一种炼焦煤梯级预热工艺及设备制造技术

本发明专利技术提供一种炼焦煤梯级预热工艺及设备，炼焦煤梯级预热设备的煤料槽底部通过加料螺旋与气流直立管下部相连，所述喷动床下部与重力移动床干燥器相连，所述重力横流干燥器、板式间接干燥器、角状管逆流干燥器、煤预热板式加热器和煤仓自上而下依次设置。本发明专利技术是根据炼焦煤预热过程中，各阶段煤料物性不同的特点将炼焦煤预热过程分解为调湿、干燥、预热三个梯级预热工序。采用本发明专利技术炼焦煤梯级预热工艺能使含水10～12％的炼焦煤在隔绝空气条件下，分阶段进行调湿、干燥、预热，最终使炼焦煤预热至180～200℃装入预热煤仓；装煤车将预热煤仓的预热煤装入焦炉炭化室炼焦。煤仓的预热煤装入焦炉炭化室炼焦。煤仓的预热煤装入焦炉炭化室炼焦。

【技术实现步骤摘要】
一种炼焦煤梯级预热工艺及设备


[0001]本专利技术涉及炼焦技术，尤其涉及一种炼焦煤梯级预热工艺及设备。

技术介绍

[0002]炼焦煤预热技术是将炼焦煤在装入焦炉炼焦前进行预热至150～250℃的工艺技术。上世纪60年代，世界焦化行业为了减少炼焦煤中主焦煤用量和降低炼焦耗热量，英国、德国、美国等国家开展炼焦煤预热工艺技术研究。开发了多种预热煤炼焦工艺，主要有西姆卡(Simcar)法、普列卡邦(Precarbon) 法、考泰克(Caoltek)法，中国冶金百科全书(炼焦化工册：杨顺楼、王立富、张家埭)对上述工艺进行相应介绍。上述煤预热工艺技术中普遍采用高温烟气作为热载体，将煤料在流态化快速预热器中进行干燥、预热。一些焦化厂应用上述煤预热技术成功建成多座预热煤炼焦焦炉。这些焦化厂在预热煤炼焦焦炉的生产实践中，验证了相关技术的可行性和较好的经济效益；预热煤炼焦工艺与常规炼焦工艺生产数据对比，在以下方面表现出显著效果， (1)改善焦炭质量或增加气煤用量，(2)提高焦炉生产能力、降低炼焦耗热量，(3)仅产生少量的煤水，减少焦化生产外排废水。上述焦化厂在煤预热炼焦生产中，也暴露出煤料流态化预热工艺技术存在着能耗高、烟尘分离困难、设备庞大和运行稳定差等问题；采用热烟气作为热载体进行煤料流态化预热时需要严格控制热烟气中的含氧量，防止发生烟气中煤粉尘爆炸，存在生产操作控制复杂、安全性差的问题。由于上述问题的存在，致使各预热煤炼焦炉运行一段时间后被迫停产。其中，煤预热工艺系统操作稳定运行、过程中气固分离及安全性是制约预热煤炼焦技术在焦化行业广泛推广的技术瓶颈。
[0003]目前，焦化行业各企业均面临着炼焦主焦煤供应日趋紧张、环保标准不断提升、炼焦过程碳排量强制性减排的要求，这些问题和要求已严重影响焦化企业的可持续发展和经济效益。开发新型的预热煤炼焦工艺技术是解决上述问题的有效途径和方法。新型的预热煤炼焦工艺技术需要解决的核心问题是高效煤预热工艺技术，安全、高效气固分离的除尘技术，预热煤料安全输送技术及设备。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，针对目前预热煤炼焦存在的诸多问题，提出一种炼焦煤梯级预热设备，该设备能根据煤料物性特点采用不同的加热方式，分阶段进行调湿、干燥、预热工序。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种炼焦煤梯级预热设备，包括煤料槽、加料螺旋、跨域两相流调湿器、重力移动床干燥器、煤预热板式换热器、第一惯性除尘器、第一调湿多管除尘器、第一风机、调湿旋风分离器、调湿加热器、第二惯性除尘器、第二调湿多管除尘器、第二风机、干燥旋风分离器、干燥加热器、导热油泵、导热油加热器、水洗塔和煤仓；所述跨域两相流调湿器包括气流直立管和喷动床，所述气流直立管上部安装喷动床；所述重力移动床干燥器包括自上而下顺次设置的横流干燥器、板式间接干燥器和角
状管逆流干燥器；
[0006]所述煤料槽底部通过加料螺旋与气流直立管下部相连，所述喷动床与横流干燥器相连，所述横流干燥器、板式间接干燥器、角状管逆流干燥器、煤预热板式加热器和煤仓自上而下顺次、竖向布置在(焦炉间台上方)建构筑物中；
[0007]所述喷动床上部水蒸气出口依次与第一惯性除尘器和第一调湿多管除尘器相连，所述第一调湿多管除尘器通过第一风机与调湿旋风分离器相连，所述调湿旋风分离器顶部蒸汽出口与调湿加热器相连，所述调湿加热器出口与气流直立管下部相连；所述第一风机出口经调湿旋风分离器底部出口分别与水洗塔相连；
[0008]所述横流干燥器、角状管逆流干燥器的蒸汽出口依次与第二惯性除尘器和第二调湿多管除尘器相连，所述第二调湿多管除尘器通过第二风机与干燥旋风分离器相连，所述干燥旋风分离器顶部蒸汽出口与干燥加热器相连，所述干燥加热器出口与横流干燥器、角状管逆流干燥器蒸汽入口相连；所述第二风机出口和干燥旋风分离器底部出口分别与水洗塔相连；
[0009]所述煤预热板式换热器的导热油出口通过导热油泵与导热油加热器相连，所述导热油加热器出口与煤预热板式换热器导热油入口相连。
[0010]进一步地，所述气流直立管与喷动床直径比为3～5。
[0011]进一步地，所述横流干燥器下方安装板式间接干燥器，板式间接干燥器下方安装角状管逆流干燥器，所述横流干燥器内热媒为过热蒸汽，所述过热蒸汽水平流动；所述角状管逆流干燥器内安装煤料掺混板和角状管，所述煤料掺混板通过驱动装置可以沿轴向往复转动；所述角状管安装在掺混板下方，所述角状管分为2层(或4层)布置，每层布置多个角状管，同层各角状管并联，下层角状管为进气角状管，上层角状管为排气角状管；所述排气角状管与进气角状管采用水平交叉90
°
布置。
[0012]进一步地，所述煤料掺混板通过驱动装置可以沿轴向往复转动，往复转动角度30
°
～60
°
；所述排气角状管和进气角状管上下间距200～400mm。
[0013]进一步地，所述角状管横截面的上部为三角形，下部为矩形。
[0014]进一步地，所述煤仓放煤口与装煤车受煤口采用承插式连接，煤仓放煤口外壁设有环装气囊，装煤车受煤口采用上下伸缩式；装煤车对位将受煤口抬高使放煤口插入受煤口，压缩空气向环状气囊充气，气囊膨胀形成密封。
[0015]本专利技术的另一个目的还公开了一种炼焦煤梯级预热工艺，包括以下步骤：
[0016]步骤1，经过混合、粉碎的炼焦煤送至煤料槽，所述煤料槽底部排料螺旋将煤料送至跨域两相流煤调湿器的气流直立管，采用过热蒸汽作为跨域两相流煤调湿器的热载体；跨域两相流煤调湿器由气流直立管和喷动床组合而成，气流直立管内气固物料处于气流输送域，所述喷动床气固物料处于流态化域。送至气流直立管的煤料被过热蒸汽气流输送至顶部的喷动床；过热蒸汽在输送煤料同时使煤料被加热，大颗粒煤料沉降到直立管底部。所述喷动床气固物料处于流态化域，煤料在流态化的喷动床上经过热蒸汽进一步加热，使煤料水分蒸发，通过跨域两相流煤调湿器对煤料调湿，减少煤料颗粒表面水分，降低液固之间表面张力，提高煤料流动性。喷动床的煤料由排料口连续排至煤料重力移动床干燥器。穿过喷动床的过热蒸汽由顶部气体出口排至除尘器。
[0017]步骤2，所述喷动床排出含尘过热蒸汽经惯性除尘器、多管除尘器除尘处理后送至
风机加压，加压后的蒸汽送至调湿旋风分离器，煤料干燥产生的蒸汽作为浊蒸汽(含粉尘水蒸气)从旋风分离器底部排出进入水洗塔，顶部排出净蒸汽进入调湿加热器加热后循环使用。所述调湿加热器使用的过热蒸汽是采用煤气与氧气直燃方式加热蒸汽。
[0018]步骤3，所述喷动床排出的调湿煤料进入重力移动床干燥器。重力移动床干燥器分为三段，上段是横流干燥器，中段是板式间接干燥器，下段是角状管逆流干燥器；根据煤料干燥速率曲线特点，各段协同加热、干燥煤料；横流干燥器煤料依靠重力向下移动，在煤料中设置间隔200～300mm的百叶窗进气和排气通道，过热蒸汽通过进气和排气通道横流穿过移动煤料层使煤料水分蒸发；各排气通道排出的水蒸气汇合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炼焦煤梯级预热设备，其特征在于，包括煤料槽(11)、加料螺旋(12)、跨域两相流调湿器、重力移动床干燥器、煤预热板式换热器(4)、第一惯性除尘器(51)、第一调湿多管除尘器(52)、第一风机(53)、调湿旋风分离器(55)、调湿加热器(54)、第二惯性除尘器(61)、第二调湿多管除尘器(62)、第二风机(63)、干燥旋风分离器(64)、干燥加热器(65)、导热油泵(71)、导热油加热器(72)、水洗塔(8)和煤仓(9)；所述跨域两相流调湿器包括气流直立管(21)和喷动床(22)；所述气流直立管(21)上部安装喷动床(22)，所述重力移动床干燥器包括自上而下顺次设置的横流干燥器(31)、板式间接干燥器(32)和角状管逆流干燥器(33)；所述煤料槽(11)底部通过加料螺旋(12)与气流直立管(21)下部相连，所述喷动床(22)与横流干燥器(31)相连；所述横流干燥器(31)、板式间接干燥器(32)、角状管逆流干燥器(33)、煤预热板式换热器(4)、煤仓(9)自上而下顺次、竖向布置在建构筑物中；所述喷动床(22)上部水蒸气出口依次与第一惯性除尘器(51)和第一调湿多管除尘器(52)相连，所述第一调湿多管除尘器(52)通过第一风机(53)与调湿旋风分离器(55)相连，所述调湿旋风分离器(55)顶部蒸汽出口与调湿加热器(54)相连，所述调湿加热器(54)出口与气流直立管(21)下部相连；所述第一风机(53)出口和调湿旋风分离器(55)底部出口分别与水洗塔(8)相连；所述横流干燥器(31)、角状管逆流干燥器(33)的蒸汽出口依次与第二惯性除尘器(61)和第二调湿多管除尘器(62)相连，所述第二调湿多管除尘器(62)通过第二风机(63)与干燥旋风分离器(64)相连，所述干燥旋风分离器(64)顶部蒸汽出口与干燥加热器(65)相连，所述干燥加热器(65)出口与横流干燥器(31)、角状管逆流干燥器(33)蒸汽入口相连；所述第二风机(63)出口和干燥旋风分离器(64)底部出口分别与水洗塔(8)相连；所述煤预热板式换热器(4)的导热油出口通过导热油泵(71)与导热油加热器(72)相连，所述导热油加热器(72)出口与煤预热板式换热器(4)导热油入口相连。2.根据权利要求1所述炼焦煤梯级预热设备，其特征在于，所述气流直立管(21)与喷动床(22)直径比为3～5。3.根据权利要求1所述炼焦煤梯级预热设备，其特征在于，所述角状管逆流干燥器(33)内安装煤料掺混板和角状管，所述煤料掺混板通过驱动装置可以沿轴向往复转动；所述角状管安装在煤料掺混板下方，所述角状管分为2层布置，每层布置多个角状管，同层各角状管并联，下层角状管为进气角状管，上层角状管为排气角状管；所述排气角状管与进气角状管采用水平交叉90
°
布置。4.根据权利要求3所述炼焦煤梯级预热设备，其特征在于，所述煤料掺混板通过驱动装置可以沿轴向往复转动30
°
～60
°
；所述排气角状管和进气角状管上下间距200～400mm。5.根据权利要求1所述炼焦煤梯级预热设备，其特征在于，所述煤仓(9)放煤口与装煤车受煤口采用承插式连接，所述煤仓(9)放煤口外壁设有环装气囊，装煤车受煤口采用上下伸缩式；装煤车对位将受煤口抬高使放煤口插入受煤口，压缩空气向环状气囊充气，气囊膨胀形成密封。6.一种炼焦煤梯级预热工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，经过混合、粉碎的炼焦煤送至煤料槽，所述煤料槽底部排料螺旋将煤料送至跨域两相流煤调湿器的气流直立管，采用过热蒸汽作为跨域两相流煤调湿器的热载体；跨域
两相流煤调湿器由气流直立管和喷动床组合而成，气流直立管内气固物料处于气流输送域，所述喷动床气固物料处于流态化域；送至气流直立管的煤料被过热蒸汽气流输送至顶部的喷动床；过热蒸汽在输送煤料同时使煤料被加热，大颗粒煤料沉降到直立管...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴成武，于才渊，毕秋实，王晓光，
申请(专利权)人：大连科力一诺环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：