一种煤炭干燥控制氧浓度的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煤炭干燥控制氧浓度的方法，其采用逆流低温大风量来干燥煤炭，即干燥热介质气体(在干燥煤炭时一般温度在250℃以下的低温)，且从干燥器的底部供风，从干燥器的上部出风，煤炭从干燥器的上部加入，煤炭从干燥器的上部往下洒落或大粒径煤炭沿振动床从上部一层一层往下逐层运动到干燥器下部。其实现了干燥过程副产品煤粉的合理利用，燃料燃烧充分热效率高，热风炉配置功率小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于干法选矿领域，具体涉及一种煤炭干燥控制氧浓度的方法及系统，其采用换热器对干燥的热介质气体进行换热降温及二套干燥装置对不同粒度的煤炭分别进行干燥，其特别适用于煤炭的干燥，用于降低煤炭在燃烧前水分的含量。
技术介绍
正如我们大家都知道的，电力已是人类日常生活所必须的，从照明到电视、电脑、冰箱等等。我们生活中获得的物资资料几乎100％是通过电力生产加工得到的，在我国电力生产近60-70％是通过燃烧煤炭得到的。这些煤炭通常有四种类型：无烟煤、烟煤、长烟煤和褐煤。尽管这四种煤炭都含有炭、氢、氮、氧、硫和水分，但这四种固体元素和水分的含量变化巨大。如高级的无烟煤碳含量高达90％多，而低级的褐煤在30％左右，水分在无烟煤和烟煤中只有1％，长烟煤在25-30％，而在褐煤中一般在30-40％，有些地区高达50-60％，相对于烟煤和无烟煤褐煤，长烟煤和褐煤具有较低的热值，原因是它们在燃烧时产生更少的热。高水分含量还导致长距离运输时造成大量的无效运输。2015年我国煤炭消费总用量将突破40亿吨，目前，烟煤、无烟煤等优质煤资源已被充分利用，拓展空间有限，我国褐煤探明的储量达1300亿吨，占全国煤炭储量的13-15％，另有1900亿吨的预测资源量，资源分布相对集中在内蒙古东北部和云南地区。褐煤煤化程度低、水分高、挥发分高、热值低，直接作为电厂燃料和化工原料有很大的局限性，产地利用率低，长距离外运时运输成本高导致经济效益差。为此，研究开发褐煤等低阶煤有效利用的提质技术，解决困绕我国褐煤大规模开发的关键技术，使褐煤发挥其应有的能源贡献，对支撑我国经济与褐煤赋存区的社会发展具有重要意义。在现有技术中已有非常多种的干燥器来干燥煤炭，如流化床蒸汽干燥技术。在流化床干燥机内，蒸汽不仅能作为干燥介质而且还作为流化介质。因此，干燥蒸发的蒸汽是不含空气和其他杂物的，可通过以下方法进一步利用。如蒸发的水分经过再循环作为流化介质进入了流化床，利用它凝结时所放出的汽化潜热，将它压缩成为过热蒸汽。过热蒸汽将高水分煤炭流从干燥机的底部吹向沸腾床上部产生流化现象。在流化床的蒸气吸收煤炭原煤中蒸发出的水分，原煤从干燥机的上部输入进去经过旋风分离器，蒸汽再被部分导回干燥机。干燥机所需能量是由从汽轮机出来的蒸汽提供。具体工艺流程如图3所示。蒸汽空气联合干燥技术，此法为燃烧美国粉河盆地煤种的发电厂在近年开发的一种集成干燥技术，具体工艺流程如图4所示。它利用从冷凝器出来的热水作干燥介质，虽然热水干燥比过热蒸汽干燥在干燥速度和程度上要差，但热水对于电厂来说是一种“废热”，还需要采用冷却塔冷却。空气被热循环水加热到43℃后作为流化床干燥器的流化介质，同时49℃的热水作为流化床的干燥热源介质。试验结果表明，采用此法将入炉煤水分降低后，效率大大提高，CO2、SO2的排放下降明显。以实验电厂为例，水分从37.5％降为31.4％，锅炉净效率提高了2.6％，燃料消耗减少10.8％，烟气量降低4％；由于煤流量减少和可磨性提高，磨煤机功耗降低17％；风机功耗降低3.8％。总体来统计，厂用电率降低了3.8％，效果显著。滚筒式干燥技术，其干燥脱水技术工艺流程见图5。滚筒式干燥机与其配套设施采用对流热交换方式，使煤炭干燥的全过程“密封给料、干燥脱水、密封排料”都在一台干燥主机上完成。干燥所用燃料是煤炭原煤。滚筒干燥技术采用高温烟气进行直接干燥，不可避免有CO等挥发分产生，另外，由于可控性较差，难以大型化，因此，原煤滚筒干燥项目应用较少风险大。如图6所示的鼓形体里有一个多管系统，鼓体呈现倾斜状态。原煤连续不断地从上方送入干燥机管里，当鼓体旋转时，煤不停地输送到出口。水分干燥所需的热量由多管系统内的低压蒸汽提供，低压蒸汽沿着鼓体的轴向进入内部，并迅速向管外表面扩散。和煤一起进入机体内的空气，吸收了水分以后，在除尘器里和干煤粉分离，一部分重新压缩进入干燥机，另一部分就被排入大气。现有专利申请ZL98251141.8要求湿物料必须全部通过干燥器内的每一层床体，这样湿物料必须粒度大小一致才行，与干燥0-50mm粒度的褐煤有较大的出入。现有专利申请ZL88219014.8为单层振动流化床，其结构主要为上壳体与振动床一起参与振动，不能实现大处理量的干燥与多层的振动混流干燥有本质的区别。专利申请“一种降低煤炭干燥系统的干燥器中氧气浓度的方法”为降低氧含量的方法，其对振动混流干燥器的出口烟气进行换热处理，降低烟气温度；其通过对降低烟气温度的烟气再与热风炉的高温烟气进行混合，通过多次反复的循环达到降低氧气含量的目的，此方法降低氧含量有限，因为循环回去的冷却烟气在冷却过程中需要消耗大量的能量，且冷却的循环烟气含湿量为100％，当冷却风量较小时，氧含量控制的幅度是有限的，当冷却风量较大时，由于含湿量的增加，不得不提高排气的温度来保证除尘器的运行安全，没有达到提高换热效率的提高，经理论计算，其氧含量至少在15％以上。以上叙述的现有干燥技术，要么都在非常高的压力和温度下使用，设备造价高，需要巨大的能量消耗和操作成本，要么需要蒸汽与电厂结合才可以实现。要么采用高温烟气干燥褐煤，干燥时损伤煤炭的挥发分，造成干燥过程安全性得不到保证。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术人投入大量资金，经过多年研究，提出一种煤炭干燥控制氧浓度的方法及系统。本专利技术利用管式换热器对热风炉的高温烟气进行传导换热以及利用在干燥过程中干法布袋收尘器收集的煤粉作燃料，采用煤粉喷吹炉，实现干燥过程副产品煤粉的合理利用，燃料燃烧充分热效率高，热风炉配置功率小。依据本专利技术的第一技术方案，一种煤炭干燥控制氧浓度的方法采用逆流低温大风量来干燥煤炭，即干燥热介质气体(在干燥煤炭时一般温度在250℃以下的低温)，且从干燥器的底部供风，从干燥器的上部出风，煤炭从干燥器的上部加入，煤炭从干燥器的上部往下洒落或大粒径煤炭沿振动床从上部一层一层往下逐层运动到干燥器下部。依据本专利技术的第二技术方案，提供一种使用上述煤炭干燥控制氧浓度的方法的系统，使用煤炭干燥控制氧浓度系统包括煤粉仓101、煤粉炉沉降室104、换热器109、块煤干燥器202、末煤干燥器302、布袋除尘器401和引风机405，其特征在于，经过干燥器(块煤干燥器202、末煤干燥器302)尾气被引风机405的引力通过管路抽入布袋除尘器401中，尾气中的煤粉被位于除尘器401下面的煤粉输送机403通过管路输送到煤粉喷吹炉的煤粉仓101内，煤粉仓101内的煤粉被高压风机及燃烧喷嘴102喷进煤粉热风炉103燃烧产生高温低氧热烟气；煤粉热风炉103燃烧煤粉仓101内的煤粉产生高温低氧热烟气，此煤粉为布袋收尘器401收集的煤粉。其中，利用管式换热器对热风炉的高温低氧烟气进行传导换热，换热后的低温烟气，含氧量低。利用在干燥过程中干法布袋收尘器收集的煤粉作燃料，采用煤粉喷吹炉。以热烟气为干燥介质。进一步地，其使用的换热器包括与高温管道连接的高温烟气室，在高温烟气室内与多根的换热细管相连接，为提高换热效率，换热细管外也可以安装换热翅片。换热细管的另外一段与低温烟气室相连，且高温烟气室和低温烟气室与换热细管内壁相通为同一空间，高温烟气室和低温烟气室与换热细管的外壁为隔开的空间，按一定间隔排列的换热细本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤炭干燥控制氧浓度的方法，其采用逆流低温大风量来干燥煤炭，即干燥热介质气体(在干燥煤炭时一般温度在250℃以下的低温)，且从干燥器的底部供风，从干燥器的上部出风，煤炭从干燥器的上部加入，煤炭从干燥器的上部往下洒落或大粒径煤炭沿振动床从上部一层一层往下逐层运动到干燥器下部。

【技术特征摘要】
1.一种煤炭干燥控制氧浓度的方法，其采用逆流低温大风量来干燥煤炭，即干燥热介质气体(在干燥煤炭时一般温度在250℃以下的低温)，且从干燥器的底部供风，从干燥器的上部出风，煤炭从干燥器的上部加入，煤炭从干燥器的上部往下洒落或大粒径煤炭沿振动床从上部一层一层往下逐层运动到干燥器下部。2.一种使用上述煤炭干燥控制氧浓度的方法的系统，其特征在于：煤炭干燥控制氧浓度系统包括煤粉仓(101)、煤粉炉沉降室(104)、换热器(109)、块煤干燥器(202)、末煤干燥器(302)、布袋除尘器(401)和引风机(405)，其特征在于，经过干燥器(块煤干燥器(202)、末煤干燥器(302))尾气被引风机(405)的引力通过管路抽入布袋除尘器(401)中，尾气中的煤粉被位于除尘器(401)下面的煤粉输送机(403)通过管路输送到煤粉喷吹炉的煤粉仓(101)内,煤粉仓(101)内的煤粉被高压风机及燃烧喷嘴(102)喷进煤粉热风炉(103)燃烧产生高温低氧热烟气；煤粉热风炉(103)燃烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李功民，杨宝祥，李志明，王旭哲，梁大伟，刘呈兵，吕春晓，李绍川，解江华，
申请(专利权)人：唐山市神州机械有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13