專利名稱：一種高水分褐煤磨煤與干燥裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于氣流床粉煤氣化系統(tǒng)的褐煤磨煤與干燥裝置與方法，特別是用于褐煤氣化的磨煤干燥裝置與方法，將高水分褐煤磨制成合格粒度和水分的煤粉，用于粉煤氣化的原料。
背景技術(shù)：
褐煤是一種煤化程度僅高于泥炭的煤炭資源，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界褐煤儲(chǔ)量約I萬億噸，而中國(guó)褐煤儲(chǔ)量達(dá)2118億噸，主要集中在內(nèi)蒙古東部、黑龍江和云貴高原。發(fā)展褐煤高效利用技術(shù)、拓展褐煤開發(fā)利用空間是當(dāng)前我國(guó)節(jié)能技術(shù)政策鼓勵(lì)發(fā)展的項(xiàng)目之一。煤的氣流床氣化技術(shù)是大規(guī)模高效清潔利用褐煤的關(guān)鍵技術(shù)，氣化產(chǎn)生的合成氣可以用于合成天然氣，合成氨和甲醇等重要產(chǎn)品，褐煤氣流床氣化技術(shù)有濕法、干法之分，GE單噴嘴水煤漿氣化、華東理工大學(xué)的四噴嘴水煤漿氣化和西北化工研究院多元料漿氣化為濕法氣流床氣化，需要磨煤制漿后氣化；Shell、Prenfl0多噴嘴干煤粉氣化和GSP單噴嘴干煤粉氣化等為干法氣流床氣化。干粉煤氣化技術(shù)采用褐煤進(jìn)料，一般要求褐煤煤粉水分含量低于8-12%，典型的粒度分布是粒度小于90微米的煤粉大于90%，粒度小于5微米的煤粉小于10%，由于大部分褐煤水含量較高，某些地區(qū)的褐煤甚至水分高達(dá)50-60%，因此對(duì)褐煤進(jìn)行干燥和磨制合格粒度分布的煤粉是大規(guī)模褐煤氣化技術(shù)的關(guān)鍵，對(duì)于合理和高效利用褐煤資源具有十分重要的意義。發(fā)明專利CN101015814公開了一種磨煤與干燥方法，解決現(xiàn)有將原煤磨制成煤粉的加工方法中煤粉制備系統(tǒng)難以解決的惰性化問題。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了磨粉和干燥相結(jié)合，惰性化、閉路循環(huán)、高效分離、排氣平衡、中間貯倉的要求，具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、占地小、投資少、可靠性較高的的優(yōu)點(diǎn)。但該專利不能適應(yīng)高水分含量的褐煤的磨制與干燥。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)褐煤氣化提供一種安全環(huán)保和高效的褐煤磨制與干燥裝置與方法。采用閉路循環(huán)流程，充分利用系統(tǒng)自產(chǎn)的蒸汽和惰性氣體，整個(gè)磨煤干燥系統(tǒng)密封性能好，安全環(huán)保，可以有效防止磨煤干燥過程中煤粉自燃與爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)高水分褐煤具有較好的適應(yīng)性，磨制和干燥后的煤粉粒度和水分符合氣化的要求。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種褐煤磨煤與干燥裝置，其特征在于，包括流化床干燥器，流化床干燥器的二次蒸汽和褐煤混合物出口連接除塵器的入口，除塵器的褐煤出口連接混合器的入口，除塵器的蒸汽出口連接低壓蒸汽加熱器的蒸汽入口、流化風(fēng)機(jī)的入口和增壓風(fēng)機(jī)的入口，流化風(fēng)機(jī)的出口連接流化床干燥器的流化氣入口，增壓風(fēng)機(jī)的出口連接流化床干燥器的蒸汽盤管，流化床干燥器的干燥褐煤出口連接混合器的入口，混合器的出口連接磨煤機(jī)的入口，磨煤機(jī)的出口連接粉煤過濾器的入口，粉煤過濾器的煤粉出口連接煤粉倉，粉煤過濾器的氣體出口連接循環(huán)風(fēng)機(jī)的入口，循環(huán)風(fēng)機(jī)的出口連接分割器的入口，分割器的第一出口連接大氣，分割器的第二出口連接低壓蒸氣加熱器的惰性氣體入口，低壓蒸氣加熱器的惰性氣體出口連接惰性氣體發(fā)生器的入口，惰性氣體發(fā)生器的出口連接磨煤機(jī)的入口。進(jìn)一步地，在分割器與低壓蒸汽加熱器的連接管路上設(shè)有惰性氣體入口。進(jìn)一步地，所述的磨煤機(jī)為帶動(dòng)靜態(tài)分離器的中速磨煤機(jī)。進(jìn)一步地，所述的粉煤過濾器采用防靜電、防結(jié)露和防自燃的袋式除塵器。進(jìn)一步地，在粉煤過濾器出口和惰性氣體發(fā)生器出口設(shè)置有在線氧分析儀。進(jìn)一步地，在粉煤過濾器后的循環(huán)管道中設(shè)置CO在線監(jiān)測(cè)儀。本發(fā)明還提供了一種褐煤磨煤與干燥方法，其特征在于，采用上述的褐煤磨煤與干燥裝置，具體步驟為:將破碎后的褐煤送入流化床干燥器中進(jìn)行干燥，將過熱蒸汽作為流化氣送入流化床干燥器，流化床干燥器的干燥熱源為低壓蒸汽，將流化床干燥器產(chǎn)生的冷凝水排出，將流化床干燥器產(chǎn)生的二次蒸汽和褐煤混合物經(jīng)過除塵器進(jìn)行分離，將除塵器分離出的二次蒸汽一部分經(jīng)過流化風(fēng)機(jī)送入流化床干燥器作為流化氣循環(huán)使用，一部分經(jīng)過增壓風(fēng)機(jī)提高壓力后送入流化床干燥器的蒸汽盤管用于干燥褐煤，最后一部分進(jìn)入低壓蒸汽過熱器用來加熱來自分割器的惰性氣體，干燥后的褐煤與來自于除塵器的褐煤經(jīng)過混合器混合后與來自于惰性氣體發(fā)生器的干燥氣體分別進(jìn)入磨煤機(jī)，干燥后的褐煤在磨煤機(jī)碾磨成煤粉，同時(shí)得到進(jìn)一步的干燥，合格的煤粉和氣體混合物進(jìn)入粉煤過濾器中進(jìn)行分離，分離出的煤粉進(jìn)入煤粉倉，分離出來的氣體經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)入分割器后，一部分放空調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的水分含量，大部分氣體循環(huán)進(jìn)入低壓蒸汽加熱器加熱到合適的溫度后進(jìn)入惰性氣體發(fā)生器，與熱煙氣混合后作為干燥`氣體送入磨煤機(jī)循環(huán)使用。進(jìn)一步地，所述的破碎后的褐煤的水分含量是25-65%，所述的干燥后的褐煤水分含量是8-12% ;所述的低壓蒸汽的壓力為0.5Mpa，干燥溫度為120-150°C。進(jìn)一步地，所述的磨煤機(jī)的干燥氣體入口的氣體溫度為180_400°C，干燥氣體出口的氣體溫度為105-130°C，露點(diǎn)溫度40-80°C。進(jìn)一步地，所述的惰性氣體為氮?dú)?、CO2、低壓蒸汽或者它們的混合氣。更進(jìn)一步地，所述的惰性氣體優(yōu)選為氮?dú)饣蛘逤02。進(jìn)一步地，所述的惰性氣體發(fā)生器的燃料采用氣化產(chǎn)生的合成氣，開工用柴油或者天然氣。進(jìn)一步地，所述的粉煤過濾器出口和惰性氣體發(fā)生器出口的氧含量低于8%。進(jìn)一步地，所述的磨煤機(jī)出口的煤粉的水分為2 %。本發(fā)明中褐煤需要經(jīng)過預(yù)破碎后才能進(jìn)入干燥器，過熱蒸汽用作干燥器的流化介質(zhì)，加快蒸汽和褐煤的傳熱傳質(zhì)，干燥器床層溫度均勻，不會(huì)出現(xiàn)局部過熱而導(dǎo)致褐煤熱解或者自燃；飽和蒸汽通過干燥器中換熱盤管與褐煤間接換熱，換熱后的蒸汽一部分作為冷凝水排放，一部分循環(huán)利用，提高了干燥器的效率；通過調(diào)節(jié)蒸汽流量和壓力參數(shù)可以適應(yīng)不同的褐煤水分的干燥要求；干燥過程采用蒸汽作為流化和換熱介質(zhì)，褐煤在蒸汽這種惰性氣氛中干燥，消除了褐煤在干燥過程中的自燃和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)格控制干燥系統(tǒng)的溫度為120-150°C，褐煤只是發(fā)生單純的物理變化，不會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)分和析出焦油。本發(fā)明中的干燥介質(zhì)是惰性氣體發(fā)生器產(chǎn)生的熱煙氣與惰性氣體的混合氣體，磨煤機(jī)為帶動(dòng)靜態(tài)分離器的中速磨煤機(jī)，所述的中速磨煤機(jī)設(shè)置有密封風(fēng)系統(tǒng)，用于防止煤粉進(jìn)入軸承和軸封，粉煤過濾器采用防靜電、防結(jié)露以及防自燃的除塵器，采用一級(jí)除塵可以簡(jiǎn)化設(shè)備和流程，運(yùn)行阻力小，除塵后的粉塵濃度可以達(dá)到環(huán)保要求；為了防止粉煤過濾器結(jié)露，在粉煤過濾器周圍可設(shè)置保溫和伴熱裝置；惰性氣體發(fā)生器運(yùn)行時(shí)使用鼓風(fēng)機(jī)送來的燃燒空氣和氣化系統(tǒng)產(chǎn)生的馳放氣或者使用柴油或者天然氣，長(zhǎng)明燈和啟動(dòng)點(diǎn)火時(shí)采用LPG ;循環(huán)風(fēng)機(jī)保持該系統(tǒng)的氣體流動(dòng)，循環(huán)風(fēng)機(jī)采用能夠防止磨損的風(fēng)機(jī)。在粉煤過濾器出口和惰性氣體發(fā)生器出口設(shè)置有在線氧分析儀，在線氧分析儀接入DCS控制系統(tǒng)，一旦系統(tǒng)氧含量超過設(shè)定值，補(bǔ)充惰性氣體，達(dá)到降低氧含量的目的，保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全；為了防止煤粉自燃，在粉煤過濾器后的循環(huán)管道中設(shè)置有CO在線監(jiān)測(cè)儀，當(dāng)CO含量超標(biāo)時(shí)，監(jiān)測(cè)儀將進(jìn)行報(bào)警。本發(fā)明適用的煤種范圍寬，尤其適用于高水分褐煤等煤種的干燥與制粉，制備的煤粉粒度分布和含水量適應(yīng)氣化爐的要求，整個(gè)磨煤與干燥系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備少，運(yùn)行阻力小，流程簡(jiǎn)潔，系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、環(huán)保。



圖1為褐煤磨煤與干燥裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。實(shí)施例如圖1所示，為褐煤磨煤與干燥裝置示意圖，所述的褐煤磨煤與干燥裝置由流化床干燥器、混合器、磨煤機(jī)、粉煤過濾器、煤粉倉、循環(huán)風(fēng)機(jī)、分割器、低壓蒸汽加熱氣、惰性氣體發(fā)生器、增壓風(fēng)機(jī)、除塵器和流化風(fēng)機(jī)組成。流化床干燥器的二次蒸汽和褐煤混合物出口連接除塵器的入口，除塵器的褐煤出口連接混合器的入口，除塵器的蒸汽出口連接低壓蒸汽加熱器的蒸汽入口、流化風(fēng)機(jī)的入口和增壓風(fēng)機(jī)的入口，流化風(fēng)機(jī)的出口連接流化床干燥器的流化氣入口，增壓風(fēng)機(jī)的出口連接流化床干燥器的蒸汽盤管，流化床干燥器的干燥褐煤出口連接混合器的入口，混合器的出口連接磨煤機(jī)的入口，磨煤機(jī)的出口連接粉煤過濾器的入口，粉煤過濾器的煤粉出口連接煤粉倉，粉煤過濾器的氣體出口連接循環(huán)風(fēng)機(jī)的入口，循環(huán)風(fēng)機(jī)的出口連接分割器的入口，分割器的第一出口連接大氣，分割器的第二出口連接低壓蒸氣加熱器的惰性氣體入口，低壓蒸氣加熱器的惰性氣體出口連接惰性氣體發(fā)生器的入口，惰性氣體發(fā)生器的出口連接磨煤機(jī)的入口。在分割器與低壓蒸汽加熱器的連接管路上設(shè)有惰性氣體入口，在循環(huán)線路上根據(jù)需要添加一定量的惰性氣體,保證整個(gè)磨煤干燥系統(tǒng)的惰性化。所述的磨煤機(jī)為帶動(dòng)靜態(tài)分離器的中速磨煤機(jī)。所述的粉煤過濾器采用防靜電、防結(jié)露和防自燃的袋式除塵器。在粉煤過濾器出口和惰性氣體發(fā)生器出口設(shè)置有在線氧分析儀，一旦氧氣含量超標(biāo)，添加一定量的惰性氣體，保證整個(gè)磨煤干燥系統(tǒng)的惰性化，控制系統(tǒng)的氧體積含量不超過8%。在粉煤過濾器后的循環(huán)管道中設(shè)置CO在線監(jiān)測(cè)儀，當(dāng)CO含量超標(biāo)時(shí)，監(jiān)測(cè)儀將進(jìn)行報(bào)警。采用上述裝置的褐煤磨煤與干燥方法為:將破碎后的粒度小于30mm的水分含量是30%褐煤送入流化床干燥器中進(jìn)行干燥，將過熱蒸汽作為流化氣送入流化床干燥器，流化床干燥器的干燥熱源為0.5MPa的低壓蒸汽，干燥溫度為130°C，破碎后的褐煤的水分含量是30%，所述的經(jīng)過流化床干燥器干燥后的褐煤水分含量是19% ;將流化床干燥器產(chǎn)生的冷凝水排出，將流化床干燥器產(chǎn)生的二次蒸汽和褐煤混合物經(jīng)過除塵器進(jìn)行分離，將除塵器分離出的二次蒸汽一部分經(jīng)過流化風(fēng)機(jī)送入流化床干燥器作為流化氣循環(huán)使用，一部分經(jīng)過增壓風(fēng)機(jī)提高壓力后送入流化床干燥器的蒸汽盤管用于干燥褐煤，最后一部分進(jìn)入低壓蒸汽過熱器用來加熱來自分割器的惰性氣體，所述的惰性氣體為氮?dú)?，干燥后的褐煤水分含量?0 %，其與來自于除塵器的褐煤經(jīng)過混合器混合后與來自于惰性氣體發(fā)生器的干燥氣體分別進(jìn)入磨煤機(jī)，干燥氣體入口的氣體溫度為280°C，干燥氣體出口的氣體溫度為110°C，露點(diǎn)溫度為60°C ;干燥后的褐煤在磨煤機(jī)碾磨成煤粉，同時(shí)得到進(jìn)一步的干燥，水分含量可以達(dá)到2%，合格的煤粉和氣體混合物進(jìn)入粉煤過濾器中進(jìn)行分離，分離出的煤粉進(jìn)入煤粉倉，分離出來的氣體經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)入分割器后，一部分放空調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的水分含量，大部分氣體循環(huán)進(jìn)入低壓蒸汽加熱器加熱到合適的溫度后進(jìn)入惰性氣體發(fā)生器，與熱煙氣混合后作為干燥氣體送入磨煤 機(jī)循環(huán)使用。惰性氣體發(fā)生器的燃料采用天然氣，點(diǎn)火和長(zhǎng)明燈使用LPG。
權(quán)利要求
1.一種褐煤磨煤與干燥裝置，其特征在于，包括流化床干燥器，流化床干燥器的二次蒸汽和褐煤混合物出口連接除塵器的入口，除塵器的褐煤出口連接混合器的入口，除塵器的蒸汽出口連接低壓蒸汽加熱器的蒸汽入口、流化風(fēng)機(jī)的入口和增壓風(fēng)機(jī)的入口，流化風(fēng)機(jī)的出口連接流化床干燥器的流化氣入口，增壓風(fēng)機(jī)的出口連接流化床干燥器的蒸汽盤管，流化床干燥器的干燥褐煤出口連接混合器的入口，混合器的出口連接磨煤機(jī)的入口，磨煤機(jī)的出口連接粉煤過濾器的入口，粉煤過濾器的煤粉出口連接煤粉倉，粉煤過濾器的氣體出口連接循環(huán)風(fēng)機(jī)的入口，循環(huán)風(fēng)機(jī)的出口連接分割器的入口，分割器的第一出口連接大氣，分割器的第二出口連接低壓蒸氣加熱器的惰性氣體入口，低壓蒸氣加熱器的惰性氣體出口連接惰性氣體發(fā)生器的入口，惰性氣體發(fā)生器的出口連接磨煤機(jī)的入口。
2.如權(quán)利要求1所述的褐煤磨煤與干燥裝置，其特征在于，在分割器與低壓蒸汽加熱器的連接管路上設(shè)有惰性氣體入口。
3.如權(quán)利要求1所述的褐煤磨煤與干燥裝置，其特征在于，所述的磨煤機(jī)為帶動(dòng)靜態(tài)分離器的中速磨煤機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的褐煤磨煤與干燥裝置，其特征在于，所述的粉煤過濾器采用防靜電、防結(jié)露和防自燃的袋式除塵器。
5.如權(quán)利要求1所述的褐煤磨煤與干燥裝置，其特征在于，在粉煤過濾器出口和惰性氣體發(fā)生器出口設(shè)置有在線氧分析儀。
6.如權(quán)利要求1所述的褐煤磨煤與干燥裝置，其特征在于，在粉煤過濾器后的循環(huán)管道中設(shè)置CO在線監(jiān)測(cè)儀。
7.一種褐煤磨煤與干燥方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1所述的褐煤磨煤與干燥裝置，具體步驟為:將破碎后的褐煤送入流化床干燥器中進(jìn)行干燥，將過熱蒸汽作為流化氣送入流化床干燥器，流化床干燥器的干燥熱源為低壓蒸汽，將流化床干燥器產(chǎn)生的冷凝水排出，將流化床干燥 器產(chǎn)生的二次蒸汽和褐煤混合物經(jīng)過除塵器進(jìn)行分離，將除塵器分離出的二次蒸汽一部分經(jīng)過流化風(fēng)機(jī)送入流化床干燥器作為流化氣循環(huán)使用，一部分經(jīng)過增壓風(fēng)機(jī)提高壓力后送入流化床干燥器的蒸汽盤管用于干燥褐煤，最后一部分進(jìn)入低壓蒸汽過熱器用來加熱來自分割器的惰性氣體，干燥后的褐煤與來自于除塵器的褐煤經(jīng)過混合器混合后與來自于惰性氣體發(fā)生器的干燥氣體分別進(jìn)入磨煤機(jī)，干燥后的褐煤在磨煤機(jī)碾磨成煤粉，同時(shí)得到進(jìn)一步的干燥，合格的煤粉和氣體混合物進(jìn)入粉煤過濾器中進(jìn)行分離，分離出的煤粉進(jìn)入煤粉倉，分離出來的氣體經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)入分割器后，一部分放空調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的水分含量，大部分氣體循環(huán)進(jìn)入低壓蒸汽加熱器加熱到合適的溫度后進(jìn)入惰性氣體發(fā)生器，與熱煙氣混合后作為干燥氣體送入磨煤機(jī)循環(huán)使用。
8.如權(quán)利要求7所述的褐煤磨煤與干燥方法，其特征在于，所述的破碎后的褐煤的水分含量是2565%，所述的干燥后的褐煤水分含量是8-12% ;所述的低壓蒸汽的壓力為0.5Mpa，干燥溫度為 120-150°C。
9.如權(quán)利要求7所述的褐煤磨煤與干燥方法，其特征在于，所述的惰性氣體為氮?dú)?、CO2、低壓蒸汽或者它們的混合氣。
10.如權(quán)利要求7所述的褐煤磨煤與干燥方法，其特征在于，所述的粉煤過濾器出口和惰性氣體發(fā)生器出口的氧含量低于8 %。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高水分褐煤磨煤與干燥裝置與方法。所述的褐煤磨煤與干燥裝置，其特征在于，包括流化床干燥器，流化床干燥器連接除塵器，除塵器連接混合器的入口，除塵器連接低壓蒸汽加熱器、流化風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)，流化風(fēng)機(jī)連接流化床干燥器，增壓風(fēng)機(jī)連接流化床干燥器的蒸汽盤管，流化床干燥器連接混合器的入口，混合器連接磨煤機(jī)，磨煤機(jī)連接粉煤過濾器，粉煤過濾器的煤粉出口連接煤粉倉，粉煤過濾器的氣體出口連接循環(huán)風(fēng)機(jī)，循環(huán)風(fēng)機(jī)連接分割器，分割器連接低壓蒸氣加熱器，低壓蒸氣加熱器連接惰性氣體發(fā)生器，惰性氣體發(fā)生器連接磨煤機(jī)。本發(fā)明適用于高水分褐煤等煤種的干燥與制粉，制備的煤粉粒度分布和含水量適應(yīng)氣化爐的要求。
文檔編號(hào)C10L9/08GK103146454SQ20131005270
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月18日
發(fā)明者馬勝, 張建文, 倪建軍, 李平 申請(qǐng)人:上海鍋爐廠有限公司