一種氣流床-流化床耦合的褐煤干燥裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置及方法，屬于褐煤干燥的技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)是W煤炭作為主要能源的國(guó)家，煤炭在能源結(jié)構(gòu)中占有70%左右的比份額， 并且在今后較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，該種能源結(jié)構(gòu)形式不會(huì)有很大變化。隨著世界能源的使用規(guī)模 不斷擴(kuò)大和能源資源的日漸短缺，大力開發(fā)低品位能源資源的應(yīng)用技術(shù)，被提到重要位置。
[0003] 褐煤是一種煤化度較低的煤種，隨著煙煤、無煙煤等優(yōu)質(zhì)煤資源的消耗，褐煤的大 規(guī)模開發(fā)利用提上日程。已探明的褐煤儲(chǔ)量約占我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量的13%左右，由于煤化度低， 褐煤存在著水分大、揮發(fā)分高、熱值低、易氧化等特點(diǎn)，導(dǎo)致褐煤應(yīng)用過程中存在適應(yīng)性差、 能耗高、易自燃等問題。此外，較高的含水量導(dǎo)致褐煤運(yùn)輸費(fèi)用增加，限制了褐煤資源的開 采規(guī)模和外運(yùn)利用的空間。因此，需對(duì)褐煤進(jìn)行干燥提質(zhì)，拓展其利用空間，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 力。
[0004] 中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102120215A公開了一種固體顆粒物料氣力分級(jí)預(yù)熱調(diào)濕方法及 裝置，該氣力分級(jí)預(yù)熱調(diào)濕裝置包括；相互連通的位于下部的下部流化床和位于該流化床 之上的上部氣流床，W及與該上部氣流床上部相連通的氣固分離器；固體顆粒物料由安裝 于該上部氣流床的固體顆粒物料供給口進(jìn)入該上部氣流床，進(jìn)入的固體顆粒物料在上部氣 流床和下部流化床中，在位于該下部流化床下部的熱風(fēng)介質(zhì)作用下，被分成上部小顆粒物 料預(yù)熱調(diào)濕層和下部大顆粒物料預(yù)熱調(diào)濕層；該上部小顆粒物料預(yù)熱調(diào)濕層的小顆粒物料 向氣固分離器流動(dòng)，其流動(dòng)過程中被干燥成濕度為6wt% -9wt%的產(chǎn)品物料，該產(chǎn)品物料 由設(shè)于氣固分離器底部的產(chǎn)品物料出口流出而被收集；該下部大顆粒物料預(yù)熱調(diào)濕層的大 顆粒物料由位于該下部流化床底端的大顆粒物料出料口出料，并送入粉碎裝置經(jīng)粉碎后作 為產(chǎn)品物料收集。在上述裝置中，當(dāng)固體顆粒物料進(jìn)入該上部氣流床后，其中含有的小顆 粒物料由于密度很小，在熱風(fēng)介質(zhì)作用下，上述小顆粒物料將在較短時(shí)間內(nèi)被熱風(fēng)介質(zhì)吹 出系統(tǒng)，從而停留時(shí)間較短，難W實(shí)現(xiàn)小顆粒物料的充分干燥，脫水率較低，而對(duì)于大顆粒 物料由于重量較大，較短時(shí)間就落到流化床層的底部，同樣難W實(shí)現(xiàn)充分干燥。此外，上述 裝置中采用熱風(fēng)作為干燥介質(zhì)，當(dāng)對(duì)褐煤進(jìn)行干燥處理時(shí)，容易發(fā)生爆炸，系統(tǒng)的安全性能 差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中的固體顆粒物料氣力分級(jí)預(yù)熱調(diào)濕 裝置，小顆粒物料和大顆粒物料均難W實(shí)現(xiàn)充分干燥，脫水率較低，從而提出一種對(duì)煤進(jìn)行 充分干燥同時(shí)實(shí)現(xiàn)水分回收利用的氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置及方法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0007] 一種氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置，其由下至上依次設(shè)有：
[000引流化床反應(yīng)器和氣流床反應(yīng)器，
[0009] 在所述流化床反應(yīng)器的中下部設(shè)有第一干燥熱源進(jìn)口，底部設(shè)有大粒徑煤出料 P;
[0010] 所述氣流床反應(yīng)器與所述流化床反應(yīng)器連通設(shè)置，所述氣流床反應(yīng)器的橫截面積 小于或等于所述流化床反應(yīng)器的橫截面積；所述氣流床反應(yīng)器上部設(shè)有濕煤進(jìn)料口，頂部 設(shè)有小粒徑煤出料口，中下部設(shè)有第二干燥熱源進(jìn)口。
[0011] 所述流化床反應(yīng)器和所述氣流床反應(yīng)器均設(shè)置為筒狀，所述流化床反應(yīng)器和所 述氣流床反應(yīng)器的直徑比為1:1-5:1，所述流化床反應(yīng)器和所述氣流床反應(yīng)器的高度比為 1:1-1:20。
[0012] 緊貼所述氣流床反應(yīng)器內(nèi)部側(cè)壁、與所述第二干燥熱源進(jìn)口連通設(shè)置一個(gè)環(huán)形布 氣管，所述環(huán)形布?xì)夤苌暇鶆蛟O(shè)有開口向下的布?xì)饪祝霾細(xì)饪椎目讖脚c所述環(huán)形布?xì)?管的直徑之比為1:3-1:6。
[0013] 在所述布?xì)饪滋幭蛳卵由煸O(shè)置噴氣管，所述噴氣管的垂直高度與所述環(huán)形布?xì)夤?的直徑之比為1:3-1:5。
[0014] 沿氣流方向所述噴氣管的內(nèi)徑逐漸變小，所有噴氣管的出口均為斜向下，且所述 噴氣管的出口在所述環(huán)形布?xì)夤苌系耐队拔挥谒霏h(huán)形布?xì)夤艿墓鼙谏稀?br>[0015] 所有噴氣管的出口均與沿該噴氣管所在圓周順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的切向速度成 1-30°角，或者所有噴氣管的出口均與沿該噴氣管所在圓周逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的切向速度 成1-30。角。
[0016] 所述干燥熱源為過熱蒸汽。
[0017] 在所述小粒徑煤出料口還依次連接設(shè)有除塵單元和水回收單元。
[0018] 一種基于所述的氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置的干燥工藝，具體如下：
[0019] (1)將濕煤原料輸入所述氣流床反應(yīng)器的上部，并分別從第一干燥熱源進(jìn)口和 第二干燥熱源進(jìn)口噴入干燥熱源，控制所述第一干燥熱源進(jìn)口處噴入干燥熱源的速率為 0. 2-2m/s，所述第二干燥熱源進(jìn)口處噴入干燥熱源的速率為2-8m/s，所述濕煤原料在重力 作用下將向下流動(dòng)；
[0020] (2)所述濕煤原料在向下流動(dòng)的過程中被分成上部的小粒徑煤和下部的大粒徑 煤，小粒徑煤在氣流床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行干燥，大粒徑煤先在氣流床反應(yīng)器中進(jìn)行初步干燥再 在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行二次干燥。
[0021] 將干燥后的小粒徑煤進(jìn)行除塵并分離得到蒸汽，將所述蒸汽進(jìn)行冷凝回收。
[0022] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0023] (1)本發(fā)明所述的氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置，通過由下至上連通設(shè)置 所述流化床反應(yīng)器和所述氣流床反應(yīng)器，并分別在所述流化床反應(yīng)器的中下部設(shè)有第一干 燥熱源進(jìn)口、在所述氣流床反應(yīng)器的中下部設(shè)有第二干燥熱源進(jìn)口，當(dāng)將濕煤原料從所述 氣流床反應(yīng)器的上部輸入，并分別從第一干燥熱源進(jìn)口和第二干燥熱源進(jìn)口噴入干燥熱 源，所述濕煤原料在重力作用下向下流動(dòng)的過程中被分成上部的小粒徑煤和下部的大粒徑 煤，從而實(shí)現(xiàn)將小粒徑煤在氣流床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行充分干燥，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)將大粒徑煤先在氣 流床反應(yīng)器中進(jìn)行干燥再在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行二次深度干燥；較之現(xiàn)有技術(shù)中的固體顆 粒物料氣力分級(jí)預(yù)熱調(diào)濕裝置，難W實(shí)現(xiàn)小顆粒物料的充分干燥，脫水率較低，而對(duì)于大顆 粒物料由于重量較大，較短時(shí)間就落到流化床層的底部，同樣難w實(shí)現(xiàn)充分干燥；本發(fā)明所 述的氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置，能夠一方面實(shí)現(xiàn)利用上部氣流床反應(yīng)器對(duì)小粒 徑煤進(jìn)行充分干燥，另一方面先利用上部氣流床反應(yīng)器對(duì)大粒徑煤進(jìn)行初步干燥，進(jìn)一步 利用流化床對(duì)所述大粒徑煤進(jìn)行二次深度干燥，從而最終對(duì)大粒徑煤和小粒徑煤均能實(shí)現(xiàn) 充分干燥，由此，本發(fā)明所述干燥裝置能有效提高對(duì)濕煤原料的總脫水率，同時(shí)提高單位時(shí) 間內(nèi)濕煤原料的處理量；
[0024] 此外，由于本發(fā)明是從第一干燥熱源進(jìn)口向氣流床反應(yīng)器中通入干燥熱源，并從 第二干燥熱源進(jìn)口向流化床反應(yīng)器中通入干燥熱源，即兩處干燥熱源的通入是彼此獨(dú)立 的，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)干燥熱源的通入量、溫度、壓力等參數(shù)進(jìn)行方便調(diào)節(jié)，從而本發(fā)明所述干 燥裝置能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)預(yù)處理濕煤原料的水分含量、粒徑分布、預(yù)期干燥效果等進(jìn)行方便調(diào) 整。
[0025] (2)本發(fā)明所述的氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置，通過將所述流化床反應(yīng) 器和所述氣流床反應(yīng)器均設(shè)置為筒狀，