專利名稱：一種用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種脫水裝置，尤其涉及一種煤炭脫水技術(shù)領(lǐng)域的裝置。
技術(shù)背景節(jié)能減排、大力開發(fā)清潔能源已經(jīng)列入國家中長期、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在我國 一次能源結(jié)構(gòu)還是以煤炭為主的情況下，褐煤開發(fā)、利用的技術(shù)受到國務(wù)院和國家發(fā)改 委的高度重視并已經(jīng)列入國家清潔能源發(fā)展目標(biāo)。同時(shí)，出于資源保護(hù)的目的，國家能 源委已經(jīng)對(duì)山西等地的優(yōu)質(zhì)煤炭資源采取限制開采和禁止使用優(yōu)質(zhì)煤進(jìn)行煤化工工程的 政策。我國是以煤炭為主導(dǎo)一次能源資源的國家，煤炭能提供65%以上的一次能源， 我國的煤炭資源中可采儲(chǔ)量位居世界第三，約占世界總儲(chǔ)量的11.5%。但是其中約 12.7%的儲(chǔ)量是褐煤，已探明褐煤儲(chǔ)量約2000億噸，褐煤資源主要分布在內(nèi)蒙古東部、 云南東部、東北等地區(qū)，華南也有少量儲(chǔ)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界褐煤儲(chǔ)量約26229億噸，約占世界煤炭總儲(chǔ)量的24.4%，足夠供 2100座發(fā)電能力為1000MW的電站使用30年。我國已探明褐煤儲(chǔ)量約2000億噸，約占 全國煤炭資源總量的12.7%，主要分布在內(nèi)蒙古東部、云南東部、東北等地區(qū)，華南也 有少量儲(chǔ)量。褐煤是一種變質(zhì)程度較低，介于泥炭與浙青煤之間的棕黑色的低級(jí)煤，是揮發(fā) 分和內(nèi)在水分又較高的煤種，具有遇空氣容易風(fēng)化、遇水又容易泥化的特性。因此要降 低含水率、含氧量，提高熱值，實(shí)現(xiàn)褐煤大規(guī)模、高效、低污染生產(chǎn)、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，使 褐煤商品化。將低質(zhì)廉價(jià)的褐煤進(jìn)行充分轉(zhuǎn)化，提質(zhì)后得到的產(chǎn)物品種豐富，可提高其附加 值，提高褐煤的品質(zhì)和綜合利用率及擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，改善我國化工生產(chǎn)、電力行業(yè)和冶 金行業(yè)的原料結(jié)構(gòu)，同時(shí)也解決了褐煤直接燃燒時(shí)環(huán)境污染嚴(yán)重、熱利用率低的問題。與煙煤、無煙煤相比，褐煤的優(yōu)勢是價(jià)格較低，反應(yīng)活性高，灰分和含硫量 低，但其熱值相對(duì)較低，含水量較高，一般為25 60%。褐煤中的水分增加運(yùn)輸成本， 影響鍋爐運(yùn)行，降低電廠效率，增加溫室效應(yīng)氣體排放，因此褐煤干燥和提質(zhì)技術(shù)及裝 備的開發(fā)是清潔和有效利用褐煤的關(guān)鍵。目前國外普遍采用煙氣預(yù)干燥或水蒸氣干燥工藝對(duì)褐煤進(jìn)行干燥，然后直接送 至坑口電廠用于燃燒發(fā)電。和國外不同的是，我國坑口電廠數(shù)量少，大部分電廠遠(yuǎn)離煤礦。如我國東部和 東南沿海地區(qū)的很多電廠所用的煤炭都運(yùn)自山西、河南等省的煤礦，即煤炭運(yùn)輸半徑較 大。這對(duì)褐煤資源的開發(fā)和利用提出了更高的要求。我國內(nèi)蒙地區(qū)的褐煤水分含量約為 35%,云南地區(qū)的褐煤水分更高達(dá)將近60%。從運(yùn)輸成本和燃燒熱值方面考慮，褐煤需 要在干燥后才能運(yùn)輸?shù)诫姀S燃燒。長距離運(yùn)輸高水分、低熱值的褐煤在經(jīng)濟(jì)上是不合算 的。另一方面，從鍋爐燃燒角度來說，燃燒高水分褐煤將導(dǎo)致火焰溫度降低，熱效率下降，當(dāng)電廠使用脫水和提質(zhì)后的褐煤，可以顯著減少或避免電廠額定出力降低的現(xiàn)象。錫盟2009年褐煤產(chǎn)量將達(dá)到7000萬噸，除盟內(nèi)加工消化2000萬噸外，其余煤 炭均需要外運(yùn)。5000萬噸褐煤如果進(jìn)行脫水提質(zhì)，至少可以減少1000萬噸運(yùn)輸量，可節(jié) 約鐵路運(yùn)費(fèi)15 20億元(不包含海運(yùn)費(fèi))。美國曾對(duì)褐煤脫水后減少運(yùn)輸量的效果做過評(píng)估，一種水分42.52%、發(fā)熱 量2847kcal/kg的褐煤，經(jīng)2.02Mpa的蒸汽處理后，水分降至14.43%，發(fā)熱量增加到 4315kcal/kg,相當(dāng)于提高了熱值51.6%。上都電廠240萬千瓦機(jī)組一年大約要用褐煤 1100萬噸，如果能將褐煤水分由36%降至16%左右，則一年可減少220萬噸煤炭運(yùn)輸， 節(jié)省運(yùn)費(fèi)6600萬元?，F(xiàn)有技術(shù)中，采用滾筒干燥、管狀干燥、氣流干燥、流化床干燥、熱風(fēng)爐干 燥，普遍存在投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，存在易燃易爆的危險(xiǎn)，因此，急需提供一種安全性 能高、脫水效率高、成本低的煤炭脫水裝置
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題之一是克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種用閃 蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，其不僅具有結(jié)構(gòu)簡單，使用和維護(hù)方便，而且能源利用率 高、系統(tǒng)節(jié)水效果好。按照本實(shí)用新型提供的一種用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，包括蒸汽儲(chǔ)能 器、進(jìn)氣總管、排氣總管，以及至少三個(gè)壓力容器罐，所述三個(gè)壓力容器罐中包括一個(gè) 儲(chǔ)水罐和至少兩個(gè)煤炭處理罐，所述的煤炭處理罐分別設(shè)置有進(jìn)氣管、排氣管和冷凝水 排水管，所述的蒸汽儲(chǔ)能器與進(jìn)氣總管相連接，所述的進(jìn)氣總管與所述的進(jìn)氣管分別連 接，所述的排氣總管與所述的排氣管分別連接，所述的冷凝水排水管與所述的儲(chǔ)水罐相 連接。按照本實(shí)用新型提供的一種用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，還具有如下附屬 技術(shù)特征所述的排氣總管與所述的進(jìn)氣總管通過閥門連接；在所述的排氣總管與所述的 進(jìn)氣總管之間，設(shè)置有供氣體加壓的蒸汽輸送泵，所述的排氣總管與所述的蒸汽輸送泵 的低壓氣體入口相連接，所述的蒸汽輸送泵的出口與所述的進(jìn)氣總管相連接。當(dāng)從一個(gè) 煤炭處理罐向另一個(gè)煤炭處理罐排氣時(shí)，由于兩側(cè)壓差較大，不需要啟動(dòng)熱泵，當(dāng)排汽 過程中兩側(cè)壓差降低到適合啟動(dòng)蒸汽輸送泵時(shí)，關(guān)閉這一管路上的閥門，同時(shí)啟動(dòng)蒸汽 輸送泵，直至達(dá)到所要求的工藝參數(shù)。所述的蒸汽輸送泵為噴射式熱泵。噴射式熱泵借助高壓蒸汽(驅(qū)動(dòng)蒸汽)噴射 產(chǎn)生的高速氣流將排氣總管中蒸汽的壓力和溫度提高，從而再次進(jìn)入進(jìn)氣總管，循環(huán)使 用，達(dá)到節(jié)能目的。所述的儲(chǔ)水罐設(shè)置有排氣管，與所述的排氣總管相連接。在所述的煤炭處理罐頂部設(shè)置有集氣管，所述的集氣管設(shè)置有不凝性氣體排氣管。所述的煤炭處理罐為三個(gè)。所述的煤炭處理罐為四個(gè)。[0022]在所述的排氣管、進(jìn)氣管、冷凝水排水管上設(shè)置有閥門。按照本實(shí)用新型提供的用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，整體結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià) 低廉，減輕依企業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，故障率低，用戶的使用成本降低，另外，由于系統(tǒng) 中飽和蒸汽和閃蒸汽蒸汽均回收利用，致使系統(tǒng)減少了熱量排放，使得系統(tǒng)的熱能利用 率最大化，即減輕了用戶的能源費(fèi)用，又減少了對(duì)環(huán)境的污染；本系統(tǒng)具有良好的節(jié)水 效果，表現(xiàn)為第一部分是由于蒸汽的直接回收利用，其中的冷凝水也是可以回收的； 第二部分是不需要單獨(dú)設(shè)置常規(guī)設(shè)計(jì)中的循環(huán)冷卻系統(tǒng)，節(jié)省了冷卻水的使用；第三部 分是從煤炭中閃蒸出來的水的回收利用，導(dǎo)致系統(tǒng)不但不需要外界供水，而且可以產(chǎn)生 多余的水分，將這部分多出來的水進(jìn)行清潔處理，可以作為水資源出售。

圖1為按照本實(shí)用新型提供的用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，按照本實(shí)用新型提供的包括蒸汽儲(chǔ)能器1、進(jìn)氣總管2、排氣總管3， 煤炭處理罐4A、4B，和一個(gè)儲(chǔ)水罐5，煤炭處理罐4A、4B分別設(shè)置有進(jìn)氣管和排氣管 以及冷凝水排水管，蒸汽儲(chǔ)能器1與進(jìn)總管2相連接，進(jìn)氣總管2與煤炭處理罐4A、4B 的進(jìn)氣管分別連接，排氣總管3與煤炭處理罐4A、4B排氣管分別連接，煤炭處理罐4A、 4B的冷凝水排水管與儲(chǔ)水罐5相連接，在進(jìn)氣總管2、煤炭處理罐4A、4B的排氣管、進(jìn) 氣管、冷凝水排水管上分別設(shè)置有閥門，供控制操作使用。在排氣總管3與進(jìn)氣總管2之間，通過閥門相連接，同時(shí)，與閥門并聯(lián)的管路上 設(shè)置有噴射式熱泵6，排氣總管3與噴射式熱泵6的低壓氣體入口相連接，噴射式熱泵6 的出口與進(jìn)氣總管2相連接，噴射式熱泵的噴嘴與來自鍋爐的過熱蒸汽管7相連接，用來 將排氣總管中的乏氣加壓后再進(jìn)入進(jìn)氣總管，循環(huán)工作。儲(chǔ)水罐5的上部設(shè)置有排氣管，與排氣總管3相連接。由于工藝蒸汽經(jīng)過使用能 量有所降低，除使用鍋爐蒸汽進(jìn)行補(bǔ)充外，還可以對(duì)儲(chǔ)水罐5中的冷凝水進(jìn)行閃蒸，這 部分閃蒸蒸汽與鍋爐蒸汽混合達(dá)到工藝蒸汽參數(shù)后進(jìn)入處理罐。在儲(chǔ)水罐5與排氣總管 之間的連接管路上有閥門，當(dāng)對(duì)處理罐中的乏汽進(jìn)行閃蒸時(shí)，這個(gè)閥門是關(guān)閉的，當(dāng)處 理罐5中的壓力已經(jīng)降低到所需壓力值時(shí)，關(guān)閉排氣狀態(tài)的處理罐排氣管路上的閥門， 同時(shí)開啟儲(chǔ)水罐5與排氣總管之間管路上的閥門，對(duì)儲(chǔ)水罐中的冷凝水進(jìn)行閃蒸。通過 對(duì)儲(chǔ)水罐中的冷凝水進(jìn)行閃蒸不但可以補(bǔ)充系統(tǒng)所需蒸汽，還起到了對(duì)冷凝水降溫的作 用。在煤炭處理罐4A、4B頂部分別設(shè)置有集氣管8，集氣管8設(shè)置有不凝性氣體排
氣管9。本實(shí)用新型中的煤炭處理罐為兩個(gè)或三個(gè)或四個(gè)，也可以是多個(gè)，在上述實(shí)施 例中，示出的是兩個(gè)煤炭處理罐，在實(shí)際使用中，可根據(jù)不同場合的煤炭加工量需求計(jì) 算處理罐的直徑和長度，以及處理罐的個(gè)數(shù)。具體操作如下起始狀態(tài)為處理罐4A需要排空減壓，對(duì)處理罐4A內(nèi)的煤炭進(jìn)行閃蒸；而處理罐4B為剛剛裝好煤炭，并已經(jīng)關(guān)閉了罐門，需要進(jìn)氣加壓；然后關(guān)閉處理罐4A與儲(chǔ) 水罐之間的閥門連接；關(guān)閉處理罐4A上氣體排出管路之間的所有閥門；確認(rèn)其他閥門處 于關(guān)閉狀態(tài)；開啟處理罐4A與排氣總管相連的連接管上的閥門；開啟處理罐4B與進(jìn)氣 總管相連的連接管上的閥門；開啟與噴射式熱泵并行的閥門，以兩個(gè)處理罐內(nèi)壓差為動(dòng) 力，使處理罐4A內(nèi)蒸汽向處理罐4B流動(dòng)；處理罐4A、4B內(nèi)壓差降低到一定數(shù)值時(shí)， 該數(shù)值可以參閱熱泵廠家提供的啟動(dòng)條件參數(shù)，關(guān)閉與噴射式熱泵并行的閥門并啟動(dòng)噴 射式熱泵，繼續(xù)將處理罐4A內(nèi)的工業(yè)蒸汽輸送至處理罐4B;兩罐內(nèi)壓力相等后繼續(xù)輸 送直至處理罐4A內(nèi)的壓力值降到設(shè)計(jì)值；關(guān)閉處理罐4A與排氣總管3之間的閥門；開 啟儲(chǔ)水罐5與排氣總管3之間管路上的閥門，對(duì)儲(chǔ)水罐5內(nèi)的冷凝水進(jìn)行閃蒸，并將閃蒸 蒸汽排至處理罐4B內(nèi)；儲(chǔ)水罐5內(nèi)的壓力值降至設(shè)計(jì)值時(shí)，關(guān)閉儲(chǔ)水罐5與排氣總管3 之間管路上的閥門；關(guān)閉噴射式熱泵，以蒸汽儲(chǔ)能器1為處理罐4B保壓直至下一個(gè)處理 過程。 上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型之用，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員，在此基礎(chǔ)上，還可以做出多種變更和改進(jìn)方案，而不脫離本實(shí)用新 型的精神和保護(hù)范圍。本權(quán)利要求書中，希望已經(jīng)包含了符合本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)和范圍的 所有這些變更和改進(jìn)方案。
權(quán)利要求1.一種用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，其特征在于包括蒸汽儲(chǔ)能器、進(jìn)氣總 管、排氣總管，以及至少兩個(gè)煤炭處理罐和至少一個(gè)儲(chǔ)水罐，所述的煤炭處理罐分別設(shè) 置有進(jìn)氣管、排氣管和冷凝水排水管，所述的蒸汽儲(chǔ)能器與進(jìn)氣總管相連接，所述的進(jìn) 氣總管與所述的進(jìn)氣管分別連接，所述的排氣總管與所述的排氣管分別連接，所述的冷 凝水排水管與所述的儲(chǔ)水罐相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，其特征在于所述的排 氣總管與所述的進(jìn)氣總管通過閥門連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，其特征在于在所述的 排氣總管與所述的進(jìn)氣總管之間，設(shè)置有供氣體加壓的蒸汽輸送泵，所述的排氣總管與 所述的蒸汽輸送泵的低壓氣體入口相連接，所述的蒸汽輸送泵的出口與所述的進(jìn)氣總管 相連接，還設(shè)置有供高壓氣體入口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸 汽輸送泵為噴射式熱泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，其特征在于所述的儲(chǔ) 水罐設(shè)置有排氣管，與所述的排氣總管相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，其特征在 于在所述的煤炭處理罐頂部設(shè)置有集氣管，所述的集氣管設(shè)置有不凝性氣體排氣管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，其特征在于所述的煤 炭處理罐為三個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，其特征在于所述的煤 炭處理罐為四個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，其特征在于在所述的 排氣管、進(jìn)氣管、冷凝水排水管上設(shè)置有閥門。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用閃蒸法去除煤炭中水分的系統(tǒng)，主要用于將煤炭中的水分去除，包括蒸汽儲(chǔ)能器、進(jìn)氣總管、排氣總管，以及至少兩個(gè)煤炭處理罐和至少一個(gè)儲(chǔ)水罐，煤炭處理罐分別設(shè)置有進(jìn)氣管、排氣管和冷凝水排水管，蒸汽儲(chǔ)能器與進(jìn)氣總管相連接，進(jìn)氣總管與進(jìn)氣管分別連接，排氣總管與排氣管分別連接，冷凝水排水管與儲(chǔ)水罐相連接，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用和維護(hù)方便，而且能源利用率高、系統(tǒng)節(jié)水效果好。
文檔編號(hào)F26B5/04GK201803574SQ20102053701
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者吳鋼, 宋顯華 申請(qǐng)人:吳鋼, 宋顯華