煤泥、褐煤、介质矿物的微波节能环保干燥方法及其装置制造方法及图纸

一种煤泥、褐煤、介质矿物的节能环保干燥方法，包括：加热炉将空气加热后通入微波干燥机加热腔；微波与热风对煤泥等物料进行混合干燥后将物料和高湿热气排出；排出高温高湿热气，先经过旋风除尘机，去除粉尘，再进入热管交换器吸热端降温；然后经过进入热泵机组降温、再经除尘罩、脱硫烟道后变成低温低湿热气；而后从热泵机组的出口吸收热能输出，变成中温低湿热气；经过热管放热端升温，变为中高温低湿热气；再被引到加热炉加热，变成高温低湿热气后进入微波干燥腔。该装置包括：加热炉、微波干燥机、旋风除尘机、热管(含吸热端和放热端)交换器、除尘罩、脱硫通道和热泵机组。本发明专利技术具有高效、环保以及可靠性好的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤炭、矿物干燥
，具体的说，是煤泥、褐煤和介质矿物材料的微波、节能、环保、干燥方法及其装置。
技术介绍
目前开采原煤经水洗后的煤泥，经过机械脱水后，含水量在30 %左右，该煤泥粒度细、粘度大、热值低，每年约有4000万吨这样的副产品；褐煤在我国和世界范围储量巨大， 占煤炭资源总量30%以上，由于其含水量在30%以上、热值低、灰分高，年产量数亿吨；它们必须通过脱除水分来提高热值，这些煤泥和褐煤化学、物理成分相近，经过脱水提质后可以将热值提高到4000-6000kCal/kg，可以作为动力或电力煤使用。同样的原因，大量的原矿开采后，都需要干燥加工，通过脱去游离水和结晶水，提高矿物品质，便于筛选有用成分，减少运输成本等等。目前，在热力脱水设备中比较多的采用滚筒干燥、流化床干燥设备，以煤泥、 褐煤干燥为例，代表专利有一种煤泥、褐煤干燥提质工艺及设备(中国专利公开号 CN101519617A)；尾气利用方面专利有煤泥干燥余热回收利用系统(中国专利公开号 CN201672585U)；微波干燥方面代表专利有一种褐煤干燥脱水设备(中国专利公开号 CN101738077)，煤的微波干燥(中国专利公开号。一种煤泥、褐煤干燥提质工艺及设备(中国专利公开号CN101519617A)针对煤泥、褐煤的理化特性进行处理，其实质是采用高温热烟气直接在滚筒中干燥湿物料的工艺， 该种类型的滚筒干燥，由前段热风炉将空气加热，生成高温热烟气，滚筒干燥机的干燥滚筒完成热能传递交换，由尾端排出的高温湿气，尾气通过旋风除尘机旋风分离降尘，再通过水幕处理降温降尘、脱硫后向大气排放尾气。煤泥或褐煤从左边进料装置进，通过滚筒旋转输送，从右边出料装置出。该方法比许多老方法更加合理应用了高温烟气热能。但是仍局限于取自然风加热形成高温烟气、热风烟气再加热湿物料完成热能传递后物料中水汽蒸发到气流中、然后在干燥机末端将高温湿气排放，完成干燥过程，它没有考虑高温湿气中热能的利用，故能耗比仍然较高，并直接导致滚筒干燥工艺尾端排出的高温湿气的温度在 100-300°C,内含大量热水汽；尤其在气温偏低季节、雨雪季节或空气相对湿度大天气，为提高设备脱水能力就不断提高烟气入口温度，增加气体流量，使得设备高低温差大、过热而变形；同时由于温度高，热风炉的粉尘、co2、SA等有害气体也增大，脱湿热气体中同时携带有大量粉尘和有害气体也直接排放大气造成周边环境污染，该污染是热气、粉尘、co2、so2等有害气体的多重污染。煤泥干燥余热回收利用系统(中国专利公开号CN201672585U)是对干燥系统尾端湿式除尘设备进行改革，它通过热交换器将其热能引到室内供热或生活用途。而这样的节能效果只是有限的利用末端尾气热能。当生产规模扩大，生活用水、供热是非常有限的；尤其在干燥机出口热气流温度高于100°c以上时，无法直接用换热器回收热能并返回干燥机， 大量余热还是排放，何况该技术对干燥系统本身并无多大改善。上述两专利主要针对粉状物料进行干燥，对块状效果不是最好。煤的微波干燥有(中国专利公开号和一种褐煤干燥脱水设备(中国专利公开号CN101738077A)，前者直接用微波对煤炭进行干燥和调湿，后者采用先热风设备干燥、然后是微波干燥、最后是红外线干燥，这两种方法在煤泥、褐煤干燥中都是微波直接干燥或与其它设备组合成先后干燥，适用于块状、颗粒状和粉状物料，使用中操作简单， 由于微波能来源于电力，电力来源于煤电、水电或其它电力，中间的能量转换损耗本身就比较大，实际使用中无相应的节能循环方法显然能耗大于前两种方法，从能耗角度无法大力推广。总体看，上述方法存在热能利用技术水平低，设备故障率高，能源浪费大，而且直接导致生产成本高，无法生产做到环保生产，不适应节能环保型生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种煤泥、褐煤、介质矿物的微波节能环保干燥方法。以微波与热风组成混合干燥模式，即微波对进入加热腔中煤泥、褐煤、介质矿物无论块状、 颗粒状和粉状整体加热，加速湿物料整体由内向外排湿，干燥腔中流动热气流辅助干燥带走物料表面湿气；通过旋风除尘机对排出尾气除尘(湿物料是颗粒状和块状可以省略此步骤)；尾气热能采用热管和热泵分级降温、回收热能、排出气流中水份；然后将气流通过除尘罩、脱硫烟道设备实现尾气降尘和净化；再将热管和热泵吸收的热能回输该气流；而后气流进入加热炉升温，再次进入微波腔完成气流循环。通过这样的工艺流程组合完成微波、 热风的混合干燥，空气热能循环利用，以及降低系统粉尘、co2、so2等有害气体排放。以此克服现有的煤泥、褐煤、介质矿物干燥方法中的能耗大，设备故障高，设备过热损坏以及热污染排放、有害气体排放、粉尘排放等缺陷。本专利技术的另一目的，提供一种煤泥、褐煤、介质矿物的节能环保干燥的装置。本专利技术所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现作为本专利技术的第一方面，一种煤泥、褐煤、介质矿物的微波节能环保干燥方法，其特征在于，包括以下步骤(1)经过加热炉将空气升温后成高温低湿热气，直接通入微波干燥机内的入口，进行微波、热风混合干燥工艺；(2)所述的微波干燥机直接对微波干燥腔中湿物料进行整体的微波加热，这是一种微波能直接转换成湿物料中介质分子(尤其是水分子)动能的过程，速度快、转换率高、 湿物料是整体加热并排除水汽到物料表面，水份再吸收微波能蒸发或由流动空气热能将其脱除。所述高温低湿热气直接通入微波干燥机内部的前端，与前期进入微波干燥机中湿度较高的煤泥、褐煤、介质矿物等湿物料进行传热干燥；混合干燥的效果是将微波的由内向外脱水干燥和热风表面脱水干燥优点相结合，将湿物料的水份由内向外，再由表面水分蒸发到热气流中，伴随高温低湿热气向微波干燥机尾端输送。(3)脱水后物料变成干后产品从微波干燥机的尾端排出；在干燥腔中高温低湿热气经过吸湿和热交换后变成中高温高湿热气从微波干燥机的尾端上部排出，先经过旋风除尘机(颗粒状和块状可以省略此步骤)，去除大量粉尘，然后进入热管吸热端交换器进行降温，变成中温高湿热气；(4)经过热管吸热端交换器降温后，中温高湿热气然后进入热泵机组的入口，热泵机组的入口设置一蒸发器，中温高湿热气在此放出热能，其热能被蒸发器中的工质所吸收； 同时因温度下降变化，该部分气流的水汽饱和而大量析出，变成低温低湿热气；(5)所述气体在蒸发器前后再次经膜过滤的除尘罩脱除细粉尘；然后，再经过脱硫烟道的气体脱硫和有害气体吸附处理处理；(6)所述低温低湿热气被引到热泵机组的出口，该出口设置一冷凝器，所述冷凝器为热泵机组的输出端，所述冷凝器通过工质将热泵机组入口的蒸发器吸收的热能，在这里重新回输给低温低湿热气，使其变成中温低湿热气；(7)然后，所述中温低湿热气被引到热管放热端交换器升温，吸收了热管放热端的热能后，变成中高温低湿热气；所述热管放热端与热管吸热端是通过管路循环连通的热管，中温低湿热气所吸收热管放热端放出热能，就是之前热管吸热端吸收中高温高湿热气的能量。所述热管放热端通过液体工质接收热管吸热端传递释放的能量，然后再向流过空气放出热量。(8)所述中高温低湿热气被引到加热炉的进风段，经过加热炉的加热，变成高温低湿热气。本专利所述介质矿物是指该矿物材料物理上表现为介质特性，是一种微波可以加热的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种煤泥、褐煤、介质矿物的微波节能环保干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）经过加热炉（１００）将空气（９００）升温后成高温低湿热气（９０１），直接通入微波干燥机（２００）内的入口，进行微波、热风混合干燥工艺；（２）所述的微波干燥机（２００）直接对微波干燥腔（２２０）中湿物料进行整体的微波加热，这是一种微波能直接转换成湿物料中介质分子（尤其是水分子）动能的过程，速度快、转换率高、湿物料是整体加热并排除水汽到物料表面，水份再吸收微波能蒸发或由流动空气热能将其脱除。所述高温低湿热气（９０１）直接通入微波干燥机（２００）内部的前端，与前期进入微波干燥机（２００）中湿度较高的煤泥、褐煤、介质矿物等湿物料（７００）进行传热干燥；混合干燥的效果是将微波的由内向外脱水干燥和热风表面脱水干燥优点相结合，将湿物料（７００）的水份由内向外，再由表面水分蒸发到热气流中，伴随高温低湿热气（９０１）向微波干燥机（２００）尾端输送。（３）脱水后物料变成干后产品（８００）从微波干燥机（２００）的尾端排出；在干燥腔（２２０）中高温低湿热气（９０１）经过吸湿和热交换后变成中高温高湿热气（９０２）从微波干燥机（２００）的尾端上部排出，先经过旋风除尘机（３００）（颗粒状和块状可以省略此步骤），去除大量粉尘，然后进入热管吸热端交换器（６１０）进行降温，变成中温高湿热气（９０３）；（４）经过热管吸热端交换器（６１０）降温后，中温高湿热气（９０３）然后进入热泵机组（５００）的入口，热泵机组的入口设置一蒸发器（５１０），中温高湿热气（９０３）在此放出热能，其热能被蒸发器（５１０）中的工质所吸收；同时因温度下降变化，该部分气流的水汽饱和而大量析出，变成低温低湿热气（９０４）；（５）所述气体在蒸发器（５１０）前后再次经膜过滤的除尘罩（５１１）脱除细粉尘；然后，再经过脱硫烟道（５１２）的气体脱硫和有害气体吸附处理处理；（６）所述低温低湿热气（９０４）被引到热泵机组（５００）的出口，该出口设置一冷凝器（５２０），所述冷凝器（５２０）为热泵机组（５００）的输出端，所述冷凝器（５２０）通过工质将热泵机组（５００）入口的蒸发器（５１０）吸收的热能，在这里重新回输给低温低湿热气（９０４），使其变成中温低湿热气（９０５）；（７）然后，所述中温低湿热气（９０５）被引到热管放热端交换器（６２０）升温，吸收了热管放热端（６２０）的热能后，变成中高温低湿热气（９０６）；所述热管放热端（６２０）与热管吸热端（６１０）是通过管路循环连通的热管，中温低湿热气（９０５）所吸收热管放热端（６２０）放出热能，就是之前热管吸热端（６１０）吸收中高温高湿热气（９０２）的能量。所述热管放热端（６２０）通过液体工质接收热管吸热端（６１０）传递释放的能量，然后再向流过空气放出热量。（８）所述中高温低湿热气（９０６）被引到加热炉的进风段，经过加热炉的加热，变成高温低湿热气（９０１）。...

【技术特征摘要】
1.一种煤泥、褐煤、介质矿物的微波节能环保干燥方法，其特征在于，包括以下步骤(1)经过加热炉(100)将空气(900)升温后成高温低湿热气(901)，直接通入微波干燥机000)内的入口，进行微波、热风混合干燥工艺；(2)所述的微波干燥机(200)直接对微波干燥腔(220)中湿物料进行整体的微波加热， 这是一种微波能直接转换成湿物料中介质分子(尤其是水分子)动能的过程，速度快、转换率高、湿物料是整体加热并排除水汽到物料表面，水份再吸收微波能蒸发或由流动空气热能将其脱除。所述高温低湿热气(901)直接通入微波干燥机O00)内部的前端，与前期进入微波干燥机O00)中湿度较高的煤泥、褐煤、介质矿物等湿物料(700)进行传热干燥；混合干燥的效果是将微波的由内向外脱水干燥和热风表面脱水干燥优点相结合，将湿物料(700)的水份由内向外，再由表面水分蒸发到热气流中，伴随高温低湿热气(901)向微波干燥机(200)尾端输送。(3)脱水后物料变成干后产品(800)从微波干燥机(200)的尾端排出；在干燥腔(220) 中高温低湿热气(901)经过吸湿和热交换后变成中高温高湿热气(90 从微波干燥机 (200)的尾端上部排出，先经过旋风除尘机(300)(颗粒状和块状可以省略此步骤)，去除大量粉尘，然后进入热管吸热端交换器(610)进行降温，变成中温高湿热气(903)；(4)经过热管吸热端交换器(610)降温后，中温高湿热气(90 然后进入热泵机组 (500)的入口，热泵机组的入口设置一蒸发器(510)，中温高湿热气(90 在此放出热能，其热能被蒸发器(510)中的工质所吸收；同时因温度下降变化，该部分气流的水汽饱和而大量析出，变成低温低湿热气(904)；(5)所述气体在蒸发器(510)前后再次经膜过滤的除尘罩(511)脱除细粉尘；然后，再经过脱硫烟道(512)的气体脱硫和有害气体吸附处理处理；(6)所述低温低湿热气(904)被引到热泵机组(500)的出口，该出口设置一冷凝器 (520)，所述冷凝器(520)为热泵机组(500)的输出端，所述冷凝器(520)通过工质将热泵机组(500)入口的蒸发器(510)吸收的热能，在这里重新回输给低温低湿热气(904)，使其变成中温低湿热气(905)；(7)然后，所述中温低湿热气(90 被引到热管放热端交换器(620)升温，吸收了热管放热端(620)的热能后，变成中高温低湿热气(906)；所述热管放热端(620)与热管吸热端(610)是通过管路循环连通的热管，中温低湿热气(905)所吸收热管放热端(620)放出热能，就是之前热管吸热端(610)吸收中高温高湿热气(902)的能量。所述热管放热端(620)通过液体工质接收热管吸热端(610)传递释放的能量，然后再向流过空气放出热量。(8)所述中高温低湿热气(906)被引到加热炉的进风段，经过加热炉的加热，变成高温低湿热气(901)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述加热炉(100)为燃煤、燃气、燃油的热风炉或电热炉。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤( 中，所述微波干燥机(200)包括 进料装置010)、微波干燥腔020)、出料装置030)，前端的入口处为进料装置010)、中间为微波干燥腔020)、后端为出料装置Q30)；所述高温低湿热气(901)从前端穿过进料装置(210)进入微波干燥腔(220)，降温吸湿气流从后端穿过出料装置(230)排出；湿物料(700)从前端进料装置O10)的端口进入微波干燥腔020)，脱水后干后产品 (800)从微波干燥机的出料装置O30)的端口排出。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述热管吸热端(610)和步骤(7)中，所述热管放热端(620)均采用金属外壳制成的热管蒸发段和冷凝段，所述热管吸热端(610)与热管放热端(620)通过循环管路连通，并构成循环热管；所述热管蒸发段内设置有液体工质；所述热管吸热端(610)是循环热管的吸热部位；所述热管吸热端(610)将旋风除尘后中高温高湿热气(902)降温到100°C以下，并吸收中高温高湿热气(902)中热量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述热泵机组(500)包括蒸发器(510)、冷凝器(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉麟，陈玉麒，
申请(专利权)人：上海麦风微波设备有限公司，
类型：发明
国别省市：31