[發明專利]一種利用中低溫太陽能熱耦合褐煤預干燥的節能系統

在審

• 申請號: 202011176971.3
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112304053A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 王遠;王慧青;趙永堅;查瓊亮;梁麗萍
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F26B11/04
• 分類號: F26B11/04;F26B23/10;F26B25/00;F24S10/30;F24S20/20;F24S23/74;F24S60/10;F24S60/30;F22B1/00;F22B1/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種利用中低溫太陽能熱耦合褐煤預干燥的節能系統，包括槽式太陽能集熱器系統、熱交換裝置和蒸汽間接滾筒式干燥機；其中，通過槽式太陽能集熱器系統吸收太陽能并實現光熱轉換，加熱集熱管內的導熱流體并存放在高溫儲熱裝置中，之后導熱流體進入熱交換裝置中將水加熱成低溫飽和蒸汽，以飽和蒸汽作為干燥熱源，進入蒸汽間接滾筒式干燥機，對褐煤進行預干燥，系統中產生的乏氣利用發電機組現有的冷源進行水分、余熱的回收。本發明利用可再生、清潔的太陽能并使用成本較低的槽式太陽能集熱器系統獲取飽和蒸汽以預干燥褐煤，其中產生的乏汽通過發電機組現有設備進行能源回收，具有較好的經濟性與發展潛力。

技術領域

本發明屬于火力發電領域，具體涉及一種利用中低溫太陽能熱耦合褐煤預干燥的節能系統。

背景技術

褐煤是目前煤炭資源中占比較大的一種煤，約占世界煤炭儲量的40％左右，在我國褐煤儲量同樣較大，約為煤炭總儲量的23％左右。隨著目前可利用資源的逐漸減少以及優質煤種消耗量不斷地增大，如何高效利用褐煤是各國研究的重點。

褐煤是煤化程度最低的礦產煤，具有揮發分高、水分高、易自燃等特點。在生產利用中，由于褐煤較高的含水率導致輸煤系統經常發生堵塞，進而導致運輸成本增加；同時由于其熱值較低，熱穩定性較差，降低了發電系統的經濟性與適應性，因此褐煤的高效利用具有重要的工程應用價值。

通過干燥處理，褐煤的水分含量大幅降低，同時能夠破壞其內部的孔隙結構，毛細作用減小，低位發熱量提高，是一種簡單、高效的提質方式，既能提高褐煤的運輸效率，也可以提高機組的發電效率，并有效減少褐煤直接燃燒產生的污染排放，對于提高褐煤的使用效率具有重要意義。

目前常用的褐煤干燥提質技術有以下幾種：

1)潔凈蒸汽低溫間接干燥技術，利用蒸汽作為熱源，采用回轉式列管間接干燥機為主設備進行干燥，其原理是褐煤在干燥機內與眾多換熱管內的蒸汽換熱，使褐煤中的水分得以快速蒸發，達到干燥的目的。這種工藝系統可以連續穩定地運行，技術相對較為成熟，易除冷凝與回收，排放較低。但是，由于使用鍋爐蒸汽進行干燥，因此消耗蒸汽量較大，熱利用效率較低，且結構復雜，設備成本較高。

2)煙氣直接干燥技術，使用熱煙氣作為熱源對褐煤進行干燥，由于煙氣溫度較高且褐煤的燃點較低，因此這種技術的安全性較差，同時煙氣溫度不易控制，可操作性較差。另一方面，由于煙氣直接干燥技術的尾氣量大，成分復雜，污染物排放難以控制，技術目前還不成熟暫時無法實際應用。

3)非蒸發干燥技術，這種技術是利用壓力與溫度使煤內部結構破裂收縮，從而去除水分，雖然能夠節約水分蒸發的汽化潛熱、減少褐煤燃燒時的灰沉積，但是需要較高的溫度與壓力，實際運行中難以實現。

太陽能因其取之不盡、清潔無污染等特點已經成為目前最有發展潛力的新能源，受到近年來各國學者的廣泛研究。槽式太陽能集熱器系統的結構簡單，成本較低，是一種相對較成熟的太陽能利用技術，它是利用拋物面型反射鏡反射太陽光線，將光線聚焦到真空集熱管上，從而將能量傳遞給管內的導熱油或熔融鹽等導熱流體，之后對高溫導熱流體進行后續利用。

發明內容

本發明的目的在于針對在現有褐煤預干燥技術的基礎上，提供了一種利用中低溫太陽能熱耦合褐煤預干燥的節能系統。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種利用中低溫太陽能熱耦合褐煤預干燥的節能系統，包括槽式太陽能集熱器系統、熱交換裝置和蒸汽間接滾筒式干燥機；其中，槽式太陽能集熱器系統與熱交換裝置形成導熱流體循環系統，蒸汽間接滾筒式干燥機與熱交換裝置形成熱循環系統，通過槽式太陽能集熱器系統實現光熱轉換并加熱導熱流體，通過高溫導熱流體將水加熱以獲得低溫飽和蒸汽，以飽和蒸汽作為干燥熱源，進入蒸汽間接滾筒式干燥機對高水分褐煤進行預干燥，系統產生的乏氣利用發電機組現有的冷源進行水分回收與余熱回收。