐煤转筒干燥装置主要有直接加热转筒干燥器、回转管式干燥器和蒸汽管间接加热转筒干燥器。

（2）带式干燥技术――褐煤由进料端经加料装置被均匀分布到输送带上，输送带通常用穿孔的不锈钢薄板制成，由电机经变速箱带动，可以调速，最常用的干燥介质是热空气或热烟气。

（3）气流干燥技术――气流干燥也称为“瞬间干燥”，是流态化稀相输送在干燥方面的应用；按照干燥介质和操作温度的不同，气流干燥可分为直管式和床混式两种。

（4）流化床干燥技术――工业上开发应用的褐煤流化床干燥设备主要是以过热蒸汽或空气作为流化介质(或干燥介质)，并且流化床内部带有换热器；褐煤流化床干燥技术主要包括过热蒸汽流化床干燥技术和蒸汽-空气联合干燥技术。

（5）振动干燥技术――振动干燥是利用机械振动实现固体颗粒在干燥器中流动，并同时在干燥介质（如热烟气等）的作用下实现干燥过程。褐煤振动干燥设备主要有振动混流干燥器和振动流化床干燥器。转筒干燥技术中的回转管干燥技术是目前工业中应用最为成熟的褐煤脱水干燥技术。

（6）K-燃料技术 ――最为一项非蒸发式干燥技术，该项技术利用原煤与蒸汽在提质装置中直接接触，通过调节时间、温度和压力三个要素，将原煤中的水分以液态水的方式脱除，在“挤”出煤中水分的同时，改变煤的孔隙结构及亲水性能，提升低阶煤的品质。在美国怀俄明州建设有年处理75万吨的提质工厂。

（7）高温流化床干燥技术

（a）高温流化床煤炭干燥技术简介

流化床干燥用于煤炭干燥始于1955年前后，在其后逐渐成为煤炭干燥的首选干燥机。1958年全美有6台转筒干燥机，64台振动流化床干燥机，44台气流干燥机，6台振动流化床干燥机用于煤炭干燥，到了1961年，则有11台转筒干燥机，66台振动流化床干燥机，40台气流干燥机，23台振动流化床干燥机用于煤炭干燥。截止到1980年，总共有170余台流化床干燥机用于煤炭干燥。其中一些干燥机运行时间已超过30年。主要是由于流化床干燥机用于煤炭干燥具有以下优势： 可以采用高温进气，最高可达950度； 由于采用高温进气，因此设备紧凑，投资低，能耗低； 单机产量大：已投产的最大水份蒸发量可达150吨/时（流化面积为33平米，根据需要可达100平米）； 可以直接干燥宽筛分物料：0-2(0-50mm); 可以实现粗细颗粒干燥和分离。 (b)煤炭干燥的爆炸问题

众所周知，煤粉的Kst大约为80，属于轻微但有破坏性爆炸的粉尘。煤粉的爆炸问题是煤炭干燥首先要解决的安全问题。 由于粉尘爆炸的三角形（褐煤更容易爆炸，其氧气浓度：7-8%）为：1），温度：600度；2），氧气浓度：11%；3），粉尘浓度：80g/m3。所以在设计和运行中至少必须去除粉尘爆炸的三角形中的一个边。 根据相关部门对流化床煤炭干燥机的粉尘爆炸进行调查结果显示：60%左右的爆炸是由于人为操作不当所致；40%左右的爆炸是由于错误的操作规范所致。因此流化床煤炭干燥机的全自动控制可以避免为操作不当而导致的粉尘爆炸。另外，所有设备的开车程序，设备连锁，紧急停车程序，干燥工艺的HAZOP分析，重要仪表都必须仔细地，严格地，定期地进行检查，以彻底杜绝因错误的操作规范而导致的粉尘爆炸。 系统泄爆装置的设计和安装。 根据实际运行经验，流化床煤炭干燥的爆炸问题是可以完全得到彻底地解决。

（c）工艺流程

待干燥的煤炭（0-50mm）加入料斗（Wet Coal Bin）, 通过加料器（Feeder）进入流化床干燥机的内部（即布风板(Bed Plate)的上部），在其中被来自燃烧室的高温烟气（500-1000度）所加热干燥：粗颗粒（0.5-50mm）由流化床干燥机侧部的溢流口（Discharged Gate）排出；细颗粒（0-1mm）则被热风带到除尘器（Dust Collector）分离后由底部关风器（Rotary Discharge）排出；尾气经由布袋除尘器或湿式除尘器（Scrubber）进一步除尘后排出。

(d) 高温流化床干燥机的设计要点

由于布风板(Bed Plate)的下部（燃烧室及管道系统）为内衬耐火水泥，其工作温度可达1200度以上；而布风板(Bed Plate)的上部（大约50mm），即干燥室的内部温度大约为尾气出口温度（60-100度），高温流化床干燥机的设计只要解决布风板及其上部50mm-100mm处的耐高温设计即可。采用用于航空发动机的耐高温材料制作布风板，经多年证实，完全可以在1000度以下长时间工作。

褐煤滚筒干燥技术

一种褐煤干燥炉

一、技术领域

本发明属于干燥设备，具体为一种褐煤干燥设备。

背景技术：

褐煤是煤化程度最低的煤，一种间于泥炭和沥青煤之间的棕色、无光泽的低级煤。褐煤含全水份20-40%，分析基水份10-30%，挥发份15-30%，热值11.71-16.73mj/kg。

我国褐煤探明储量为1303亿吨，占我国煤炭储量的1/3，内蒙褐煤储量占全国的77%。

褐煤一般埋藏浅，开采成本低。但是因为热值低，含水份高，远距离运输不经济。为了解决这一问题需要对褐煤进行脱水干燥。现在主要有下述三种正在试验的干燥方法。一是振动混流干燥，二是带式炉干燥，这两种方法干燥原理一样，都是通入热风使振动筛或传送带上的煤干燥。还有一种滚桶干燥技术，将500℃高温的烟道气通入装有褐煤的滚桶中使褐煤干燥脱水。这三种方法都是用热空气或烟道气干燥，容易引起褐煤自燃或爆炸，因此只处于试验阶段。迄今为止国内还没有一种方法和设备用于褐煤干燥工业上。

发明内容：

褐煤干燥炉是一个转动的圆筒形设备，由11部分组成，即蒸汽管（1）、冷凝水管（2）、大齿圈（3）、干燥炉炉身（4）、干燥炉炉头（5）、电动蝶伐（6）、进煤绞龙（7）、托轮（8、10）、小齿圈（9）、活盖（11）。A为湿煤进口，B为已干燥煤的进口，C为褐煤干燥产生的蒸汽出口，D为中压蒸汽进口，E为冷凝水出口，F为干燥后的褐煤出口。

干燥炉截面为圆形，直径为3-4米，总长度30-50米，用钢板焊成。干燥炉由托轮（8、10）支撑，电机驱动小齿圈（9）转动，代动大齿圈转动，从而使干燥炉以每分钟8转左右的速度旋转。

从D口通入压力为30kg/cm2左右的蒸汽，蒸汽加热管的加热面积为2000m2左右，冷凝水从E口出来回到锅炉。请见图1、图2。干燥炉内温度保持在160℃左右。粉碎至0-30mm的褐煤从A口进入进煤绞龙（7），用绞龙送入干燥炉。经干燥蒸发出的水蒸汽从C口出去，温度为160℃左右，可用来预热煤，或者经压缩后送锅炉产生蒸汽。已干燥的煤，从E口放出。

干燥炉要保持微正压，在褐煤干燥产生的蒸汽出口处安装有电动蝶伐（6），蝶伐与炉内压力传感器相连，炉内为微正压时蝶伐自动打开，炉内为负压时蝶伐自动关小或关闭。干燥的褐煤出口处装有活盖（11），出口可以有2-3个，沿炉的圆周均布。出口转到下半圈时活盖自动打开，放出干燥的煤，出口转到上半圈时活盖依靠自重自动关闭。这样避免空气进入炉内，使干燥炉内处于水蒸汽氛围中，成缺氧状态，防止褐煤自然或爆炸。

如果褐煤水份大，可以从B口加一部分已干燥的褐煤，与湿煤混合，降低水份含量，便于干燥。

二、本干燥炉的优点是

1、非常安全

本干燥炉用蒸汽加热脱水，干燥温度能控制在一定范围内，在干燥过程中干燥炉内充满水蒸汽，成缺氧状态，因此在干燥过程中不可能发生褐煤自燃或爆炸。

2、节能

本干燥炉用蒸汽加热脱水，冷凝水又回到锅炉，因此热利用率可达到75-80%，比直火加热炉高20%左右。

本干燥炉在干燥过程中产生的蒸汽还可以收集利用，进一步降低了能耗。

3、生产能力大，单炉可生产干燥褐煤30万吨/年左右，可多套并联，年生产能力可达500万吨左右。

4、脱水量大，干燥褐煤含水份量可在一定范围内调节。

附图说明：

图1为褐煤干燥炉的剖面图。图中1为蒸汽管，2为冷凝水管，3为大齿圈，4为干燥炉身，5为干燥炉炉头，6为蝶伐，7为进煤绞龙，8、10为托轮，9为小齿圈，11为活盖。

A为湿煤进口，B为已干燥的煤进口，C为煤干燥产生的蒸汽出口，D为中压蒸汽进口，E为冷凝水出口，F为干燥后的煤出口。

图2为图1的M-N剖面放大图。图中1为蒸汽管，4为干燥炉炉身，8为托轮。

三、具体实施方式

按照图1、图2制造并安装一台褐煤干燥炉，干燥炉规格为φ3×35米，用厚度20mm的钢板焊制，干燥炉内沿圆周安装3层蒸汽管，蒸汽管上焊有螺旋形翅片，使总加热面积达到1800m2。三层管子的规格为：外层为114×6mm，中层为83×5.5mm，内层为57×5mm。

褐煤干燥产生的蒸汽出口处装有电动蝶伐，并和炉内压力传感器相连。炉尾安装两个出煤口，出煤口上安装活盖。

开车前，炉内装少量水，通入30kg/cm2蒸汽，使炉内水蒸发产生的蒸汽把炉内的空气赶出来，使炉内充满蒸汽，成缺氧状态，当炉内温度达到150℃时，启动干燥炉，转速为7转/分，从A口加入粉碎到0-30mm的褐煤，开始干燥。

四、设备简图

图中1为蒸汽管，2为冷凝水管3为大齿圈，4为干燥炉身，5为干燥炉炉头，6为蝶伐，7为进煤绞龙，8、10为托轮，9为小齿圈，11为活盖。

A为湿煤进口，B为干燥进口，C为煤干燥产生的蒸汽出口，D为中压蒸汽进口，E为冷凝水出口，F为干燥后的煤出口。

干燥炉直径2.5米～3.5米。总长度30～40米，用钢板焊成。内部设置多层蒸汽管，总加热面积为2000～3000平方米。

年生产能力30万吨左右（干燥），可多套并联，每年产量可达300～600万吨。

五、操作说明

炉内保持微正压，使炉内的煤处于蒸汽氛围中，成缺氧状态，防止发生自燃和爆炸。

蒸汽管内通入20～30公斤/平方厘米过热蒸汽（温度为220～240摄氏度），冷凝水返回锅炉。从C口出来由煤干燥产生的水蒸气（温度150～180摄氏度）可用来予热煤，或者经压缩进入锅炉产生蒸汽。本设备热能利用率为75～80%，比直火加热炉高20～30%。本设备很安全，又能连续生产，生产能力大。