[實用新型]低階煤水分資源化利用系統

有效

• 申請號: 201420602983.1
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN204085143U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 陳風敬;盧文新;夏吳;張大州;王志剛;游偉;桂磊
• 申請（專利權）人: 中國五環工程有限公司
• 主分類號: F26B25/00
• 分類號: F26B25/00;B01D45/12
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

技術領域

本實用新型涉及一種低階煤綜合利用領域，具體的說是一種低階煤水分資源化利用系統。

背景技術

我國低階煤資源豐富，以褐煤/次煙煤為代表的低階煤占55％以上，儲量達5612億噸。近期，新疆新增約2.19萬億噸煤炭儲量，也多為次煙煤。低階煤煤化程度低，毛細孔發達，氧含量高(無水無灰基20％左右)，內水豐富，全水分高達30-50％，熱值較低，且熱穩定性較差，不宜長距離運輸，直接作為大規模氣化原料又有很大局限性，目前主要用作局部地區動力燃料，開發率較低，僅占全國煤炭產量的4-5％。由于含水量高、能量密度低、易粉化、易自燃導致低階煤可貯存性能差，運輸的經濟性差，目前低階煤的工業利用方式，基本采用就地轉化加工的方法。

干燥是低階煤作為鍋爐燃料、氣化原料、直接液化原料、熱解原料或其他深加工原料的第一步。干燥既是滿足下游加工工藝要求的需要，也是降低整個項目能耗和下游裝置投資的需要。到目前為止，成功商業化的低階煤干燥工藝的能量消耗很大。以脫除外表水為目的管式蒸氣間接加熱干燥過程為例，每脫除1噸水分需要消耗1.42-1.8噸低壓蒸汽，相當于原料低階煤的4％以上的熱值是用于自身的水分脫除。此外，干燥過程中產生的大量水蒸氣一般與廢氣或空氣混合直接排入大氣，這會加重環境污染。然而，考慮到低階煤中水含量較高，而且在富產低階煤的地區水資源往往非常珍貴，若能有效回收寶貴的水資源，同時充分利用水蒸氣中的熱量，這對于提高煤加工過程中能量利用效率，緩解現代煤化工工業發展與水資源短缺的矛盾具有重要的實際意義。

目前，低階煤中水分資源化利用的公開報道較少，但近期已成為研究人員的關注熱點，與此相關的研究報道如下：

德國RWE?Power公司提出了兩種WTA工藝，在一種工藝方案中，干燥褐煤產生的水蒸氣，一部分返回流化床干燥器作為干燥熱源，排出的冷凝水可預熱未干燥的褐煤，另一部分潔凈蒸汽可作為流化介質，該工藝系統中需要額外的空氣壓縮過程，這意味著需要消耗高品位的機械功，降低了能量的綜合利用效率；在另一種工藝方案中，一部分蒸汽全凝用于預熱鍋爐給水，剩余部分排空，在該工藝系統中蒸汽汽化潛熱并沒有完全回收利用，多余部分排空造成能量浪費。

中國專利(CN?103575068A)公開了一種褐煤干燥水回收及干燥尾氣再循環利用系統，在該工藝過程中，干燥尾氣在噴水室內與冷水直接進行接觸式熱濕交換，并在噴水室下部設有的冷凝水回收池中回收干燥尾氣中的水分。采用直接接觸式熱濕交換，水回收效率高，而且專利中也報道了回收水后低溫低濕煙氣的后續提質利用，但是并未考慮充分回收利用干燥煙氣中水蒸氣中的熱量。

發明內容

本實用新型的目的是為了解決上述技術問題，提供一種系統簡單，能同時充分回收低階煤干燥后產生的水蒸汽中的水分及熱能的低階煤水分資源化利用系統。

本實用新型系統包括依次連接的旋風分離器、增壓系統、脫硫系統、低溫熱能利用系統、氣液分離罐、冷卻系統和冷凝水收集系統。

所述旋風分離器下方設有收集池，所述收集池經過濾機與冷凝水收集系統連接。

所述低溫熱能利用系統為以有機工質為循環介質的低溫發電單元、或溴化鋰吸收式制冷單元、或低溫機械做功單元中的至少一種。

所述工藝方法的技術方案為：將低階煤干燥后的水蒸汽送入旋風分離器脫除固體顆粒和擾動形成的水滴，除塵后的水蒸汽經增壓系統增壓后進入脫硫系統脫除含硫組分，脫硫后的水蒸汽送入低溫熱能利用系統回收蒸汽中的低溫熱能，然后進入氣液分離罐分離出不凝氣體和液態水，所述液態水經冷卻系統降溫后送入冷凝水收集系統，所述冷凝水收集系統中的冷凝水中含塵量<5ppm(質量百分數)。

所述旋風分離器下方設有收集池，經旋風分離器脫除的含塵水過濾機分離出含碳濾餅和含塵量<5ppm的潔凈回收水，所述潔凈回收水送入所述冷凝水收集系統中。

所述低溫熱能利用系統為以有機工質為循環介質的低溫發電單元、或溴化鋰吸收式制冷單元、或低溫機械做功單元中的至少一種。

所述低溫熱能利用系統的蒸汽入口溫度為60-260℃。

所述增壓系統的進口壓力為常壓-500kpag，出口壓力為20kpag-1000kpag。

本實用新型系統包括依次連接的旋風分離器、增壓系統、脫硫系統、低溫熱能利用系統、氣液分離罐、冷卻系統和冷凝水收集系統。

所述旋風分離器下方設有收集池，所述收集池經過濾機與冷凝水收集系統連接。