專利名稱：高水分低階原煤制備干煤粉的制備工藝及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工行業(yè)煤氣化的干煤粉制備工藝及系統(tǒng)，具體的說是一種高水分低階原煤制備干煤粉的制備工藝及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國低階煤資源豐富，大部分低階煤具有高揮發(fā)分、高水分、高灰分、低熱值等特點(diǎn)，長期被視作一種劣質(zhì)煤炭資源，限制了低階煤資源的合理開發(fā)利用。伴隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，國內(nèi)煤炭資源出現(xiàn)緊張。許多行業(yè)如煤炭、電力、冶金、化工等不約而同考慮選擇低階煤作為原料進(jìn)行生產(chǎn)，隨著石油價(jià)格和其他一次能源價(jià)格的大幅上漲，煤化工也開始采用低階煤作為生產(chǎn)原料。低階煤由于其高水分的特點(diǎn)(水分25_50%wt)，成漿性能差，原煤不適合作為水煤漿氣化的生產(chǎn)原料。而現(xiàn)有干煤粉氣化對(duì)煤的水分和粒度要求較高，若直接采用傳統(tǒng)的磨煤干燥方法，由于磨煤機(jī)能力(主要是干燥能力)的限制，為了滿足干燥出力而增加設(shè)備的數(shù)量，從而增加投資，同時(shí)為了滿足干燥能力而增大磨煤機(jī)型號(hào)而導(dǎo)致研磨能力富余太多，會(huì)增加磨煤機(jī)在運(yùn)行時(shí)的不穩(wěn)定性，如磨煤機(jī)振動(dòng)等。由于化工煤氣化裝置磨煤干燥系統(tǒng)干燥熱源主要來自燃燒燃料(一般為合成氣CCHH2、天然氣、城市煤氣、柴油等)產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓苯硬捎酶咚值牡碗A原煤進(jìn)行磨煤干燥，增加了高品質(zhì)燃料的消耗。由于合成氣一般為下游產(chǎn)品的生產(chǎn)原料，若為了干燥煤的水分而增加合成氣的耗量，會(huì)導(dǎo)致氣化爐產(chǎn)氣量的增大，從而導(dǎo)致氣化爐選型或裝置設(shè)置的變化，從而增加投資和運(yùn)行成本。若采用天然氣或柴油作為燃料，則 運(yùn)行成本則會(huì)大大增加。化工裝置根據(jù)全廠各裝置蒸汽用戶的需求，會(huì)富余低品質(zhì)的低壓蒸汽，一般用在廠區(qū)各生產(chǎn)裝置的采暖、伴熱，多余的低壓蒸汽送出廠區(qū)作為民用的采暖或做其他用途，蒸汽在遠(yuǎn)距離輸送過程中的熱損失，以及蒸汽冷凝液難以回收等問題，導(dǎo)致了化工廠低品質(zhì)蒸汽難以得到有效的利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種能夠采用高水分低階原煤制備滿足化工裝置要求的干煤粉的工藝方法。高水分低階原煤經(jīng)過預(yù)干燥除去大部分的水分，再進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)行研磨和二次干燥，生產(chǎn)滿足煤氣化裝置嚴(yán)格要求的煤粉。具有工藝流程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、能耗低、投資少等特點(diǎn)。本發(fā)明還提供一種用于上述工藝的系統(tǒng)。本發(fā)明系統(tǒng)包括依次連接的給料機(jī)、預(yù)干燥機(jī)、干煤輸送機(jī)、磨前煤倉、計(jì)量給料機(jī)、磨煤機(jī)、干煤粉分離器、第一旋轉(zhuǎn)給料機(jī)、干煤粉輸送機(jī)以及干煤粉倉。所述預(yù)干燥機(jī)的尾氣出口連接煤粉分離器，所述煤粉分離器的廢氣出口連接排風(fēng)機(jī)、粉塵出口經(jīng)第二旋轉(zhuǎn)給料機(jī)和煤粉輸送機(jī)連接干煤輸送機(jī)。所述磨機(jī)煤還與惰性氣體發(fā)生器連接。
所述干煤粉分離器的循環(huán)氣出口經(jīng)風(fēng)機(jī)與惰性氣體發(fā)生器連接。本發(fā)明高水分低階原煤制備干煤粉的制備工藝，包括將高水分原煤經(jīng)給料機(jī)送入預(yù)干燥機(jī)，在第一干燥劑的存在下間接換熱進(jìn)行預(yù)干燥，再經(jīng)干煤輸送機(jī)輸送至干磨前煤倉，再經(jīng)過計(jì)量給料機(jī)送入磨煤機(jī)中在第二干燥劑的存在下進(jìn)行研磨和二次直接干燥，研磨合格的煤粉由第二干燥劑輸送到煤粉分離器，分離出的煤粉經(jīng)第一旋轉(zhuǎn)給料機(jī)和干煤粉輸送機(jī)送到煤粉倉進(jìn)行貯存。所述經(jīng)預(yù)干燥機(jī)干燥后產(chǎn)生的含塵廢氣經(jīng)尾氣出口送入煤粉分離器，分離出的廢氣經(jīng)排風(fēng)機(jī)排出，分離出的煤粉再經(jīng)第二旋轉(zhuǎn)給料機(jī)和煤粉輸送機(jī)送煤粉輸送機(jī)中。所述煤粉分離器分離出的第二干燥劑作為循環(huán)氣體由風(fēng)機(jī)送入惰性氣體發(fā)生器中，與惰性氣體發(fā)生器產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂驼{(diào)節(jié)氣混合后重新作為第二干燥劑回送至磨煤機(jī)，所述調(diào)節(jié)氣是指N2或CO2。所述循環(huán)氣體中的70-80%體積的循環(huán)氣體回送至惰性氣體發(fā)生器，其余部分外排?？刂祁A(yù)干燥后的干煤水分降至質(zhì)量百分比5-15%，第一干燥劑采用低壓蒸汽，預(yù)干燥機(jī)的尾氣排放溫度高于尾氣露點(diǎn)20-30°C ;控制經(jīng)過磨煤機(jī)研磨和二次干燥后的干煤水分為質(zhì)量百分比2-10%,磨煤機(jī) 的氧含量< 8%vol,進(jìn)磨機(jī)第二干燥劑溫度為120_300°C,壓力為0-20kPa ;磨煤機(jī)出口第二干燥劑溫度為90-110°C，壓力為-3_0kPa，所述第二干燥劑為惰性氣體發(fā)生器產(chǎn)生的高溫?zé)煔狻⒀h(huán)氣體和調(diào)節(jié)氣的混合氣體。所述預(yù)干燥機(jī)優(yōu)選采用管式干燥機(jī)，煤粉分離器優(yōu)選采用袋式除塵器，所述煤粉輸送機(jī)優(yōu)選為刮板輸送機(jī)或螺旋輸送機(jī)，所述干煤輸送機(jī)優(yōu)選為刮板輸送機(jī)，干煤粉分離器優(yōu)選采用袋式過濾器。所述惰性氣發(fā)生器的燃料一般為合成氣(C0+H2)、天然氣、城市煤氣、柴油、LPG等中的一種或多種，燃?xì)庠诙栊詺怏w發(fā)生器中燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?。磨煤機(jī)中可同時(shí)加入添加劑，如高嶺土或石灰石等，與煤一同混磨，添加量優(yōu)選為原煤量的質(zhì)量百分比1-5%。所述低壓蒸汽的壓力優(yōu)選為O. 4-0. 5MPag，溫度優(yōu)選為150_180°C。本發(fā)明工藝方法的優(yōu)點(diǎn)(I)本發(fā)明工藝方法通過預(yù)干燥和二次干燥，對(duì)高水分低階煤的干煤粉制備提供了流程簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)可行的工藝方法。預(yù)干燥采用低品質(zhì)蒸汽作為干燥齊U，提高了化工廠低品質(zhì)蒸汽的利用效率，大大降低了煤粉干燥的成本。同時(shí)由于干煤水分降低，減少了磨煤機(jī)的配置，從而降低了煤氣裝置的投資。(2)預(yù)干燥機(jī)采用管式干燥機(jī)，屬于間接換熱，采用化工裝置富余的低壓蒸汽作為第一干燥劑，可控制安全的干燥溫度范圍，使預(yù)干燥過程中具有可控性和安全措施，防止褐煤由于溫度過高揮發(fā)分氣體逸出。(3)與原煤一起進(jìn)入預(yù)干燥機(jī)內(nèi)的空氣吸收了水分以后在煤粉分離器內(nèi)與煤粉分離后排入大氣。由于在低溫下進(jìn)行的預(yù)干燥過程，主要是以干燥煤粒為主，煤的組分基本沒有發(fā)生變化，揮發(fā)份氣體沒有逸出，排放的氣體符合環(huán)保的要求。(4)干燥設(shè)備成熟可靠，控制簡(jiǎn)單，通過檢測(cè)干燥機(jī)出口干煤的水分，來確定干燥機(jī)進(jìn)口原煤的給料量或蒸汽流量，干燥能力通過調(diào)整干燥機(jī)的轉(zhuǎn)速或蒸汽壓力和流量實(shí)現(xiàn)。本干燥工藝對(duì)環(huán)境的影響較小，基本無廢棄物排放。(5)煤的研磨及二次干燥采用閉式循環(huán)，減少了燃料氣和惰性氣體的消耗，符合節(jié)能減排的要求。煤粉分離采用一級(jí)袋式除塵的方式，使流程大為簡(jiǎn)化、設(shè)備少、分離效果好、運(yùn)行可靠、設(shè)備阻力小，廢氣中的含塵量完全大大低于國家標(biāo)準(zhǔn)。(7)煤的研磨及二次干燥采用微負(fù)壓，防止煤粉在輸送過程中泄露，同時(shí)為惰性化系統(tǒng)，防止煤粉在系統(tǒng)發(fā)生自燃或爆炸。(8)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高水分低階煤的預(yù)干燥、研磨和二次干燥的結(jié)合，流程簡(jiǎn)單、操作靈活、安全可靠、運(yùn)行成本低、潔凈環(huán)保，生產(chǎn)的煤粉完全滿足化工行業(yè)干煤粉氣化裝置對(duì)煤粉的粒度和水分的要求。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)圖暨流程圖。其中1-預(yù)干燥煤倉、2-給料機(jī)、3-預(yù)干燥機(jī)、3.1-尾氣出口、4-煤粉分離器、
4.1 -廢氣出口、4. 2-粉塵出口、5-排風(fēng)機(jī)、6-第二旋轉(zhuǎn)給料機(jī)、7-煤粉輸送機(jī)、8-干煤輸送機(jī)、9-磨前煤倉、10-計(jì)量給料機(jī)、11-磨煤機(jī)、12-計(jì)量給料機(jī)、13-干煤粉分離器、13.1-循環(huán)氣出口、14-風(fēng)機(jī)、15-惰性氣體發(fā)生器、16-第一旋轉(zhuǎn)給料機(jī)、17-干煤粉輸送機(jī)、18-干煤粉倉。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明系統(tǒng)的連接關(guān)系進(jìn)行描述

本發(fā)明系統(tǒng)包括依次連接的預(yù)干燥煤倉1、給料機(jī)2、預(yù)干燥機(jī)3、干煤輸送機(jī)8、磨前煤倉9、計(jì)量給料機(jī)10、磨煤機(jī)11、干煤粉分離器13、第一旋轉(zhuǎn)給料機(jī)16、干煤粉輸送機(jī)17以及干煤粉倉18。其中，所述預(yù)干燥機(jī)3的尾氣出口 3.1連接煤粉分離器4，所述煤粉分離器4的廢氣出口 4.1連接排風(fēng)機(jī)5、粉塵出口 4. 2經(jīng)第二旋轉(zhuǎn)給料機(jī)6和煤粉輸送機(jī)7連接干煤輸送機(jī)8。所述干煤粉分離器13的循環(huán)氣出口 13.1經(jīng)風(fēng)機(jī)14與惰性氣體發(fā)生器15連接。所述預(yù)干燥機(jī)3采用管式干燥機(jī)，煤粉分離器4采用袋式除塵器，所述煤粉輸送機(jī)7為刮板輸送機(jī)或螺旋輸送機(jī)，所述干煤輸送機(jī)8為刮板輸送機(jī),干煤粉分離器13米用袋式過濾器，干煤粉輸送機(jī)17為刮板輸送機(jī)或螺旋輸送機(jī)。工藝實(shí)施例將預(yù)干燥煤倉I中的原煤(粒度彡IOmm,水分25_50%wt)送入預(yù)干燥機(jī)3中，向預(yù)干燥機(jī)3 (干煤出口溫度為110-120°C)中通入第一干燥劑低壓過熱蒸汽(O. 45MPag，170°C)對(duì)原煤進(jìn)行間接換熱干燥，經(jīng)過干燥后的干煤(粒度< 10_，水分5%-15%wt)經(jīng)過干煤輸送機(jī)8送入磨前煤倉9貯存，預(yù)干燥機(jī)3中的干燥尾氣(露點(diǎn)為80°C)經(jīng)過煤粉分離器4過濾后經(jīng)過排風(fēng)機(jī)5排放到大氣中，預(yù)干燥機(jī)的尾氣排放溫度100-110°C ;經(jīng)過煤粉分離器4分離收集后的煤粉經(jīng)過第二旋轉(zhuǎn)給料機(jī)6、煤粉輸送機(jī)7、干煤輸送機(jī)8送入磨前煤倉9貯存。磨前煤倉9中的干煤經(jīng)過計(jì)量給料機(jī)10給料到磨煤機(jī)11中，同時(shí)由循環(huán)氣、高溫?zé)煔夂驼{(diào)節(jié)氣混合的第二干燥劑經(jīng)惰性氣體發(fā)生器15送入出口為微負(fù)壓(-3-0kPa)、一次風(fēng)進(jìn)口為正壓(3-20kPa)的帶分離器的磨煤機(jī)3 (中速磨煤機(jī))中，磨煤機(jī)3入口一次風(fēng)溫度在120-300°C，出口溫度為90-110°C，露點(diǎn)溫度為50 70°C，磨煤機(jī)13中可經(jīng)計(jì)量給料機(jī)12同時(shí)加入添加劑石灰石，與煤一同混磨，惰性氣體發(fā)生器15燃料為合成氣，開車和點(diǎn)火用燃料為天然氣，干煤在被磨煤機(jī)11研磨的同時(shí)被第二干燥劑直接接觸干燥，(控制經(jīng)過磨煤機(jī)11研磨和二次干燥后的干煤水分為質(zhì)量百分比2-10%,磨煤機(jī)11的氧含量< 8%vol)煤粉同時(shí)被第二干燥劑輸送至干煤粉分離器13中進(jìn)行分離收集(進(jìn)磨機(jī)第二干燥劑溫度為120-300°C，壓力為0-20kPa ;磨煤機(jī)出口第二干燥劑溫度為90-11 (TC，壓力為_3_0kPa)，分離收集后的煤粉通過第一旋轉(zhuǎn)給料機(jī)16和干煤粉輸送機(jī)17送至干煤粉倉18貯存；分離后的第二干燥劑作為循環(huán)氣體經(jīng)循環(huán)氣出口 13.1通過風(fēng)機(jī)14加壓至12kPag后，其中氣體體積的20 30%通過直接向大氣排放而將水分排出，其余氣體體積的70 80%進(jìn)入惰性氣體發(fā)生器15中重新加熱，循環(huán)使用，并和摻入的高溫?zé)煔饧罢{(diào)節(jié)氣混合后繼續(xù)作為第二干燥劑使用(循環(huán)氣體與高溫?zé)煔饧罢{(diào)節(jié)氣的摻入質(zhì)量比為12:1:1)。為控制干燥劑中的水分和氧含量，向循環(huán)系統(tǒng)中補(bǔ)充調(diào)節(jié)氣(N2或CO2),保證系統(tǒng)的露點(diǎn)和氧含量滿足要求，其補(bǔ)入量可根據(jù)檢測(cè)到的系統(tǒng)的露點(diǎn)和氧含量進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。經(jīng)本發(fā)明工藝制備的干煤粉水分含量、粒度、溫度等性能，完全滿足下游工序的煤氣化行業(yè)中的干粉氣化要求。下表為采用本發(fā)明實(shí)施的某項(xiàng)目數(shù)據(jù)1、原煤的數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種高水分低階原煤制備干煤粉的系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的給料機(jī)、預(yù)干燥機(jī)、干煤輸送機(jī)、磨前煤倉、計(jì)量給料機(jī)、磨煤機(jī)、干煤粉分離器、第一旋轉(zhuǎn)給料機(jī)、干煤粉輸送機(jī)以及干煤粉倉。
2.如權(quán)利要求1所述的高水分低階原煤制備干煤粉的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)干燥機(jī)的尾氣出口連接煤粉分離器，所述煤粉分離器的廢氣出口連接排風(fēng)機(jī)、粉塵出口經(jīng)第二旋轉(zhuǎn)給料機(jī)和煤粉輸送機(jī)連接干煤輸送機(jī)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高水分低階原煤制備干煤粉的系統(tǒng)，其特征在于，所述磨機(jī)煤還與惰性氣體發(fā)生器連接。
4.如權(quán)利要求3所述的高水分低階原煤制備干煤粉的系統(tǒng)，其特征在于，所述干煤粉分離器的循環(huán)氣出口經(jīng)風(fēng)機(jī)與惰性氣體發(fā)生器連接。
5.一種高水分低階原煤制備干煤粉的制備工藝，其特征在于，高水分原煤經(jīng)給料機(jī)送入預(yù)干燥機(jī)，在第一干燥劑的存在下進(jìn)行預(yù)干燥，再經(jīng)干煤輸送機(jī)輸送至干磨前煤倉，再經(jīng)過計(jì)量給料機(jī)送入磨煤機(jī)中，在第二干燥劑的存在下進(jìn)行研磨和二次干燥，研磨合格的煤粉由第二干燥劑輸送到煤粉分離器，分離出的煤粉經(jīng)第一旋轉(zhuǎn)給料機(jī)和干煤粉輸送機(jī)送到煤粉倉進(jìn)行貯存。
6.如權(quán)利要求5所述的高水分低階原煤制備干煤粉的制備工藝，其特征在于，所述經(jīng)預(yù)干燥機(jī)干燥后產(chǎn)生的含塵廢氣經(jīng)尾氣出口送入煤粉分離器，分離出的廢氣經(jīng)排風(fēng)機(jī)排出，分離出的煤粉再經(jīng)第二旋轉(zhuǎn)給料機(jī)和煤粉輸送機(jī)送煤粉輸送機(jī)中。
7.如權(quán)利要求5所述的高水分低階原煤制備干煤粉的制備工藝，其特征在于，所述煤粉分離器分離出的第二干燥劑作為循環(huán)氣體由風(fēng)機(jī)送入惰性氣體發(fā)生器中，與惰性氣體發(fā)生器產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂驼{(diào)節(jié)氣混合后重新作為第二干燥劑回送至磨煤機(jī)，所述調(diào)節(jié)氣是指N2 或0)2。
8.如權(quán)利要求7所述的高水分低階原煤制備干煤粉的制備工藝，其特征在于，所述循環(huán)氣體中的70-80%體積的循環(huán)氣體回送至惰性氣體發(fā)生器，其余部分外排。
9.如權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的高水分低階原煤制備干煤粉的制備工藝，其特征在于，控制預(yù)干燥后的干煤水分降至質(zhì)量百分比5-15%，第一干燥劑采用低壓蒸汽，預(yù)干燥機(jī)的尾氣排放溫度高于尾氣露點(diǎn)20-30°C ;控制經(jīng)過磨煤機(jī)研磨和二次干燥后的干煤水分為質(zhì)量百分比2-10%，磨煤機(jī)的氧含量< 8%vol，進(jìn)磨機(jī)第二干燥劑溫度為120-300°C，壓力為0-20kPa ;磨煤機(jī)出口第二干燥劑溫度為90-110°C，壓力為-3_0kPa，所述第二干燥劑為惰性氣體發(fā)生器產(chǎn)生的高溫?zé)煔?、循環(huán)氣體和調(diào)節(jié)氣的混合氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高水分低階原煤制備干煤粉的制備工藝及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有原煤制備干煤粉的制備工藝中難以使用高水分低階煤為原料，脫水效果不佳、工藝復(fù)雜、能耗高、運(yùn)行成本高的問題。技術(shù)方案包括將高水分原煤經(jīng)給料機(jī)送入預(yù)干燥機(jī)，在第一干燥劑的存在下進(jìn)行預(yù)干燥，再經(jīng)干煤輸送機(jī)輸送至干磨前煤倉，再經(jīng)過計(jì)量給料機(jī)送入磨煤機(jī)中在第二干燥劑的存在下進(jìn)行研磨和二次干燥，研磨合格的煤粉由第二干燥劑輸送到煤粉分離器，分離出的煤粉經(jīng)第一旋轉(zhuǎn)給料機(jī)和干煤粉輸送機(jī)送到煤粉倉進(jìn)行貯存。本發(fā)明系統(tǒng)用于上述工藝方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高水分低階原煤制備干煤粉，工藝流程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、能耗低、投資少。
文檔編號(hào)C10L5/00GK103060038SQ201210570270
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者李澤海, 陳鋼, 黃學(xué)群, 楊建國, 曾鎮(zhèn), 任敬 申請(qǐng)人:中國五環(huán)工程有限公司