[發(fā)明專利]一種褐煤提質(zhì)干燥能源綜合利用的系統(tǒng)及方法

無效

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• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN103307891A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉猛;段鈺鋒;馬貴林
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F26B3/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種褐煤提質(zhì)干燥領(lǐng)域，具體涉及一種褐煤干燥能源回收系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)無需借助外部熱源，引入了熱泵技術(shù)，充分利用和回收了褐煤提質(zhì)過程中的低品位熱量，特別適用于含水率高的褐煤的提質(zhì)干燥。

背景技術(shù)

我國已探明的褐煤保有儲量中，以內(nèi)蒙古東北部地區(qū)最多，約占全國褐煤保有儲量的3/4，以云南省為主的西南地區(qū)的褐煤儲量約占全國的1/5，東北、華東和中南地區(qū)的褐煤僅占全國的5%左右。褐煤時煤化程度最低的一種煤，褐煤的孔隙率高，反應性強，煤中的含氧量大約為15%～30%，大部分以含氧官能團的形式存在，以酚羥基、羧基和羰基為主。褐煤的含水率很高約為30%～60%，揮發(fā)分高于37%。褐煤的熱值低、易自然，不適于遠途運輸，這些缺點限制了褐煤的廣泛運用。

對褐煤等低階煤進行脫水提質(zhì)，提高煤階，解決長途運輸困難等問題可使其經(jīng)濟價值增加。目前，低階煤的干燥技術(shù)分為蒸發(fā)干燥和非蒸發(fā)脫水提質(zhì)。蒸發(fā)干燥工藝將煤中的水以氣態(tài)的形式除去，而非蒸發(fā)干燥工藝則是將煤中的水以液態(tài)形式脫除。常用的方法有熱煙氣干燥（如CN101294765A、CN102965168A、CN102175030B等）、蒸汽干燥（如CN101498546）、太陽能干燥、HTD法、有機溶劑脫水、機械熱壓法干燥等手段，國內(nèi)較為成熟的商業(yè)運營的有回轉(zhuǎn)滾筒干燥機干燥、流化床干燥等。

目前現(xiàn)有褐煤干燥技術(shù)大多能耗較高，缺少廢熱回收利用的裝置（如：CN102965168A、CN102175030B、CN102759260A、CN101260307A），有的褐煤干燥綜合利用系統(tǒng)大多系統(tǒng)非常復雜，難以實現(xiàn)（如：CN102925243A、CN202242579U、CN200975664Y）；甚至有的成熟工藝采用燃氣產(chǎn)生的熱煙氣干燥褐煤，高品位熱能能耗很大且利用率低。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，本發(fā)明在流化床干燥器的基礎(chǔ)上，利用熱泵系統(tǒng)和熱風爐構(gòu)建一種褐煤提質(zhì)干燥能源綜合利用的系統(tǒng)，能夠有效降低褐煤干燥的能耗系統(tǒng)，無需借助消耗外部熱源；充分利用熱風爐高溫灰渣和干燥好的成品煤的余熱以及乏氣中蒸汽的凝結(jié)潛熱進行余熱回收；另外本發(fā)明將廢物綜合利用，利用乏氣冷卻器產(chǎn)生的凝結(jié)水和低溫灰渣制備灰渣漿，無廢水固廢產(chǎn)生。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種褐煤提質(zhì)干燥能源綜合利用的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：熱風爐、飛灰分離器、原煤破碎機、預干燥器、流化床干燥器、旋風分離器、尾氣處理裝置以及熱泵系統(tǒng)，

熱風爐煙氣出口與飛灰分離器進氣口相連接，飛灰分離器下端灰渣出口與高溫灰冷卻器相連，潔凈煙氣出口與流化床干燥器干燥風進口相連，流化床干燥器煙氣出口與旋風分離器的進口相連，流化床干燥器的物料出口依次和成品煤降溫器的進口、褐煤篩分裝置的進口相連，篩分出的細煤顆粒送入熱風爐中燃燒，流化床干燥器的尾部旋風分離器細粉出口與熱風爐的進口相連，細粉由給粉機送入爐膛燃燒，旋風分離器煙氣出口與管殼式乏氣換熱器的進相連，乏氣換熱器的乏氣出口與尾氣處理裝置的進口相連；

熱泵系統(tǒng)中，乏氣換熱器工質(zhì)出口依次和成品煤降溫器工質(zhì)進口、灰渣冷卻器工質(zhì)進口、壓縮機工質(zhì)進口、預干燥器工質(zhì)進口相連，預干燥器工質(zhì)出口連接膨脹閥，膨脹閥和乏氣換熱器工質(zhì)進口相連，形成循環(huán)。

優(yōu)選的，乏氣換熱器采用間壁式換熱器，乏氣在殼程熱泵工質(zhì)在管程，在乏換熱器下方布置蓄水池收集凝結(jié)水，高溫灰換熱器、預干燥器、成品煤降溫器都采用間壁式換熱器。

優(yōu)選的，熱風爐燃燒所需的燃料來自于成品褐煤中篩分所產(chǎn)生的小于2mm的小顆粒以及流化床干燥器后旋風分離器所產(chǎn)生的細煤顆粒。

本發(fā)明還提供了一種褐煤提質(zhì)干燥能源綜合利用的方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：熱風爐中煤粉燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣，首先經(jīng)過飛灰分離器，經(jīng)分離處理后的潔凈煙氣進入流化床干燥器中深度干燥褐煤；

步驟2：干燥后的成品褐煤進行篩分，大于2mm的顆粒送入到儲煤倉中，小于2mm的顆粒直接送入到熱風爐內(nèi)進行焚燒；

步驟3：流化床干燥器的尾氣進入旋風分離器中分離出細煤粉直接反送回熱風爐中燃燒，旋風分離器出口的尾部煙氣則進入乏氣換熱器中，其中煙氣中水蒸氣冷卻為冷凝水，乏氣換熱器出口乏氣中不凝結(jié)氣體經(jīng)處理達標后排放；

步驟4：從飛灰分離器分離出來的高溫飛灰經(jīng)高溫灰冷卻器換熱后變?yōu)榈蜏仫w灰，乏氣換熱器中的冷凝水經(jīng)水泵抽送進入灰渣漿攪拌存儲罐中與低溫灰渣成漿，所形成灰渣漿用于制磚；