專利名稱：利用過熱蒸汽干燥褐煤的系統(tǒng)裝置的制作方法
利用過熱蒸汽干燥褐煤的系統(tǒng)裝置技術領域
本發(fā)明屬于熱利用干燥技術，具體涉及一種利用過熱蒸汽對褐煤進行干燥的系統(tǒng)>J-U ρ α裝直。
背景技術：
干燥是一項高能耗的產(chǎn)業(yè)。采用熱煙氣和熱風對褐煤進行干燥存在諸多問題，如 容易著火燃燒，甚至發(fā)生爆炸；初始設備投資大，占地面積大；能耗高等。褐煤具有濕度大 (高達30 50%)、發(fā)熱值低、燃點低和二氧化碳排放量大等缺點，直接燃燒未經(jīng)過提質的褐煤原煤，會造成嚴重的環(huán)境污染，而且增加了建設和運行的成本。同時，較高的含水量導致褐煤運輸費用增加，限制了外運利用的空間。
因此如何針對褐煤類化石燃料進行干燥、調濕以及提質的技術的研究，已成為業(yè)內(nèi)技術攻關的熱點。本發(fā)明提出采用過熱蒸汽流化床技術對褐煤進行干燥，具有先進的系統(tǒng)整合優(yōu)勢，可以明顯提升能量綜合利用效率、減少溫室氣體排放，促進干燥褐煤設備一體化關鍵技術的提升。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種利用過熱蒸汽干燥褐煤的系統(tǒng)裝置。將破碎、干燥、蒸汽介質冷凝回收等技術進行優(yōu)化組合，使能量得到充分利用。本發(fā)明提供的過熱蒸汽于能量高效利用的過熱蒸汽褐煤干燥系統(tǒng)具有很好的能耗特性，提高了褐煤的干燥特性和熱值含量，體現(xiàn)出易于控制、運行平穩(wěn)、安全環(huán)保、節(jié)能減排的良好效果。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案利用過熱蒸汽干燥褐煤的系統(tǒng)裝置， 包括流化床、電除塵裝置、安全門、主換熱器組、次級換熱器組、冷卻器、水泵換熱器、循環(huán)風機、蒸汽分配器、蒸汽壓縮機、碎煤機、傳送帶以及分煤倉等。其系統(tǒng)組成是過熱蒸汽管接于流化床，熱蒸汽流經(jīng)流化床后分為兩路一路經(jīng)管道串接于電除塵裝置和安全門 ’另一路依次串接于主換熱器組和次級換熱器組的進口。次級換熱器組的出口通過管道依次串接有第一和第二冷卻器，第二冷卻器末端接有水泵換熱器。熱蒸汽流經(jīng)電除塵裝置后亦分為兩路一路依次串接于循環(huán)風機的熱源側以及蒸汽分配器后接至流化床；另一路熱蒸汽經(jīng)過蒸汽壓縮機接至主換熱器組。
用于濕煤干燥的能量分為四路
第一路過熱蒸汽通過流化床以及主換熱器組直接與濕煤進行換熱，這是干燥所需的主要能量
第二路即蒸汽乏汽經(jīng)電除塵裝置和蒸汽壓縮機，然后進入主換熱器組對濕煤繼續(xù)干燥，利用蒸汽乏汽的熱潛能對濕煤進行干燥。
第三路即蒸汽乏汽經(jīng)電除塵裝置、循環(huán)風機以及蒸汽分配器，再次進入流化床與濕褐煤接觸進行換熱干燥，實現(xiàn)蒸汽乏汽不對空排放(事故情況下經(jīng)安全門排放)進行能 量的充分利用。該過程保證了系統(tǒng)循環(huán)動力，并維持整體干燥系統(tǒng)的運行穩(wěn)定。
第四路主換熱器組蒸汽凝液經(jīng)次級換熱器對濕煤進行初級干燥，再流經(jīng)第一第 二冷卻器對干燥的褐煤進行降溫，與此同時冷凝液溫度得到提升，回供鍋爐給水。此過程保 持蒸汽凝水的純凈而不含雜質，同時對即將進入流化床的濕煤進行初級干燥，提高了能源 利用率。
針對褐煤干燥的能量高效利用、減少系統(tǒng)乏汽排放、全面進行回收介質的問題，上 述技術方案實現(xiàn)了能量充分利用、破碎、干燥、蒸汽介質冷凝回收等技術的優(yōu)化組合。系統(tǒng) 中的所有換熱裝置均為蒸汽無泄露的封閉系統(tǒng)，對外無氣體排放、實現(xiàn)過熱蒸汽冷凝水完 全回收、實現(xiàn)濕煤中干燥析出水的完全回收、使干燥后的褐煤接近環(huán)境溫度存放。
本發(fā)明的特點以及產(chǎn)生的有益效果是，(I)解決了目前褐煤干燥技術中排放乏汽、 介質回收困難、冷卻系統(tǒng)耗水高、系統(tǒng)能耗高、運行不穩(wěn)定、安全性低、系統(tǒng)控制困難、蒸發(fā) 介質冷凝液與濕煤干燥析出水分分離困難等問題。(2)通過四路能量對濕煤進行干燥，體現(xiàn) 了能量的充分利用，與目前褐煤的干燥系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有操作運行方便的優(yōu)點，提高了 褐煤的干燥質量和熱值含量，體現(xiàn)出易于控制、運行平穩(wěn)、安全環(huán)保、節(jié)能減排的良好效果。(3)符合節(jié)能技術要求及溫室氣體減排環(huán)保要求，在提高能源利用效率的基礎上，對污染物 排放的減少具有顯著效果，具有良好的社會經(jīng)濟和環(huán)保效益。


圖1為本發(fā)明的原理以及系統(tǒng)組成結構簡圖。
圖2為本發(fā)明中褐煤干燥流程的系統(tǒng)簡圖。
具體實施方式
下面結合附圖并通過實施例對本發(fā)明的原理以及系統(tǒng)結構做進一步的說明。需要 說明的是，本實施例是敘述性的，而不是限定性的，不以此實施例限定本發(fā)明的保護范圍。
利用過熱蒸汽干燥褐煤的系統(tǒng)裝置，其系統(tǒng)組成結構是過熱蒸汽管I接于流化 床2，熱蒸汽流經(jīng)流化床后分為兩路一路經(jīng)管道串接于電除塵裝置3和安全門4 ;另一路 依次串接于主換熱器組5和次級換熱器組6的進口。次級換熱器組的出口通過管道依次串 接有第一冷卻器7和第二冷卻器8，第二冷卻器末端接有水泵換熱器12，水泵換熱器排出的 熱量用于鍋爐13的給水預熱或直接排放。熱蒸汽流經(jīng)電除塵裝置后亦分為兩路一路依次 串接于循環(huán)風機9的熱源側以及蒸汽分配器10后接至流化床；另一路熱蒸汽經(jīng)過蒸汽壓縮 機11接至主換熱器組。系統(tǒng)中經(jīng)管道連接的流化床、電除塵裝置、主換熱器組、次級換熱器 組、第一和第二冷卻器、水泵換熱器、循環(huán)風機、蒸汽分配器以及蒸汽壓縮機各部件均為蒸 汽無泄露的封閉系統(tǒng)。安全門的作用是僅在系統(tǒng)發(fā)生事故的狀態(tài)下打開，排放管道中的蒸 汽。
來自過熱蒸汽管水蒸汽的溫度為200_350°C、壓力為0.3-0. 5MPa。需要被干燥的 褐煤經(jīng)次級換熱器組的預熱后依次進入碎煤機、傳送帶、分煤倉后進入流化床以及主換熱 器組進行干燥，干燥后的褐煤分別經(jīng)所述第一和第二冷卻器冷卻得到干褐煤。
過熱蒸汽流程過熱蒸汽以溫度為200-350°C、壓力為O. 3-0. 5MPa參數(shù)進入流化 床以及主換熱器組，進入濕煤進行直接換熱，產(chǎn)生O. 12-0. 2MPa的蒸汽乏汽。過熱蒸汽釋放 熱量后的冷凝水，流經(jīng)次級換熱器與初始的濕褐煤進行初級干燥預熱，這時的冷凝水溫度降低。經(jīng)次級換熱器后冷凝液系統(tǒng)達到35-45°C (環(huán)境基礎溫度為20°C)，再經(jīng)第一第二冷 卻器后，冷凝液系統(tǒng)達到50-60°C，可用于返回鍋爐用水。
蒸發(fā)乏氣流程過熱蒸汽的乏汽經(jīng)流化床頂部排出，進入電除塵裝置，成為較干凈 的蒸汽乏汽。一路蒸汽乏汽經(jīng)蒸汽壓縮機提升其參數(shù)進入主換熱器組，另一路經(jīng)過循環(huán)風 機以及蒸汽分配器再次進入流化床。
褐煤干燥流程濕褐煤原料粒度不超過100mm，流經(jīng)儲煤倉經(jīng)次級換熱器預熱干 燥，經(jīng)碎煤機進行破碎，破碎的粒度不大于5_。此時煤粒的溫度以及粒度符合干燥要求，經(jīng) 煤輸送機分煤倉進入流化床，通過四路能源的干燥。干燥機后的褐煤溫度為50-60°C，經(jīng)過 兩個冷卻器冷卻后，接近環(huán)境溫度，滿足褐煤儲運要求。
本發(fā)明可以實現(xiàn)蒸汽供給系統(tǒng)的封閉回收，保持蒸汽介質冷凝純度不發(fā)生變化， 同時保證了濕褐煤干燥水分以液態(tài)形式及單獨管路系統(tǒng)進行回收利用。
權利要求
1.利用過熱蒸汽干燥褐煤的系統(tǒng)裝置，包括流化床、電除塵裝置、安全門、主換熱器組、次級換熱器組、冷卻器、水泵換熱器、循環(huán)風機、蒸汽分配器、蒸汽壓縮機、碎煤機、傳送帶以及分煤倉，其特征是過熱蒸汽管(I)接于流化床(2)，熱蒸汽流經(jīng)流化床后分為兩路: 一路經(jīng)管道串接于電除塵裝置(3)和安全門(4);另一路依次串接于主換熱器組(5)和次級換熱器組(6)的進口，次級換熱器組的出口通過管道依次串接有第一冷卻器(7)和第二冷卻器(8)，第二冷卻器末端接有水泵換熱器(12)，熱蒸汽流經(jīng)電除塵裝置后亦分為兩路一路依次串接于循環(huán)風機(9)的熱源側以及蒸汽分配器(10)后接至流化床；另一路熱蒸汽經(jīng)過蒸汽壓縮機(11)接至主換熱器組。
2.按照權利要求1所述的利用過熱蒸汽干燥褐煤的系統(tǒng)裝置，其特征是經(jīng)管道連接的所述流化床(2)、電除塵裝置(3)、主換熱器組(5)、次級換熱器組(6)、第一和第二冷卻器 (7、8)、水泵換熱器(12)、循環(huán)風機(9)、蒸汽分配器(10)以及蒸汽壓縮機(11)各部件均為蒸汽無泄露的封閉系統(tǒng)。
3.按照權利要求1或2所述的利用過熱蒸汽干燥褐煤的系統(tǒng)裝置，其特征是所述水泵換熱器(12 )排出的熱量用于鍋爐(13 )的給水預熱或直接排放。
4.按照權利要求1所述的利用過熱蒸汽干燥褐煤的系統(tǒng)裝置，其特征是需要被干燥的褐煤經(jīng)所述次級換熱器組(6)的預熱后依次進入碎煤機(14)、傳送帶(15)、分煤倉(16) 后進入所述流化床(2)以及主換熱器組(5)進行干燥，干燥后的褐煤分別經(jīng)所述第一和第二冷卻器(7、8 )冷卻得到干褐煤。
5.按照權利要求1所述的利用過熱蒸汽干燥褐煤的系統(tǒng)裝置，其特征是來自所述過熱蒸汽管(I)水蒸汽的溫度為200-350°C、壓力為O. 3-0. 5MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用過熱蒸汽干燥褐煤的系統(tǒng)裝置，其系統(tǒng)組成是過熱蒸汽管接于流化床，經(jīng)流化床后分為兩路一路經(jīng)管道串接于電除塵裝置和安全門；另一路依次串接于主換熱器組和次級換熱器組的進口。次級換熱器組的出口通過管道依次串接有第一和第二冷卻器，第二冷卻器末端接有水泵換熱器。熱蒸汽流經(jīng)電除塵裝置后亦分為兩路一路依次串接于循環(huán)風機的熱源側以及蒸汽分配器后接至流化床；另一路熱蒸汽經(jīng)過蒸汽壓縮機接至主換熱器組。本發(fā)明具有耗能低、干燥效率高的特點，特別適用于煤長距離輸送、型煤加工、煤熱解化工、高爐噴吹冶金應用、燃煤火電廠、煤泥及市政污泥等多領域有廣闊的應用前景。
文檔編號F26B3/08GK103062993SQ20131002396
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權日2013年1月23日
發(fā)明者朱家玲, 王秋林, 張偉, 薄華宇 申請人:天津大學