带外部加压的热动力流态化蒸发分离装置及工艺，包括蒸发器、设置在所述蒸发器上的换热器、与所述换热器相连接的热源和与所述蒸发器相连接的辅助外部加压装置，固体湿物料进入所述蒸发器内，通过与所述换热器内换热介质间接换热，湿物料中的湿分被蒸发，以气态的形式从固体湿物料中分离，生成二次蒸气，生成的二次蒸气和辅助外部加压装置输入的补充气体混合后从蒸发器内部自下而上溢出。本发明专利技术在整个蒸发分离过程中，在蒸发器流化床段内实现了湿物料恒速干燥阶段的高效快速除湿，在蒸发器移动床段内维持了湿物料降速干燥阶段的低能耗深度脱湿，从而使整个蒸发分离过程能量消耗匹配最优化，过程节能、高效。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种将湿物料中的湿分分离的带外部加压的热动力流态化蒸发分离 装置，并同时涉及一种带外部加压的热动力流态化蒸发分离工艺。
技术介绍
工业生产中，有很多种类高湿物料所含湿分需要降低至较低湿分含量，W褐煤为 例，无论是燃烧、运输或者是为满足煤化工工艺要求，都经常需要将初水分为30% - 60%的 褐煤干燥至终水分为3% - 5%的褐煤产品。 常规的干燥高湿物料的设备和方法是采用；A)热烟气作为热源直接加热物料，或 B)热蒸汽作为热源间接加热物料。前者由于受物料挥发份高，或受进风温度的影响，对于燃 点低的物料(例如褐煤）容易起火燃烧，存在安全隐患；后者采用间接加热，蒸汽的热值高， 工艺安全可靠。 但是，由于大多数湿物料，如褐煤等，其干燥过程分为两个阶段，即恒速干燥阶段 和降速干燥阶段。湿物料在恒速干燥阶段采用CN101581533A的技术方案时干燥效率较 高；但在降速干燥阶段，由于干燥速率主要取决于水分在物料内部的迁移速率，如果继续 CN101581533A的技术方案，由于湿物料的运动状态对其脱水速率影响不大，同时还要将褐 煤该类待干燥的物料通过较高能耗维持在"流态化"的状态之下，造成生产单位产品能耗较 高的问题。 因此，从干燥方法的安全性、经济性和高效性角度来看，实有必要针对如褐煤该类 湿物料的干燥特性规律设计一种新的湿分分离设备和分离方法，实现湿物料在恒速干燥阶 段的高效快速除湿，和在降速干燥阶段的低能耗深度脱湿，来降低生产单位产品的能量消 耗。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供的一种节能、高 效带外部加压的热动力流态化蒸发分离装置及工艺。 按照本专利技术提供的一种带外部加压的热动力流态化蒸发分离装置，包括蒸发器、 设置在所述蒸发器上的换热器、与所述换热器相连接的热源和与所述蒸发器相连接的辅助 外部加压装置，其特征在于：符合一定粒度要求的固体湿物料进入所述蒸发器内，通过与所 述换热器内换热介质间接换热，湿物料中的湿分被蒸发，W气态的形式从固体湿物料中分 离，生成二次蒸气，生成的二次蒸气和所述辅助外部加压装置输入的补充气体混合后从所 述蒸发器内部自下而上溢出，通过调节所述辅助外部加压装置输入的补充气体参数，如流 量、进气压力、进气位置等，来调节某一临界床层高度hmf，使所述临界床层高度hmf与湿物料 在干燥过程中恒速干燥阶段和降速干燥阶段的分界点，即湿物料干燥至临界含湿量时对应 的床层高度h'接近吻合，二次蒸气和补充气体混合后的气速在该临界床层高度hmf处大于 或等于使上部床层湿物料流态化的最小流化速度IW，W此临界床层高度hmf为分界点，上部 床层为流化床段，湿物料呈流化状态，下部床层为移动床段，床层湿物料呈移动床状态。 按照本专利技术提供的一种带外部加压的热动力流态化蒸发分离装置还具有如下附 属技术特征： 优选包括蒸发器移动床段床层高度，也即临界床层高度tv:【主权项】1. 带外部加压的热动力流态化蒸发分离装置，包括蒸发器、设置在所述蒸发器上的换 热器、与所述换热器相连接的热源和与所述蒸发器相连接的辅助外部加压装置，其特征在 于：符合一定粒度要求的固体湿物料进入所述蒸发器内，通过与所述换热器内换热介质间 接换热，湿物料中的湿分被蒸发，以气态的形式从固体湿物料中分离，生成二次蒸气，生成 的二次蒸气和所述辅助外部加压装置输入的补充气体混合后从所述蒸发器内部自下而上 溢出，根据湿物料的特性通过调节辅助外部加压装置输入的补充气体参数来调节某一临界 床层高度h mf，使所述临界床层高度hmf与湿物料在干燥过程中恒速干燥阶段和降速干燥阶 段的分界点对应的床层高度h'接近吻合，二次蒸气和补充气体混合后气速在该临界床层高 度h mf处大于或等于使上部床层湿物料流态化的最小流化速度Umf，以此临界床层高度hmf为 分界点，上部床层为流化床段，湿物料呈流化状态，下部床层为移动床段，床层湿物料呈移 动床状态。2. 如权利要求1所述的带外部加压的热动力流态化蒸发分离装置，其特征在于：蒸发 器移动床段床层1?度，也即临界床层1?度h mf :式中Hltl-蒸发器总的湿物料处理量，单位为kg/h 蒸发器流化床段蒸发分离出的湿分量，单位为kg/h τ一湿物料在蒸发器移动床段内的停留时间，单位为h P b-物料堆积密度，单位为kg/m3 Ae'一蒸发器移动床段床层横截面积，单位为m2。3. 如权利要求1所述的带外部加压的热动力流态化蒸发分离装置，其特征在于：蒸发 器流化床段操作气速u# : u操=kiw 式中k---为工程经验常数； Umf---最小流化速度,单位为m/s,可通过理论计算或实验得到。4. 如权利要求1所述的带外部加压的热动力流态化蒸发分离装置，其特征在于：蒸发 器流化床段或移动床段每米床层高度上换热器换热面积A tlift与蒸发器相应床层横截面积A 截存在关系： A0换=aA截 则蒸发器流化床段或移动床段某段床层高度b上换热器换热面积4&与蒸发器相应床 层横截面积Air^ : A换=aA 截h〇 = a0A 截 式中蒸发器流化床段或移动床段某段床层高度，单位为m 八&一蒸发器流化床段或移动床段某段床层高度上的换热器换热面积，单位为m2 A?-相应床段床层横截面积，单位为m2 a -工程经验常数 aQ_工程经验常数，取值范围5-800。5. 如权利要求1所述的带外部加压的热动力流态化蒸发分离装置，其特征在于：所述 蒸发器上的换热器为内置换热器、夹套式换热器、盘管式换热器中的一种或多种组合，当带 有所述内置换热器时，所述内置换热器至少一组。6. 如权利要求1所述的带外部加压的热动力流态化蒸发分离装置，其特征在于：所述 蒸发器下部还连接通有饱和或过热蒸汽或氮气或湿物料湿分气体或惰性气体的管路。7. 如权利要求1所述的带外部加压的热动力流态化蒸发分离装置，其特征在于：所述 蒸发器还连接有除尘设备，所述除尘设备为旋风除尘器、布袋除尘器、静电除尘器、湿式除 尘器中的一种或多种组合。8. 如权利要求7所述的带外部加压的热动力流态化蒸发分离装置，其特征在于：所述 加压装置可以将外部补充气体加压后输入至所述蒸发器中，和/或与所述除尘设备相连 接，将从所述除尘设备中排出的补充蒸气加压后输入至所述蒸发器中。9. 一种带外部加压的热动力流态化蒸发分离工艺，其特征在于：包括如下步骤 步骤A，待干燥的湿物料粉碎成一定粒度的固体颗粒，然后通过进料器进入蒸发器中； 步骤B，湿物料与蒸发器上的换热器内换热介质间接换热，湿物料中的湿分被蒸发，以 气态的形式从固体湿物料中分离，生成二次蒸气，生成的二次蒸气和辅助外部加压装置输 入的补充气体混合后从蒸发器内部自下而上溢出，根据湿物料的特性通过调节辅助外部加 压装置输入的补充气体参数，来调节某一临界床层高度h mf，使所述临界床层高度hmf与湿物 料在干燥过程中恒速干燥阶段和降速干燥阶段的分界点对应的床层高度h'接近吻合，二次 蒸气和补充气体混合后气速在该临界床层高度h mf处大于或等于使上部床层湿物料流态化 的最小流化速度umf，以此临界床层高度hmf为分界点，上部床层为流化床段，湿物料呈流化 状态，下部本文档来自技高网...
【技术保护点】
带外部加压的热动力流态化蒸发分离装置，包括蒸发器、设置在所述蒸发器上的换热器、与所述换热器相连接的热源和与所述蒸发器相连接的辅助外部加压装置，其特征在于：符合一定粒度要求的固体湿物料进入所述蒸发器内，通过与所述换热器内换热介质间接换热，湿物料中的湿分被蒸发，以气态的形式从固体湿物料中分离，生成二次蒸气，生成的二次蒸气和所述辅助外部加压装置输入的补充气体混合后从所述蒸发器内部自下而上溢出，根据湿物料的特性通过调节辅助外部加压装置输入的补充气体参数来调节某一临界床层高度hmf，使所述临界床层高度hmf与湿物料在干燥过程中恒速干燥阶段和降速干燥阶段的分界点对应的床层高度h’接近吻合，二次蒸气和补充气体混合后气速在该临界床层高度hmf处大于或等于使上部床层湿物料流态化的最小流化速度umf,以此临界床层高度hmf为分界点，上部床层为流化床段，湿物料呈流化状态，下部床层为移动床段，床层湿物料呈移动床状态。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李胜，史勇春，蒋斌，窦刚，梁国林，贾世阳，王广润，刘红生，董桂霖，
申请(专利权)人：山东科院天力节能工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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