[發明專利]高揮發分粉煤制備與干燥工藝的控制系統及方法

有效

• 申請號: 201811239250.5
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109340809B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 葛衛學;祝留剛
• 申請（專利權）人: 東華工程科技股份有限公司
• 主分類號: F23K3/02
• 分類號: F23K3/02;F23K1/00;F26B21/08;F26B21/14;F26B25/22;C10L5/36
• 代理公司: 34114 合肥金安專利事務所(普通合伙企業)
• 代理人: 戴明虎

本發明公開了高揮發分粉煤制備與干燥工藝的控制系統及方法，包括原煤倉，所述原煤倉的出料口設有稱重給煤機，所述稱重給煤機的輸出端與磨煤機的進料口連接，所述磨煤機的頂部出料口通過管道與煤粉收集器的進料口連通，所述磨煤機的進風口與熱風爐的出風口通過管道連接，所述熱風爐的進風口與煤粉收集器的出風口之間設有循環風機，所述熱風爐出風口與磨煤機進風口連接的管道上還設有低壓氮氣管道和干燥新鮮氣管道；所述控制系統還包括相對濕度控制單元、氧含量控制單元和輔助控制單元。本發明較傳統的生產工藝更加高效節能，同時降低了對環境的污染。

技術領域

本發明涉及粉煤生產技術領域，尤其涉及高揮發分粉煤制備與干燥工藝的控制系統及方法。

背景技術

全世界的褐煤地質儲量約為4萬億噸，占全球煤炭儲量的40％，但是褐煤具有結構疏松、揮發分高、水分高、發熱量低、不宜輸送的特點。因此，褐煤利用主要應用于：就近轉化成電能向外輸送；就近氣化或液化轉化成化工產品；進行干燥等提質工藝，提高褐煤品質后外送。而在以上幾種領域中，都廣泛應用煤的制粉、干燥工藝，但目前現有的煤的制粉、干燥技術手段都存在一定的局限性。

(1)電站中速磨煤機直吹式制粉系統

直接將經空氣預熱器的熱空氣與中速磨原煤進行熱交換，并將干燥后的煤粉連帶干燥產生的水蒸汽直接吹入鍋爐中一并燃燒。此工藝技術存在以下方面的局限性：

1)未對干燥后的煤粉含水率進行監測，處理不同含水率的原煤，干燥后的煤粉含水率難以控制在規定指標內。

2)未設置干燥系統的氧氣含量監測和消防保護措施，僅適用揮發分低、燃點高，相對穩定的煤種，且直接正壓吹送入爐燃燒。當需要對于褐煤等揮發分高的易自燃煤種進行干燥，并收集并貯存時，此工藝技術發生燃爆的風險大，難以適用。

(2)現行煤化工生產領域的煤粉制備、干燥技術

采用保持循環氣系統的溫度(例控制溫度105℃)的方法，要求惰性氣體發生器(熱風爐)不斷產熱，維持循環氣系統的溫度，且惰性循環氣系統的氧含量、絕對水分的監測與控制設施分別獨立設置。隨著工廠對節能、減排要求的日益迫切，此工藝技術存在以下局限性：

1)保持循環氣系統的溫度(例控制溫度105℃)，在設計操作范圍工況下造成惰性氣體發生器(熱風爐)產熱過剩，過剩熱量約占實際干燥需要熱量的25％。

2)氧氣、水分的監測與控制設施獨立設置，當系統消防補氮時，仍保持循環惰性氣系統溫度不變，造成熱能額外損耗；當循環惰性氣系統水分超標，系統直接補充新鮮干燥氣，而為了保持系統溫度，又造成熱能的額外浪費。

3)以循環惰性氣系統絕對水分為控制指標，當系統新鮮干燥氣的增加，為了保證系統平衡，系統尾氣排放量亦會增加，例如當該絕對水分控制在200g/kg時，年均尾氣增加排放約30％。

4)生產干燥負荷波動，進入系統的新鮮干燥氣量波動，進而造成系統氧氣含量值波動，使消防充氮氣系統聯鎖頻繁動作，系統穩定性差。

5)干燥后成品煤粉采用離線、分批次的化驗方式，產品指標不自動控制工藝生產，難以保證成品煤粉的含水率持續達標。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了高揮發分粉煤制備與干燥工藝的控制系統及方法，針對褐煤等高揮發煤種的制粉、干燥、提質過程，實現高效利用惰性氣熱源與惰性氣介質，節約熱能和降低廢氣的排放，并穩定控制系統含氧量，消除燃爆的可能，提高系統運行的安全可靠性，該方法可廣泛應用于褐煤氣化制合成氣、褐煤液化、褐煤提質、褐煤脫水發電等諸多領域。