專利名稱：用于入爐焦煤脫濕的內(nèi)熱式干燥器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焦化行業(yè)煉焦技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于入爐焦煤脫濕的內(nèi)熱式
干燥器ο
背景技術(shù)：
煤調(diào)濕工藝(CMC)是指“煉焦裝爐煤水分控制”工藝，它是在干燥煤煉焦技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，基本原理是將煉焦用煤在裝爐前利用外熱進(jìn)行加熱干燥、脫水，達(dá)到煤的水分調(diào)節(jié)和控制，按照目前煉焦工藝要求把煤中水分控制在6%左右，從而實(shí)現(xiàn)降低煉焦過程的能耗量、保證焦?fàn)t運(yùn)行操作穩(wěn)定性、提高焦炭質(zhì)量或增加弱粘結(jié)性煤的配入量、減少煉焦污水量的目的。同時(shí)，入爐焦煤的含濕量降低，煤的堆密度加大，相應(yīng)提高了焦炭產(chǎn)量。隨著我國(guó)煤調(diào)濕技術(shù)的發(fā)展，已有多種煤調(diào)濕技術(shù)方案，主要包括以低壓蒸汽為熱載體的多管回轉(zhuǎn)式干燥及以煉焦煙道氣(以下簡(jiǎn)稱煙道氣)為熱載體的流化床干燥方案等。經(jīng)過運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，現(xiàn)行煤調(diào)濕工藝(裝置)均存在著一些缺陷，采用低壓蒸汽作為熱載體，需要蒸汽源，利用高品位的能源。假若利用煙道氣作為熱載體，需要將高溫?zé)煔忾L(zhǎng)距離輸送，大風(fēng)量高溫風(fēng)機(jī)能耗和煙氣熱損失較大，并且煙氣流量有限，熱容量較低，可調(diào)性差。其次，國(guó)內(nèi)的眾多的獨(dú)立焦化企業(yè)焦?fàn)t熱源采用焦?fàn)t煤氣，產(chǎn)生的煙道氣水分含量高， 因此，煙道氣載濕能力低，影響脫濕效率。上述方案主要存在(系統(tǒng))裝置能耗高、調(diào)試能力低、基礎(chǔ)投資大、運(yùn)行成本高、控制調(diào)節(jié)復(fù)雜及維護(hù)維修量大等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決目前我郭煤調(diào)濕裝置能耗高、調(diào)試能力低、基礎(chǔ)投資大、運(yùn)行成本高、控制調(diào)節(jié)復(fù)雜及維護(hù)維修量大等問題，為此提供了一種用于入爐焦煤脫濕的內(nèi)熱式干燥器，包括干燥器外框架、干燥器外框架內(nèi)上部的干燥區(qū)、干燥區(qū)下方的流化床干燥加熱區(qū)和下部的布風(fēng)區(qū)，所述干燥區(qū)設(shè)有排氣空間10和換熱面；所述流化床干燥加熱區(qū)內(nèi)設(shè)有蛇形管換熱器11 ；所述布風(fēng)區(qū)內(nèi)設(shè)有流化風(fēng)室9、布風(fēng)板8和風(fēng)帽12，所述布風(fēng)板8和風(fēng)帽12 組合成一模塊結(jié)構(gòu)，與流化風(fēng)室9相連。本發(fā)明用于入爐焦煤脫濕的內(nèi)熱式干燥器，所述干燥器外框架一側(cè)連接有加料口 3，另一側(cè)設(shè)有控制閥6和控制閥6下方的出料口 7 ；干燥器外框架的上部正面設(shè)有一個(gè)觀察口 5，頂部設(shè)有排風(fēng)口 4。本發(fā)明用于入爐焦煤脫濕的內(nèi)熱式干燥器，所述蛇形管換熱器11上部設(shè)有滑輪掛鉤，滑輪掛鉤與干燥器外框架連接；蛇形管換熱器11主要由蛇形管管束組成，蛇形管管束呈水平錯(cuò)列布置，每根蛇形管外側(cè)均設(shè)有硫化干燥室2。本發(fā)明用于入爐焦煤脫濕的內(nèi)熱式干燥器，所述流化風(fēng)室9沿氣流流動(dòng)方向?yàn)榉堑冉孛妫硷L(fēng)板8上的風(fēng)帽12為非等距離開孔；流化風(fēng)室9上設(shè)有一個(gè)進(jìn)風(fēng)口 1。本發(fā)明干燥器的結(jié)構(gòu)形式是內(nèi)置式換熱器流化床，以低溫飽和熱水為換熱器熱載體、以空氣為流化床流化介質(zhì)。飽和熱水加熱熱源的主要熱源來自煙道氣，當(dāng)濕煤水分過高，煙道氣提供的熱量滿足不了調(diào)濕要求時(shí)，可以采用外來輔助熱源，如補(bǔ)充燃燒少量焦?fàn)t煤氣或高爐煤氣，適當(dāng)提高熱水溫度，滿足煤調(diào)濕工藝運(yùn)行對(duì)熱量的需求。本發(fā)明采用加熱后的飽和熱水送到流化床干燥器的內(nèi)置換熱面，由于水具有很大的比熱，為濕煤干燥脫濕可提供足夠的熱量，并適于長(zhǎng)距離輸送和流量調(diào)節(jié)，使干燥器內(nèi)的濕煤與換熱面具有較高換熱效率。本發(fā)明采用內(nèi)置換熱器流化床式干燥方法，采用高比熱的傳熱介質(zhì)(飽和熱水、飽和蒸汽及導(dǎo)熱油)作為濕煤干燥脫濕和作為流化床流化介質(zhì)(空氣或氮?dú)?加熱熱源，流化介質(zhì)所需熱量?jī)H為無內(nèi)置加熱器的20%，流化氣體量也僅為20% 30%左右，流化速度為 0. 3 0. 5m/s ；壓力0. 4 0. 6MPa，溫度為140°C 160°C的飽和熱水作為干燥器的傳熱介質(zhì)；提高了干燥器的調(diào)節(jié)范圍和可控性。本發(fā)明干燥器內(nèi)的濕煤處于低加熱溫度(60°C 80°C)和低流化速度(0.3 0. 5m/s)的流化強(qiáng)化傳熱方法，提高了內(nèi)置式換熱器與煤和流化空氣的換熱效率，同時(shí)，可以有效地避免煤調(diào)濕工藝流程中的煤揮發(fā)分析出的危險(xiǎn)性，低流化速度可防止內(nèi)置換熱器管束與濕煤磨損。本發(fā)明的脫濕能力從濕煤水分含量10. 5%調(diào)至6%狀況下，熱源由焦?fàn)t煙道氣余熱提供，當(dāng)濕煤水分含量大于11%時(shí)，增出部分熱量由焦?fàn)t煤氣或高爐煤氣補(bǔ)燃加熱器提供。本發(fā)明的有益效果是
1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、互換性好，便于檢修，運(yùn)行可靠；
2.脫濕控制調(diào)節(jié)可靠、靈活；
以傳熱學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)基本機(jī)理，干燥器的加熱工質(zhì)與流化床流化工質(zhì)分別采用二種工質(zhì)。一是提高干燥器所需熱量轉(zhuǎn)換能力，二是保證流化介質(zhì)流動(dòng)穩(wěn)定性和其載濕能力。在焦?fàn)t煙道氣出口處布置熱水預(yù)熱器，將煙道氣的熱轉(zhuǎn)換為飽和熱水，提升了加熱介質(zhì)的熱容量，提高熱量輸送效率。通過改變飽和熱水量以及溫度滿足煤調(diào)濕工況調(diào)節(jié)要求。流化介質(zhì)流速能保持穩(wěn)定，所以風(fēng)機(jī)風(fēng)量不需變頻裝置來調(diào)節(jié)，同時(shí)內(nèi)熱式換熱器能保證其與濕煤之間換熱量平衡及溫度穩(wěn)定。因此，內(nèi)熱式干燥器與濕煤采用強(qiáng)化流化傳熱方式，其傳熱效果良好，調(diào)節(jié)供熱平衡方便、調(diào)節(jié)反應(yīng)迅速、靈活。3.節(jié)約電能
本發(fā)明采用空氣作為流化介質(zhì)，只是起到煤料流化作用和載濕功能，使得流化空氣量只有煙道氣流量的六分之一左右，并且處于低溫低速運(yùn)行工況，降低了空氣鼓風(fēng)機(jī)的能耗。 流化空氣不參與流化干燥，降低了流動(dòng)阻力，煙道引風(fēng)機(jī)電功率大大降低，按照同規(guī)模煤調(diào)濕能力測(cè)算，內(nèi)熱式干燥器同比可節(jié)電30% 4096，降低了運(yùn)行成本。4.本發(fā)明采用框架結(jié)構(gòu)，模塊化組合，保證干燥器的安裝檢修方便，并且可以根據(jù)生產(chǎn)要求，多個(gè)干燥器也可以組合大的干燥系統(tǒng)，只需備用一臺(tái)備份模塊即可保證調(diào)濕系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，減小了現(xiàn)有調(diào)濕系統(tǒng)的備用設(shè)備的規(guī)模。5.本發(fā)明的運(yùn)行工況調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，省去了煙氣再循環(huán)系統(tǒng)的旁路裝置，采用飽和熱水(或蒸汽、導(dǎo)熱油)作為載熱體，對(duì)換熱器的熱量調(diào)節(jié)反應(yīng)迅速。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明中布風(fēng)板和風(fēng)帽組成模塊的示意圖。
具體實(shí)施例方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。如圖1所示的用于入爐焦煤脫濕的內(nèi)熱式干燥器，包括干燥器外框架、干燥器外框架內(nèi)上部的干燥區(qū)、干燥區(qū)下方的流化床干燥加熱區(qū)和下部的布風(fēng)區(qū)，所述干燥區(qū)設(shè)有排氣空間10和換熱面；所述流化床干燥加熱區(qū)內(nèi)設(shè)有蛇形管換熱器11。所述布風(fēng)區(qū)內(nèi)設(shè)有流化風(fēng)室9、布風(fēng)板8和風(fēng)帽12，所述布風(fēng)板8和風(fēng)帽12組合成一模塊結(jié)構(gòu)，與流化風(fēng)室 9相連；所述干燥器外框架一側(cè)連接有加料口 3，另一側(cè)設(shè)有控制閥6和控制閥6下方的出料口 7 ；干燥器外框架的上部正面設(shè)有一個(gè)觀察口 5，頂部設(shè)有排風(fēng)口 4。所述蛇形管換熱器11上部設(shè)有滑輪掛鉤，滑輪掛鉤與干燥器外框架連接；蛇形管換熱器11主要由蛇形管管束組成，蛇形管管束呈水平錯(cuò)列布置，每根蛇形管外側(cè)均設(shè)有硫化干燥室2。所述流化風(fēng)室 9沿氣流流動(dòng)方向?yàn)榉堑冉孛?；流化風(fēng)室9上設(shè)有一個(gè)進(jìn)風(fēng)口 1。如圖2所示的布風(fēng)板和風(fēng)帽模塊，布風(fēng)板8上的風(fēng)帽12為非等距離開孔。本發(fā)明內(nèi)熱式換熱器的進(jìn)水溫度為80°C，出水溫度為130°C;流化介質(zhì)可以用常溫空氣或氮?dú)?。本發(fā)明所需熱源以焦?fàn)t煙道氣余熱作為煤調(diào)濕系統(tǒng)的加熱熱源，經(jīng)過給水預(yù)熱器生產(chǎn)飽和水作為干燥器的傳熱介質(zhì)，飽和熱水主要用于干燥器內(nèi)的濕煤和流化介質(zhì)(空氣) 加熱之用，滿足干燥工藝需要。給水預(yù)熱器設(shè)置在焦?fàn)t煙道出口與焦?fàn)t煙囪之間，避免高溫?zé)煔忾L(zhǎng)距離輸送，節(jié)約風(fēng)機(jī)能耗和煙氣熱損失。干燥器內(nèi)置換熱器主要用于加熱濕煤和流化介質(zhì)，使?fàn)t床溫度保持在50°C 110°C之間可調(diào)，通?？梢蕴峁┌衙旱乃謴?1%降至6% 所需的熱量，最大熱量可以把含濕量達(dá)15%的煤降至含濕量為6%。本發(fā)明采用低溫傳熱介質(zhì)、低速流化方式進(jìn)行強(qiáng)化換熱，實(shí)現(xiàn)濕煤的干燥、脫濕， 流化介質(zhì)采用較低流化速度，確保絕大部分煤料不會(huì)被流化介質(zhì)揚(yáng)析。由于本發(fā)明中所用的流化介質(zhì)的流量很小(通常為煉焦煙道氣流量的1/6左右)，調(diào)濕過程中流化介質(zhì)載濕能力較強(qiáng)，提升了干燥器尾氣的相對(duì)濕度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、互換性好，便于檢修，運(yùn)行可靠；脫濕控制調(diào)節(jié)可靠、靈活；節(jié)約電能；運(yùn)行工況調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，對(duì)換熱器的熱量調(diào)節(jié)反應(yīng)迅速。本發(fā)明還可以根據(jù)生產(chǎn)要求，多個(gè)干燥器也可以組合大的干燥系統(tǒng)，只需備用一臺(tái)備份模塊即可保證調(diào)濕系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，減小了現(xiàn)有調(diào)濕系統(tǒng)的備用設(shè)備的規(guī)模。本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種用于入爐焦煤脫濕的內(nèi)熱式干燥器，其特征是包括干燥器外框架、干燥器外框架內(nèi)上部的干燥區(qū)、干燥區(qū)下方的流化床干燥加熱區(qū)和下部的布風(fēng)區(qū)，所述干燥區(qū)設(shè)有排氣空間(10)和換熱面；所述流化床干燥加熱區(qū)內(nèi)設(shè)有蛇形管換熱器(11)；所述布風(fēng)區(qū)內(nèi)設(shè)有流化風(fēng)室(9)、布風(fēng)板(8)和風(fēng)帽(12)，所述布風(fēng)板(8)和風(fēng)帽(12)組合成一模塊結(jié)構(gòu)， 與流化風(fēng)室(9)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于入爐焦煤脫濕的內(nèi)熱式干燥器，其特征是所述干燥器外框架一側(cè)連接有加料口(3)，另一側(cè)設(shè)有控制閥(6)和控制閥(6)下方的出料口(7);干燥器外框架的上部正面設(shè)有一個(gè)觀察口(5)，頂部設(shè)有排風(fēng)口(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于入爐焦煤脫濕的內(nèi)熱式干燥器，其特征是所述蛇形管換熱器(11)上部設(shè)有滑輪掛鉤，滑輪掛鉤與干燥器外框架連接；蛇形管換熱器(11)主要由蛇形管管束組成，蛇形管管束呈水平錯(cuò)列布置，每根蛇形管外側(cè)均設(shè)有硫化干燥室(2 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于入爐焦煤脫濕的內(nèi)熱式干燥器，其特征是所述流化風(fēng)室(9)沿氣流流動(dòng)方向?yàn)榉堑冉孛妫硷L(fēng)板(8)上的風(fēng)帽(12)為非等距離開孔；流化風(fēng)室 (9)上設(shè)有一個(gè)進(jìn)風(fēng)口(1)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于入爐焦煤脫濕的內(nèi)熱式干燥器，包括干燥器外框架、干燥器外框架內(nèi)上部的干燥區(qū)、干燥區(qū)下方的流化床干燥加熱區(qū)和下部的布風(fēng)區(qū)，所述干燥區(qū)設(shè)有排氣空間(10)和換熱面；流化床干燥加熱區(qū)內(nèi)設(shè)有蛇形管換熱器(11)；布風(fēng)區(qū)內(nèi)設(shè)有流化風(fēng)室(9)、布風(fēng)板(8)和風(fēng)帽(12)，所述布風(fēng)板(8)和風(fēng)帽(12)組合成模塊結(jié)構(gòu)，與流化風(fēng)室(9)相連。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、互換性好，便于檢修，運(yùn)行可靠；脫濕控制調(diào)節(jié)可靠、靈活；節(jié)約電能；系統(tǒng)調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，對(duì)換熱器的熱量調(diào)節(jié)反應(yīng)迅速；還可根據(jù)生產(chǎn)要求，多個(gè)干燥器組合成大的干燥系統(tǒng)，只需一臺(tái)備份模塊即可保證調(diào)濕系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，減小了現(xiàn)有調(diào)濕系統(tǒng)的備用設(shè)備的規(guī)模。
文檔編號(hào)F26B21/00GK102533302SQ20121002446
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者惠建明, 惠文博, 郁鴻凌 申請(qǐng)人:無錫億恩科技股份有限公司