[發明專利]可燃顆粒干燥系統

有效

• 申請號: 201680054217.8
• 申請日: 2016-09-16
• 公開（公告）號: CN108368444B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 大衛·基貝爾
• 申請（專利權）人: 歐姆尼斯熱技術有限責任公司
• 主分類號: F26B23/02
• 分類號: F26B23/02;F26B3/14;F26B3/06;C10L9/00;C10L9/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫紀泉

可燃顆粒干燥系統包括無閥脈沖燃燒器和干燥塔。干燥塔包括第一干燥區域和可選的第二干燥區域。第一干燥區域接收來自脈沖燃燒器的加熱的干燥氣體，以干燥向下流過干燥塔的一定量的潮濕顆粒。來自第一干燥區域的含水分的廢氣被冷凝器處理以除去水并從中回收熱能，并產生冷卻的干燥廢氣，其可通過穿過脈沖燃燒器周圍的護套而被再加熱。被再加熱的干燥氣體被引入第二干燥區域以進一步干燥顆粒。第二干燥區域優選為向下擴張的圓錐形構造。干燥塔包括多個溫度傳感器。相鄰的溫度傳感器可以用于確定干燥塔內的顆粒的水平。可燃顆粒優選為煤顆粒。

技術領域

本公開涉及用于干燥可燃顆粒的系統和方法，所述可燃顆粒是例如包含煤粒子的顆粒，該系統和方法供有效干燥并保持可燃顆粒的完整性。所公開的顆粒干燥系統使用無閥脈沖燃燒器。

背景技術

需要干燥諸如顆粒狀煤的顆粒狀可燃材料、固體碳燃料和其它固體燃料原料的一種有效方法。常規的現有技術的干燥器，例如旋轉筒和流化床干燥器，通常允許或引起可能導致顆粒降解和粉塵形成的顆粒之間的相當大量的相對運動。煤塵易爆，難以控制。因此，需要一種干燥器，其限制正在干燥的可燃顆粒的相對運動，從而限制顆粒降解和粉塵形成。

常規的干燥器，例如流化床，通常需要間接燃燒并提供二次氣體供應(例如N₂)以允許在惰性或低氧環境中干燥，所述惰性或低氧環境不會點燃或允許點燃被干燥的顆粒。

如顆粒狀煤粒子的可燃顆粒通常具有約20％-30％重量的初始含水量。理想的是將顆粒干燥至約2％重量的最終含水量。

在本領域中提供用于干燥可燃顆粒的有效系統和方法將是極大的進步。提供限制顆粒降解和可燃粉塵形成的干燥過程將是一個進一步的進步。

發明內容

本公開涉及用于干燥可燃顆粒的系統和方法。所公開的系統和方法特別適用于但不限于干燥煤顆粒。

一種非限制性顆粒干燥系統包括無閥脈沖燃燒器以提供加熱的干燥氣體的源。加熱的干燥氣體被引導至干燥塔。干燥塔包括含有氣體入口和氣體出口的第一干燥區域。氣體入口接收加熱的干燥氣體，氣體出口排出含有水分的廢氣。氣閘開口設置在第一干燥區域的頂部，潮濕顆粒通過第一干燥區域的頂部被引入第一干燥區域以在第一干燥區域內形成潮濕顆粒床。閘閥出口設置在第一干燥區域的底部，干燥或部分干燥的顆粒通過所述第一干燥區域的底部離開第一干燥區域。

無閥脈沖燃燒器不僅提供加熱的干燥氣體，而且還產生壓力脈沖形式的聲能源。脈沖燃燒熱的使用提高了干燥速率，這對于干燥顆粒內具有高水分擴散阻擋層的顆粒狀材料特別重要。脈沖燃燒允許以比常規穩態干燥技術高200％-300％的速率進行干燥。由于無閥脈沖燃燒器可以以接近或等于1.0的當量比工作，所以脈沖燃燒還減少了排放到大氣中的空氣的總體積。

使用無閥脈沖燃燒器的另一個優點是能夠燃燒單獨的或懸浮在載體流體中的細分的固體燃料。因此，無閥脈沖燃燒器干燥器可以使用諸如粉煤的低成本燃料源工作。粉煤可以懸浮在載體流體中。載體流體可以是惰性的或反應性的。載體流體可以是液體或氣體。載體流體本身可以任選地是燃料源。載體流體可以任選地含有氧化劑。

加熱的干燥氣體優選以與潮濕的可燃顆粒相同的方向引導至干燥塔。因此，干燥系統作為并流或共流系統工作，而不是作為更傳統的逆流干燥系統工作。結果，干燥顆粒不會過熱。

由于干燥顆粒集中地行進通過干燥塔，相鄰顆粒之間的相對運動幾乎為零，所公開的干燥系統不會像在常規干燥器中所發生的程度那樣導致顆粒降解和可燃性粉塵形成。

在一個非限制性實施例中，所公開的顆粒干燥系統可以進一步包括氣體-氣體冷凝熱交換器。冷凝熱交換器接收含水分的廢氣，其優選處于或接近水分飽和狀態，并且通過冷凝來自廢氣的水蒸氣來提取潛熱和顯熱，以產生冷卻的干燥廢氣。熱交換介質可以是環境空氣，在進入用于干燥可燃顆粒的系統之前，回收的低溫能量可用于預干燥和調節或硬化來自顆粒擠出機的潮濕顆粒。