高揮發性煤粉迴轉乾燥工藝的製作方法

2023-06-21 08:08:06 1

專利名稱：高揮發性煤粉迴轉乾燥工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種煤粉乾燥工藝，具體地說是一種高揮發性煤粉迴轉乾燥工藝。
背景技術：
我們知道，揮發份含量大於20％的煤粉，屬於易燃易爆的煤粉。達到爆炸極限的煤粉，無論在封閉空間或在敞開空間，在氧含量合適的情況下(一般大於15％)遇到點火源就會引起爆炸燃燒。輕則損壞設備，重則造成人員傷亡，給安全生產帶來很大的隱患。這就要求煤粉乾燥的工藝要充分考慮到導致煤粉爆炸的各種可能性，最大限度地將隱患消除。
國內目前應用於煤粉的乾燥工藝主要有氣流乾燥、流化床乾燥和轉筒乾燥。
氣流乾燥氣流乾燥機用於煤粉的乾燥，在工程中已有大量的應用。在乾燥處理揮發份＞10％以上的煤粉時，由於乾燥過程中氣流帶著物料和管壁劇烈摩擦容易產生靜電給安全生產帶來隱患。當煤粉的水分較大時，物料易粘壁、易堵塞管道導致系統著火爆炸，造成安全事故。同時旋風除塵器也容易粘壁阻塞，系統很難較長時間運轉。一般生產過程中乾燥介質加入惰性氣體控制氣流乾燥機的進氣氧含量作為主要的防爆措施。但氣流乾燥系統的能耗較高。大量的煤粉乾燥系統的爆炸在文獻和資料中時有出現，說明該乾燥工藝不適合於易燃易爆煤粉的乾燥處理。
流化床乾燥流化床乾燥機用於乾燥煤粉有使用但較少。乾燥系統單機處理量小不能滿足大規模生產的要求，且需要定期清理流化床乾燥機的布風板和清除床體內的顆粒物料。乾燥過程中物料容易結塊導致死床現象。流化床乾燥系統對進料要求比較嚴格，比如物料的粒級分布和物料的水分變化，粒級分布太寬水分變化範圍太大都會影響流花床乾燥機的正常流態化，會導致溝流、騰湧和死床現象。頻繁的開停機就給安全生產帶來隱患。在乾燥易燃易爆煤粉時流化床乾燥系統進風一般使用惰性氣體來控制進風的氧含量作為防爆的主要措施。但資料和文獻均有該裝置應用於高危的易燃易爆的煤粉乾燥時有爆炸現象發生。
轉筒乾燥轉筒乾燥機以大量應用於煤粉、煤泥和原煤的乾燥。在烘乾揮發份小於20％的煤粉、煤泥及原煤的乾燥時，一般生產過程中乾燥介質用燃燒煙氣(燃煤煙氣、燃油煙氣等)作為乾燥介質。典型的優點就是處理量大、運轉穩定。缺點是佔地面積較大，由於採用直接烘乾，尾氣的熱損失造成系統能耗較大。在處理揮發份大於20％煤粉、煤泥及原煤的乾燥時，一般湧惰性氣體控制乾燥機的進氣氧含量作為主要的防爆措施。但也有文獻資料報導有爆炸現象發生，給國家生產造成很大的損失。

發明內容
本發明為克服上述現有技術的不足，提供一種工藝簡單、安全可靠的揮發份大於20％的高揮發性煤粉迴轉乾燥工藝。
本發明的目的是採用下述技術方案實現的一種高揮發性煤粉迴轉乾燥工藝，包括氮氣閉路循環流程和煤粉流程；系統正常運行時，起始狀態的低溫低溼氮氣從氮氣儲氣罐出來，被加熱器加熱後，送入蒸汽迴轉乾燥機內，與溼煤粉充分混合，與蒸發的水分和部分幹煤粉一起離開乾燥機，進入一級除塵器，絕大部分煤粉在除塵器裡被分離；然後，氮氣與蒸發的水分和微量煤粉進入二級除塵器，經過二級除塵後，系統中的煤粉顆粒可視為0，氮氣與蒸發的水分的混合氣體經過循環風機的壓送，先在表冷器裡進行冷卻，再經過除霧器的作用，把混合氣體中的水分除去，送入氮氣儲氣罐，回到低溫低溼的起始態，完成閉路循環過程。
所述的煤粉流程為溼煤粉經進料絞龍輸送至蒸汽迴轉乾燥機，在蒸汽迴轉乾燥機內部，溼煤粉與蒸汽迴轉乾燥機內的蒸汽盤管進行傳質傳熱運動，溼煤粉中的水分被加熱後蒸發，蒸發出的水分被載溼氣體帶走；煤粉乾燥後溫度逐漸上升，在迴轉乾燥機出料口部位，煤粉完全乾燥至額定值，表面溫度升至最高，然後落入出料罩內，經過蒸汽迴轉乾燥機關風器落入輸送絞龍A，再經輸送絞龍B把乾燥後的熱煤粉輸送至迴轉冷卻機內，在迴轉冷卻機的冷卻下，熱煤粉逐漸冷卻至額定值，然後在迴轉冷卻機的出料口落入煤粉倉。
本發明蒸汽迴轉乾燥機運轉穩定，乾燥需要的熱量主要由乾燥機內的列管提供。單位容積的乾燥能力是常規間接加熱乾燥機的3倍左右，熱效率高達80～90％。載溼氣體氣體用量小，要求系統的除塵設備規格小，相對簡單可靠。氮氣作為載溼氣體的閉路循環乾燥工藝應用於易燃易爆煤粉乾燥處理的場合，對生產安全性提供了可靠的保證。在整個乾燥過程中全是氮氣環境，避免了爆炸的危險性，採用了閉路循環使得氮氣用量很少節約了成本。


附圖為本發明的工藝流程圖。
其中1.蒸汽換熱器，2.緩衝器，3.除霧器，4.表冷器，5.循環風機，6.二級布袋除塵器，7.一級布袋除塵器，8.氮氣罐，9.迴轉冷卻機，10.輸送絞龍C，11.輸送絞龍B，12.輸送絞龍A，13.蒸汽迴轉乾燥機，14.進料絞龍具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
高揮發性的煙煤粉，進料水分≤10％，要求乾燥後的出料水分≤1％。原料為粉狀顆粒。粒級分布如下≤1mm，其中0-0.5mm(35目)佔95％。煤粉的揮發份(Vr)含量為36.3％，在溫度25--200℃時，揮發份損失率為1.41％。揮發出氣態產物質量百分比甲烷42.8％、氫11.3％、二氧化碳35.5％、一氧化碳3.64％、游離碳6.73％。
從氧濃度和煤粉濃度(即風粉混合物濃度)方面來講，當煤粉濃度達到爆炸標準而氧濃度未能達到爆炸標準或者氧濃度能達到爆炸標準而煤粉濃度未達到爆炸標準時，煤粉系統沒有發生爆炸的危險。因此，在乾燥過程中用惰性氣體作為載溼介質，被成功的應用於許多易燃易爆物料的處理上。控制系統中介質的氧含量在臨界值以下，系統就不會有燃爆的現象。氧含量的臨界值，對於不同的煤粉是不一樣的，這需要通過爆炸性試驗確定。對於易燃易爆煤粉的乾燥，選用氮氣作為載溼氣體。
蒸汽迴轉乾燥機是迴轉乾燥機的一種，與常規迴轉乾燥機的差別在於筒內安置了加熱管整個乾燥機，以同心園方式排成1～4圈，乾燥所需熱量絕大部分由加熱管提供，物料在乾燥器內受到加熱管的升舉和攪拌作用傾斜度從乾燥器的較高一端向較低一端移動，並從設在較低端的排料口排出。汽化出的水分被載溼氣體帶出乾燥機，載溼氣體脫水後可循環使用。蒸汽迴轉乾燥機特別適用於易燃、易爆物料乾燥的場合。
從理論上來講，乾燥介質的溫度越高，介質與物料之間的換熱效果越好。但溫度又受物料特性和熱源的限制，主要是物料特性的制約。根據煤質變化情況，當煤粉可燃基揮發份Vr＝12~40％時，適當調整乾燥機出口乾燥介質和煤粉混合物的溫度在70~120℃範圍內。採用空氣作為乾燥介質時，對非易燃性的燃料(Vr＜10％)，溫度可適當提高；對易著火的燃料，如煙煤時，熱風溫度的選定應使乾燥機出口處乾燥介質和煤粉混合物的溫度不超過120℃；對褐煤，混合物溫度不應超過100℃；用惰性介質作為載溼氣體時溫度可以取較高值但不能超過120℃。特殊情況，應通過試驗確定。
物料在轉筒內停留時間必須大於物料乾燥所需的時間，才能保證產品的乾燥要求。物料在筒體內的停留時間與筒體長度、內徑、轉速、水平傾角、結構(有無抄板)及物料自然傾角等因素有關，可用下面公式計算。=mKzDinsin;]]>τ——物料停留時間(min)；m、K——係數，由下表選取；Di-——筒體內徑；n——轉速，r/min；β——物料密度，kg/m3。
係數m、K

實施例對揮發份36.3％的煙煤進行如下乾燥，如圖1所示，溼煤粉經進料絞龍14輸送至蒸汽迴轉乾燥機13，在蒸汽迴轉乾燥機13內部，溼煤粉與蒸汽迴轉乾燥機13內的蒸汽盤管進行傳質傳熱運動，溼煤粉中的水分被加熱後蒸發，蒸發出的水分被載溼氣體帶走。煤粉乾燥後溫度逐漸上升，在迴轉乾燥機出料口部位，煤粉完全乾燥至額定值，表面溫度升至最高，然後落入出料罩內，經過蒸汽迴轉乾燥機13關風器落入輸送絞龍A12、輸送絞龍B11、輸送絞龍C10把乾燥後的熱煤粉輸送至迴轉冷卻機9內，在迴轉冷卻機9的冷卻下，熱煤粉逐漸冷卻至額定值，然後在迴轉冷卻機9的出料口落入煤粉倉。
系統正常運行時，起始狀態的低溫低溼氮氣從氮氣儲氣罐出來，被蒸汽換熱器1加熱後，送入蒸汽迴轉乾燥機13內，與溼煤粉充分混合，與蒸發的水分和部分幹煤粉一起離開乾燥機，進入一級布袋除塵器7，絕大部分煤粉在除塵器裡被分離。然後，氮氣與蒸發的水分和微量煤粉進入二級布袋除塵器6，經過二級除塵後，系統中的煤粉顆粒可視為0。氮氣與蒸發的水分的混合氣體經過循環風機5的壓送，先在表冷器4裡進行冷卻，再經過除霧器3、緩衝器2的作用，把混合氣體中的水分除去，送入氮氣罐8，回到低溫低溼的起始態，完成閉路循環過程。
權利要求
1.一種高揮發煤粉乾燥工藝，其特徵在於包括氮氣閉路循環流程和煤粉流程；氮氣閉路循環流程系統正常運行時，起始狀態的低溫低溼氮氣從氮氣儲氣罐出來，被加熱器加熱後，送入蒸汽迴轉乾燥機內，與溼煤粉充分混合，與蒸發的水分和部分幹煤粉一起離開乾燥機，進入一級除塵器，絕大部分煤粉在除塵器裡被分離；然後，氮氣與蒸發的水分和微量煤粉進入二級除塵器，經過二級除塵後，氮氣與蒸發的水分的混合氣體經過循環風機的壓送，先在表冷器裡進行冷卻，再經過除霧器的作用，把混合氣體中的水分除去，送入氮氣儲氣罐，回到低溫低溼的起始態，完成閉路循環過程；煤粉流程溼煤粉經進料絞龍輸送至蒸汽迴轉乾燥機，在蒸汽迴轉乾燥機內部，溼煤粉與蒸汽迴轉乾燥機內的蒸汽盤管進行傳質傳熱運動，溼煤粉中的水分被加熱後蒸發，蒸發出的水分被載溼氣體帶走；煤粉乾燥後溫度逐漸上升，在迴轉乾燥機出料口部位，煤粉完全乾燥至額定值，表面溫度升至最高，然後落入出料罩內，經過蒸汽迴轉乾燥機關風器落入輸送絞龍A，再經輸送絞龍B把乾燥後的熱煤粉輸送至迴轉冷卻機內，在迴轉冷卻機的冷卻下，熱煤粉逐漸冷卻至額定值，然後在迴轉冷卻機的出料口落入煤粉倉。
全文摘要
本發明涉及一種高揮發煤粉乾燥工藝，蒸汽為熱源，蒸汽管和溼煤粉直接接觸，煤粉被加熱水分蒸發出來，乾燥的熱的煤粉由絞龍送至迴轉冷卻機內，在迴轉冷卻機內煤粉被冷卻，合格的煤粉送至煤粉倉；蒸發出的水份由載溼的氮氣帶出。載溼的氮氣加熱後進入乾燥機內，和部分煤粉一起經過一級布袋除塵器，在一級布袋除塵器內大部分的煤粉被沉降下來，再經二級布袋除塵器剩餘的煤粉被沉降下來，近於潔淨的氮氣經循環風機進入表冷器冷卻，再經除霧器除去水分，最終回到氮氣罐完成閉路循環。在整個乾燥過程中全是氮氣環境，避免了爆炸的危險性，採用了閉路循環使得氮氣用量很少節約了成本。
文檔編號F26B3/24GK1928477SQ20061006900
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月20日 優先權日2006年9月20日
發明者史元芝, 吉海亮, 吳靜, 田青, 郭文 申請人:山東天力乾燥設備有限公司