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【煤炭干燥技术】煤炭干燥控制氧浓度的方法及系统
创建时间 2017-02-19 作者 【烘干机】 浏览 QQ留言 产品咨询 联系电话:13803857310

  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、无烟煤等优等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。

流化床烘干工艺  在现有技术中已有非常多种的烘干机来烘干煤炭,如流化床蒸汽烘干技术。在流化床烘干机内,蒸汽不仅能作为烘干介质而且还作为流化介质。因此,烘干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烘干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,原煤从烘干机的上部输入进去经过旋风分离器,蒸汽再被部分导回烘干机。烘干机所需能量是由从汽轮机出来的蒸汽提供。具体工艺流程如左图3所示。

  蒸汽空气联合烘干技术,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烘干技术,具体工艺流程如图4所示。它利用从冷凝器出来的热水作烘干介质,虽然热水烘干比过热蒸汽烘干在烘干速度和程度上要差,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℃后作为流化床烘干器的流化介质,同时49℃的热水作为流化床的烘干热源介质。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。

联合烘干技术

  滚筒式烘干技术,其烘干脱水技术工艺流程见下图5。滚筒式烘干机与其配套设施采用对流热交换方式,使煤炭烘干的全过程“密封给料、烘干脱水、密封排料”都在一台烘干主机上完成。烘干所用燃料是煤炭原煤。滚筒烘干技术采用高温烟气进行直接烘干,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,原煤滚筒烘干项目应用较少风险大。

  以上叙述的现有烘干技术,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。要么采用高温烟气烘干褐煤,烘干时损伤煤炭的挥发分,造成烘干过程安全性得不到保障。

  为了解决现有技术中存在的问题,豫晖公司投入大量资金,经过多年研究,提出一种煤炭烘干控制氧浓度的方法及系统。该方法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烘干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,实现烘干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。

  依据一技术方案,一种煤炭烘干控制氧浓度的方法采用逆流低温大风量来烘干煤炭,即烘干热介质气体(在烘干煤炭时一般温度在250℃以下的低温 ),且从烘干器的底部供风,从烘干器的上部出风,煤炭从烘干器的上部加入,煤炭从烘干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烘干器下部。

滚筒烘干技术

  依据第二技术方案,提供一种使用上述煤炭烘干控制氧浓度的方法的系统,使用煤炭烘干控制氧浓度系统包括煤粉仓101、煤粉炉沉降室104、换热器109、块煤烘干器202、末煤烘干器302、布袋除尘器401和引风机405,其特征在于,经过烘干器(块煤烘干器202、末煤烘干器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。利用在烘干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。以热烟气为烘干介质。

  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管外壁与换热器外壁组成一个封闭空间,在此空间内的一段开常温空气进风口,另外一段开热空气出风口。

  相比现有技术,该方法及系统所提供的控制氧气浓度的方法和系统,能够克服现有技术中热烟气的含湿度,和更低的氧含量,针对需要控制氧气浓度的末煤进行低湿度的烘干,针对不需要控制氧气浓度块煤采用低湿度的空气进行烘干,从而实现了较高的热效率和烘干过程的本质安全。在烘干的过程中,烘干尾气通常含有一部分粒度较小的煤粉,通过系统配置的布袋除尘器收集,并输出到煤粉仓,优先的采用煤粉喷吹热风炉,即保障了环境的质量,不需要磨粉,又烧掉较难运输扬尘的煤粉,煤粉喷吹热风炉是当前燃烧效率较高、消耗电力较少是炉型。

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