低阶煤水分资源化利用系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种低阶煤水分资源化利用系统，解决了现有低阶煤干燥中水份和热能回收不足，污染环境的问题。技术方案包括依次连接的旋风分离器、增压系统、脱硫系统、低温热能利用系统、气液分离罐、冷却系统和冷凝水收集系统。本实用新型专利技术能同时充分回收低阶煤干燥后产生的水蒸汽中的水分，对环境友好、具有显著的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
低阶煤水分资源化利用系统
本技术涉及一种低阶煤综合利用领域，具体的说是一种低阶煤水分资源化利用系统。
技术介绍
我国低阶煤资源丰富，以褐煤/次烟煤为代表的低阶煤占55%以上，储量达5612亿吨。近期，新疆新增约2.19万亿吨煤炭储量，也多为次烟煤。低阶煤煤化程度低，毛细孔发达，氧含量高(无水无灰基20 %左右)，内水丰富，全水分高达30-50 %，热值较低，且热稳定性较差，不宜长距离运输，直接作为大规模气化原料又有很大局限性，目前主要用作局部地区动力燃料，开发率较低，仅占全国煤炭产量的4-5%。由于含水量高、能量密度低、易粉化、易自燃导致低阶煤可贮存性能差，运输的经济性差，目前低阶煤的工业利用方式，基本采用就地转化加工的方法。 干燥是低阶煤作为锅炉燃料、气化原料、直接液化原料、热解原料或其他深加工原料的第一步。干燥既是满足下游加工工艺要求的需要，也是降低整个项目能耗和下游装置投资的需要。到目前为止，成功商业化的低阶煤干燥工艺的能量消耗很大。以脱除外表水为目的管式蒸气间接加热干燥过程为例，每脱除I吨水分需要消耗1.42-1.8吨低压蒸汽，相当于原料低阶煤的4%以上的热值是用于自身的水分脱除。此外，干燥过程中产生的大量水蒸气一般与废气或空气混合直接排入大气，这会加重环境污染。然而，考虑到低阶煤中水含量较高，而且在富产低阶煤的地区水资源往往非常珍贵，若能有效回收宝贵的水资源，同时充分利用水蒸气中的热量，这对于提高煤加工过程中能量利用效率，缓解现代煤化工工业发展与水资源短缺的矛盾具有重要的实际意义。 目前，低阶煤中水分资源化利用的公开报道较少，但近期已成为研究人员的关注热点，与此相关的研究报道如下: 德国RWE Power公司提出了两种WTA工艺，在一种工艺方案中，干燥褐煤产生的水蒸气，一部分返回流化床干燥器作为干燥热源，排出的冷凝水可预热未干燥的褐煤，另一部分洁净蒸汽可作为流化介质，该工艺系统中需要额外的空气压缩过程，这意味着需要消耗高品位的机械功，降低了能量的综合利用效率；在另一种工艺方案中，一部分蒸汽全凝用于预热锅炉给水，剩余部分排空，在该工艺系统中蒸汽汽化潜热并没有完全回收利用，多余部分排空造成能量浪费。 中国专利(CN 103575068A)公开了一种褐煤干燥水回收及干燥尾气再循环利用系统，在该工艺过程中，干燥尾气在喷水室内与冷水直接进行接触式热湿交换，并在喷水室下部设有的冷凝水回收池中回收干燥尾气中的水分。采用直接接触式热湿交换，水回收效率高，而且专利中也报道了回收水后低温低湿烟气的后续提质利用，但是并未考虑充分回收利用干燥烟气中水蒸气中的热量。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种系统简单，能同时充分回收低阶煤干燥后产生的水蒸汽中的水分及热能的低阶煤水分资源化利用系统。 本技术系统包括依次连接的旋风分离器、增压系统、脱硫系统、低温热能利用系统、气液分尚te、冷却系统和冷凝水收集系统。 所述旋风分离器下方设有收集池，所述收集池经过滤机与冷凝水收集系统连接。 所述低温热能利用系统为以有机工质为循环介质的低温发电单元、或溴化锂吸收式制冷单元、或低温机械做功单元中的至少一种。 所述工艺方法的技术方案为:将低阶煤干燥后的水蒸汽送入旋风分离器脱除固体颗粒和扰动形成的水滴，除尘后的水蒸汽经增压系统增压后进入脱硫系统脱除含硫组分，脱硫后的水蒸汽送入低温热能利用系统回收蒸汽中的低温热能，然后进入气液分离罐分离出不凝气体和液态水，所述液态水经冷却系统降温后送入冷凝水收集系统，所述冷凝水收集系统中的冷凝水中含尘量<5ppm(质量百分数)。 所述旋风分离器下方设有收集池，经旋风分离器脱除的含尘水过滤机分离出含碳滤饼和含尘量<5ppm的洁净回收水，所述洁净回收水送入所述冷凝水收集系统中。 所述低温热能利用系统为以有机工质为循环介质的低温发电单元、或溴化锂吸收式制冷单元、或低温机械做功单元中的至少一种。 所述低温热能利用系统的蒸汽入口温度为60-260°C。 所述增压系统的进口压力为常压_500kpag，出口压力为20kpag_1000kpag。 本技术系统包括依次连接的旋风分离器、增压系统、脱硫系统、低温热能利用系统、气液分尚te、冷却系统和冷凝水收集系统。 所述旋风分离器下方设有收集池，所述收集池经过滤机与冷凝水收集系统连接。 所述低温热能利用系统为以有机工质为循环介质的低温发电单元、或溴化锂吸收式制冷单元、或低温机械做功单元中的至少一种。 针对
技术介绍
中存在的问题，专利技术人对现有干燥后的水蒸汽的处理方法进行改进，由于低阶煤干燥过程中产生的水蒸汽中除含尘外，还含有干燥过程中气流波动形成的凝析水，若不除去则会影响后续脱硫及低温热能利用，因此先将水蒸汽送入旋风除尘器中除去凝析水及大颗料物，分离出的含尘水由旋风除尘器下部流出。 经除尘后的水蒸汽送入增压系统进一步增压，以提高水蒸气能量，弥补管路压降损失。所述增压系统可以采用压缩机或风机等增压设备，具体选择可根据进入界区压力大小来确定，增压系统的进口压力为常压_500kpag，出口压力为20kpag-1000kpag。 由于水蒸汽中还含有硫化物，这些硫化物会对后续设备和装置带来严重的腐蚀问题，也不利于水的回用和环境保护，因此增压后的水蒸汽需要再进入脱硫塔中脱硫，所述脱硫塔中装有可再生循环利用的脱硫剂，所述脱硫剂粒度为1_20_，形状优选圆柱状或球状。脱硫后的水蒸汽中S浓度低于0.1ppm,满足后续工艺的要求。 脱硫后的水蒸汽中含有低温热能，这部分能量过去没有得到很好的应用，往往直接排空或冷凝，专利技术人在此设计了低温热能利用系统以回收这部分低温热能，具体的所述低温热能利用系统可以为低温发电单元、低温制冷单元或低温机械做功单元，可获得用于向系统外输出电能、冷量或机械功。系统入口的物流温度在60-260°C之间，出口气体/液体温度由选择的低温热能利用系统决定，低温温度在40-80°C之间，实现低温余热的回收利用，减少能量损失。 所述低温发电单元例如可以采用有机工质作为循环工质的低温双螺杆膨胀机发电系统，该系统结构简单，占地面积小，自动化程度高，热电转化效率高，低温范围宽，可以尽可能多的回收低温余热，入口低温可以达到60-80°C ;所述低温制冷单元，可以选择以溴化锂水溶液为工质的吸收式制冷机，不仅能够满足60°C以上低温余热的制冷利用要求，而且产生的低温冷水可用于需要低温度操作但传统循环水又无法实现的工段，保证或改善产品的质量。所述低温机械做功是指通过蒸汽透平机等设备带动压缩机、风机等动力机械将余热转化为机械能直接输出对外做功，若该单元出口蒸汽温度在100°C以上，低于100°C的水热量还可以进一步利用，如与低温发电单元串联使用等，以实现余热梯级利用，提高整个低阶煤干燥处理装置的能量利用效率。 经低温热能系统利用后的蒸汽中还含有不凝气，因此需送入气液分离罐分离出不凝气体和液态水，由于前期进行除尘和脱硫，因此回收的液态水经冷却系统降温后含尘量<5ppm的洁净水。所述所液分离罐分离出的不凝气体可根据碳含量，可选择直接排空，或作为干燥热风炉的补充燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低阶煤水分资源化利用系统，其特征在于，包括依次连接的旋风分离器、增压系统、脱硫系统、低温热能利用系统、气液分离罐、冷却系统和冷凝水收集系统。

【技术特征摘要】
1.一种低阶煤水分资源化利用系统，其特征在于，包括依次连接的旋风分离器、增压系统、脱硫系统、低温热能利用系统、气液分离罐、冷却系统和冷凝水收集系统。2.如权利要求1所述的低阶煤水分资源化利用系统，其特征在于，所述旋风分离器下...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈风敬，卢文新，夏吴，张大州，王志刚，游伟，桂磊，
申请(专利权)人：中国五环工程有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42