一种滚筒式烟气褐煤间接干燥系统及方法技术方案

一种滚筒式烟气褐煤间接干燥系统及方法，用于褐煤干燥领域。本系统包括烟气发生装置，滚筒式间接干燥装置，烟气侧引风机，褐煤通道侧引风机，冷凝塔以及细粉分离装置组成。滚筒式间接干燥装置为双层套筒结构，外筒和内筒均由多根烟气管道焊接而成，筒壁上均焊接有导流叶片；烟气通道采用套管结构，使筒内轴向温度均匀。本方法使烟气发生装置产生400-500℃烟气，烟气通过烟气通道与褐煤通道中的褐煤形成逆流间接换热，使褐煤得到均匀加热脱水。本发明专利技术中褐煤受热均匀，解决了褐煤颗粒升温过快爆裂及以往间接干燥中滚筒无法转动造成的磨损等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及褐煤干燥系统，可以应用于大量褐煤持续干燥，并大大改善现有褐煤干燥技术存在的不足，使褐煤利用更加清洁高效。
技术介绍
褐煤资源特点是储量大、埋藏浅、开采成本低。全世界的褐煤地质储量为4万亿吨，占全世界煤炭储量的近40%。目前我国烟煤、无烟煤等优质煤资源已经被充分利用，对褐煤的大规模开发利用刚刚开始。到1995年底，中国已探明褐煤保有储量1303亿吨，占全国煤炭储量的13%左右，在我国煤炭资源占有重要地位。我国的褐煤资源比较集中，目前在褐煤利用上却有三个问题。一是因为褐煤所在生产地经济欠发达，褐煤就地消化数量有限；二是需要大量煤的经济比较发达地区距离褐煤产地比较远，而对长距离运输高水分、低热值的褐煤在经济上是不合算的，尤其产地在内蒙古东北部褐煤，在北方寒冷的冬季高水分褐煤容易冻结成块，冻结车皮等，给装卸、运输等带来一些麻烦，这就是向外运输存在经济性问题；三是褐煤的高水分、高挥发份、高灰分， 也不利于长时间储存。褐煤的不易储存和运输的问题，导致褐煤资源主要被用于坑口发电。 而且，目前电煤普遍实行优质优价，由于水分高发热量低，吨煤售价低，导致了煤的销售收入减少。所以合理拓展褐煤利用途径，提高煤炭开采加工的经济性，满足经济发达地区对煤炭资源的需求，有必要对褐煤原煤进行脱水处理。褐煤干燥后，可大大提高褐煤的发热量，实现经济运输，改善锅炉燃烧的燃尽率和锅炉热效率，提高整个能源利用率。煤的干燥脱水技术很多，大体可分为机械脱水、非蒸发脱水和蒸发脱水三大类，蒸发脱水又包括直接脱水法和间接脱水法。其中蒸发脱水方式相对来说操作条件和方法较为简单，适合大量物料的制备，因此为了大量利用褐煤资源，国内外对褐煤的处理多利用蒸发干燥法，以下对其包括的直接干燥法和间接干燥法做了简单介绍一、直接干燥法又可以称为接触式干燥法，采用干燥气体与直接与褐煤接触加热褐煤，使其脱水，在我国目前已经投入使用的褐煤干燥技术多是使用此类干燥方法，以煤燃烧生成的热烟气作为干燥介质。这种方式设备最为简单，操作简便。但直接加热由于烟气温度较高，烟气与煤温差过大，煤块升温速率过快，煤块容易破裂形成很多细的粉末。国内运送褐煤主要两种方法，一是铁路运输，过多的细粉会造成大量的扬尘。二是装船海运，在用户附近港口卸载后装车运输，在码头装卸的过程中同样会造成大量的扬尘，很多情况下为了达到降低扬尘的效果，会进行喷水，而这样则使得干燥过的褐煤再次与水结合，破坏了干燥的效果。同时，以往的混合式直接加热由于烟气中含有一定量的粉尘，会吸附在被干燥的褐煤表面，影响了干燥后褐煤的美观性，使得其实际价值受到较大影响。二、间接干燥法间接加热干燥一般为管内加热介质/管外煤的方式，其中加热介质可以为蒸汽、油或热空气等。目前间接式干燥装置主要采用的是筒式外型。采用间接干燥方法，首先烟气和褐煤分开，中间传热热阻增大，使得煤颗粒的升温速率大大减缓，有效3地抑制了了煤块的破裂，减少了干燥后褐煤中细粉的比例，大大降低了运输的难度，同时褐煤与烟气分开也保证了褐煤不会被烟气中的粉尘污染，提高了干燥褐煤的美观度，提高了其商业价值。国外常常采用的褐煤干燥方式是利用高压高温饱和水蒸汽进行对褐煤的间接加热，由于相同压力下水的饱和温度一定，可以使加热过程中水蒸汽一直保持饱和状态，整个过程温度恒定，升温速率也比较平稳。但由于在连接头处无法实现滚动密封，因此为防止蒸汽泄漏，一般采用倾斜的固定筒式结构来进行加热。然而固定的结构会导致在煤的入口处的蒸汽管道存在较大的磨损，易导致因管壁磨损引起的蒸汽泄漏。
技术实现思路
针对上述已有褐煤干燥方法中直接干燥法加热速率快，煤块容易破裂，及间接干燥法无法实现滚动等问题，提出一种滚筒式烟气间接褐煤干燥系统及方法，从而解决温升速率过快，干燥温度分布不均及换热装置无法滚动带来的磨损等问题。本专利技术的技术方案如下一种滚筒式烟气间接褐煤干燥系统，其特征在于包括烟气发生装置、滚筒式烟气褐煤间接干燥装置、烟气侧引风机、褐煤通道侧引风机、冷凝塔和细粉分离装置，所述的滚筒式烟气褐煤间接干燥装置包括套筒式滚筒、机架和驱动装置；套筒式滚筒包括外筒和内筒，所述的外筒和内筒均由多根烟气管道焊接而成，内筒和外筒内壁上均焊接有导流叶片， 在内筒和外筒的中心处形成中心褐煤通道，在外筒和内筒之间形成环形褐煤通道；在内筒和外筒的一端设有褐煤入口管、水蒸气出口管和集气器，所述的烟气侧引风机通过集气器与内筒和外筒的多根烟气通道连通，水蒸气出口管与褐煤通道侧引风机相连接，褐煤入口管与所述的中心褐煤通道和环形褐煤通道相连接；在内筒和外筒的另一端设有干燥褐煤出口和烟气分布器，所述的烟气发生装置通过烟气分布器与内筒和外筒的多根烟气通道连通；干燥褐煤出口管与细粉分离装置相连接。本专利技术的技术特征还在于滚筒式烟气间接褐煤干燥系统还包括氮气发生装置， 在靠近烟气分布器一端设有氮气入口管，氮气发生装置通过氮气入口管与中心褐煤通道和环形褐煤通道相连接。本专利技术的又一技术其特征在于所述的烟气管道采用套管结构，由烟气通道外套管和绝热内套管构成，烟气通道外套管的内径为100-115mm;绝热内套管的内径为70 80mm，绝热内套管的长度占整个烟气管道的45% 55%。本专利技术提供的一种滚筒式烟气间接干燥褐煤方法，其特征在于该方法包括如下步骤I)由烟气发生装置产生的热烟气通过烟气分布器进入内筒和外筒的烟气管道；2)褐煤由煤仓通过褐煤入口管分别进入中心褐煤通道和环形褐煤通道，在导流叶片作用下与烟气管道内的烟气以逆流方式运动，烟气管道内的烟气对褐煤进行间接加热；3)经过换热的烟气通过烟气出口管通过烟气侧引风机作用离开滚筒，干燥过程中生成的水蒸气在褐煤通道侧引风机作用下进入冷凝塔，水蒸气在冷凝塔中冷凝供冷凝水用户利用；4)干燥后的褐煤经由干燥褐煤出口管进入细粉分离装置，分离出的大颗粒褐煤直接运至干燥褐煤用户处进行利用；5)分离出的细褐煤颗粒进入烟气发生装置进行燃烧，取代外部褐煤供应，实现循环使用。所述的烟气发生装置中产生的热烟气温度为400 500°C。上述滚筒式烟气间接干燥褐煤方法中，由氮气发生装置生成的氮气，通过布置于烟气分布器同侧的氮气入口管进入中心褐煤通道和环形褐煤通道，氮气与生成的水蒸气混合，并通过水蒸气出口进入冷凝塔分离，实现循环使用。本专利技术具有以下优点及突出性效果①本专利技术的滚筒为双层套筒式结构，筒壁由烟气通道管道焊接而成，投入的褐煤颗粒受到双层加热的效果，较之以往的单层加热，本技术方案增加了受热面积，使传热更加均匀烟气管道为套管结构，内部为绝热内套管，将烟气分为两部分，一部分加热前段褐煤，另一部分在通道中段与温度较低的第一部分烟气重新混合，使整个干燥过程的温度分布较为均匀，褐煤不会因局部加热速率过高而爆裂；③ 采用本滚筒式烟气间接干燥褐煤技术，在干燥过程中产生的细粉量大大降低，产生的细粉量约占总煤量的8%，这部分细粉经过细粉分离装置分离可直接在烟气发生装置内进行燃烧生成加热褐煤所需要的烟气，基本实现自给自足；④褐煤通道侧仅有氮气和水蒸气存在，通过冷凝塔可以将氮气和水完全分离，冷凝水可以直接进行利用，氮气循环利用，不存在直接干燥条件下烟气对水蒸气的污染问题；⑤褐煤煤灰灰熔点低，在烟气发生装置中可实现液态排渣，避免了粉尘的产生。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滚筒式烟气间接褐煤干燥系统，其特征在于：该干燥系统包括烟气发生装置（1）、滚筒式烟气褐煤间接干燥装置（2）、烟气侧引风机（3）、褐煤通道侧引风机（4）、冷凝塔（5）和细粉分离装置（7），所述的滚筒式烟气褐煤间接干燥装置包括套筒式滚筒（9）、机架（17）和驱动装置（18）；套筒式滚筒（9）包括外筒和内筒，所述的外筒和内筒均由多根烟气管道（19）焊接而成，内筒和外筒内壁上均焊接有导流叶片（10），在内筒和外筒的中心处形成中心褐煤通道（20a），在外筒和内筒之间形成环形褐煤通道（20b）；在内筒和外筒的一端设有褐煤入口管（11）、水蒸气出口管（16）和集气器（14），所述的烟气侧引风机（3）通过集气器（14）与内筒和外筒的多根烟气通道连通，水蒸气出口管（16）与褐煤通道侧引风机（4）相连接，褐煤入口管（11）与所述的中心褐煤通道（20a）和环形褐煤通道（20b）相连接；在内筒和外筒的另一端设有干燥褐煤出口（12）和烟气分布器（13），所述的烟气发生装置（1）通过烟气分布器（13）与内筒和外筒的多根烟气通道连通；干燥褐煤出口管（12）与细粉分离装置（7）相连接。

【技术特征摘要】
1.一种滚筒式烟气间接褐煤干燥系统，其特征在于该干燥系统包括烟气发生装置(I)、滚筒式烟气褐煤间接干燥装置(2)、烟气侧引风机(3)、褐煤通道侧引风机(4)、冷凝塔(5)和细粉分离装置(7)，所述的滚筒式烟气褐煤间接干燥装置包括套筒式滚筒(9)、机架(17)和驱动装置(18);套筒式滚筒(9)包括外筒和内筒，所述的外筒和内筒均由多根烟气管道(19)焊接而成，内筒和外筒内壁上均焊接有导流叶片(10)，在内筒和外筒的中心处形成中心褐煤通道(20a)，在外筒和内筒之间形成环形褐煤通道(20b);在内筒和外筒的一端设有褐煤入口管(11)、水蒸气出口管(16)和集气器(14)，所述的烟气侧引风机(3)通过集气器(14)与内筒和外筒的多根烟气通道连通，水蒸气出口管(16)与褐煤通道侧引风机(4)相连接，褐煤入口管(11)与所述的中心褐煤通道(20a)和环形褐煤通道(20b)相连接；在内筒和外筒的另一端设有干燥褐煤出口( 12)和烟气分布器(13)，所述的烟气发生装置(I)通过烟气分布器(13)与内筒和外筒的多根烟气通道连通；干燥褐煤出口管(12)与细粉分离装置(7)相连接。2.根据权利要求I所述的一种滚筒式烟气间接褐煤干燥系统，其特征在于滚筒式烟气间接褐煤干燥系统还包括氮气发生装置，在靠近烟气分布器(13) 一端设有氮气入口管(15)，氮气发生装置通过氮气入口管(15)与中心褐煤通道(20a)和环形褐煤通道(20b)相连接。3.根据权利要求I所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：晁俊楠，侯锡勇，王振山，
申请(专利权)人：霍林郭勒中加褐煤提质有限公司，青岛嘉能海诺电力设备有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：