褐煤干燥系統(tǒng)及其干燥方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及褐煤的干燥提質領域，特別是涉及褐煤干燥系統(tǒng)及其干燥方法。
【背景技術】
[0002]能源與環(huán)境是國民經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重要保證。2020年，煤炭在國家能源構成中仍將在60%左右。2050年，煤炭在我國一次能源中的比例仍將占到50%左右。在中國目前已探明的褐煤保有儲量中，以內蒙古東北地區(qū)最多，約占全國褐煤保有儲量的3/4;以云南省為主的西南地區(qū)的褐煤儲量約占全國的1/5，都被用來直接燃燒發(fā)電。褐煤是煤化程度最低的煤種，其主要特點是水分含量高達30?50%，氧含量高達15%?30%，高揮發(fā)份含量約50%，熱值低(約為14MJ/kg)，低灰熔點、孔隙度大、含有不同數(shù)量的腐植酸，化學反應性強，熱穩(wěn)定性差等特點，限制了褐煤的有效利用。高含水的褐煤直接參與燃燒，使得燃燒排煙熱損失嚴重，電廠效率低。由于煤炭價格大部分在于運費，高水分限制了將褐煤向遠距離電廠運輸。此外，在北方寒冷季節(jié)，高水分褐煤在搬運處理各方面都十分困難，怎樣提高褐煤在燃燒發(fā)電中的競爭力，是廣大褐煤發(fā)電企業(yè)面臨的一項技術難題。褐煤發(fā)電主要缺點在于其較高的水分含量，因此在電廠已有技術和設備條件下，如何將褐煤脫水與發(fā)電高效結合是解決此難題的重要途徑之一。
[0003]而通過干燥處理降低煤的水分，一方面可以提高熱值和能量密度，降低運輸成本，另一方面還可以提高下游裝置的利用效率，降低設備規(guī)?！，F(xiàn)階段國內國外已開發(fā)了多種脫水提質工藝，主要分蒸發(fā)脫水和非蒸發(fā)脫水兩類。非蒸發(fā)脫水技術將褐煤中水分以液態(tài)形式移除，通過高溫高壓蒸汽(或熱油)改變褐煤的物理和化學結構，使之轉變成為類似煙煤的脫水提質方法。蒸發(fā)脫水技術一般利用高溫煙道氣或其它余熱氣體為干燥介質，與褐煤直接接觸對其加熱，使煤中水分蒸發(fā)干燥。目前，主要的褐煤脫水技術有:熱干脫水技術，高溫高壓脫水技術，冷干脫水技術以及真空膨脹脫水技術等。這些褐煤干燥脫水技術由于耗能較大，設備復雜，多處于規(guī)模示范階段，而且運行的復雜和穩(wěn)定問題阻礙了這些工藝規(guī)?；瘧?。隨著褐煤含水量增加，采用常規(guī)的干燥技術所需的能耗也相應增加。

【發(fā)明內容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種褐煤干燥系統(tǒng)及其干燥方法，以解決褐煤提質過程中能耗高，易粉化，褐煤脫水不充分的問題。
[0005]基于上述目的，本發(fā)明提供的褐煤干燥系統(tǒng)包括:
[0006]粗破裝置，用于將褐煤粗破碎至5?50mm ；
[0007]與所述粗破裝置相連的預干燥裝置，用于預干燥所述粗破碎后的褐煤，使褐煤的含水量降為15?30% ;
[0008]與所述預干燥裝置相連的干燥破磨一體化裝置，用于對所述預干燥后的褐煤同時進行干燥和破磨處理，使褐煤的含水量降為10?25%、粒度降為10?90 μπι ;
[0009]與所述干燥破磨一體化裝置相連的燃燒鍋爐，用于燃燒所述干燥破磨后的褐煤；
[0010]與所述燃燒鍋爐的熱煙氣出口相連的除塵裝置，用于對熱煙氣進行除塵處理；
[0011]換熱裝置，所述換熱裝置的熱煙氣入口與除塵裝置的熱煙氣出口相連，熱煙氣出口與干燥破磨一體化裝置相連，所述換熱裝置的冷流體入口與鼓風機相連，冷流體出口燃燒鍋爐相連；
[0012]粉煤成型裝置，所述粉煤成型裝置的入口與干燥破磨一體化裝置的出口相連，出口與預干燥裝置的入口相連。
[0013]在本發(fā)明的一些實施例中，所述鼓風機還與干燥破磨一體化裝置相連，經(jīng)過所述換熱裝置的熱煙氣與空氣混合后進入干燥破磨一體化裝置。
[0014]在本發(fā)明的一些實施例中，所述換熱裝置為管式換熱器，熱煙氣進入管外，空氣進入管內，所述換熱裝置的熱煙氣入口溫度為900?1200 °C，熱煙氣出口溫度600?800 °C。
[0015]在本發(fā)明的一些實施例中，所述預干燥裝置的預干燥溫度為100?150°C。
[0016]在本發(fā)明的一些實施例中，所述干燥破磨一體化裝置的干燥溫度為300?400°C，裝置中的含氧量為1?8%。
[0017]在本發(fā)明的一些實施例中，在所述換熱裝置中，熱煙氣與冷流體的流速之比是2 ?3:1。
[0018]本發(fā)明還提供一種褐煤干燥方法，所述褐煤干燥方法根據(jù)上述褐煤干燥系統(tǒng)進行干燥，包括:
[0019]褐煤進入粗破裝置，褐煤粗破碎至5?50_，然后進入預干燥裝置，與干燥介質進行熱交換，使褐煤的含水量降為15?30% ；
[0020]預干燥后的褐煤進入干燥破磨一體化裝置，與干燥介質進行熱交換，使褐煤的含水量降為10?25%，同時對褐煤進行破磨處理，使褐煤的粒度降為10?90 μπι;
[0021]干燥破磨后的褐煤進入燃燒鍋爐，燃燒褐煤產(chǎn)生的熱煙氣進入除塵裝置，除塵后的熱煙氣進入換熱裝置，與冷空氣進行熱交換；
[0022]經(jīng)過熱交換的煙氣作為干燥介質分別進入預干燥裝置、干燥破磨一體化裝置，用于對褐煤進行干燥。
[0023]在本發(fā)明的一些實施例中，所述干燥破磨后的褐煤一部分進入燃燒鍋爐，另一部分進入粉煤成型裝置，兩者的質量之比為1:4?5。
[0024]在本發(fā)明的一些實施例中，所述預干燥裝置中的預干燥介質的溫度為100?150°C，所述干燥破磨一體化裝置中的干燥介質的溫度為300?400°C的。
[0025]所述干燥破磨一體化裝置中的含氧量為1?8%，C02含量小于等于3%。
[0026]從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的褐煤干燥系統(tǒng)及其干燥方法高效快捷，工藝簡單，坑口發(fā)電中實現(xiàn)褐煤的高效提質利用。該干燥系統(tǒng)和方法不僅提高了資源和能源的利用率，而且減少環(huán)境污染，且此褐煤干燥系統(tǒng)較為簡單，干燥條件容易實現(xiàn)，生產(chǎn)過程安全，具有良好的工業(yè)化應用前景。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明一個實施例的褐煤干燥系統(tǒng)的結構示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明另一個實施例的褐煤干燥系統(tǒng)的結構示意圖。
[0029]其中:1、粗破裝置，2、預干燥裝置，3、干燥破磨一體化裝置，4、燃燒鍋爐，5、粉煤成型機，6、除塵裝置，7、換熱裝置，8、鼓風機，9、點火裝置，10、旋風分離器。
【具體實施方式】
[0030]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0031]本發(fā)明提供的褐煤干燥系統(tǒng)，包括:
[0032]粗破裝置，用于將褐煤粗破碎至5?50mm ；
[0033]與所述粗破裝置相連的預干燥裝置，用于預干燥所述粗破碎后的褐煤，使褐煤的含水量降為15?30% ;
[0034]與所述預干燥裝置相連的干燥破磨一體化裝置，用于對所述預干燥后的褐煤同時進行干燥和破磨處理，使褐煤的含水量降為10?25%、粒度降為10?90 μπι ;
[0035]與所述干燥破磨一體化裝置相連的燃燒鍋爐，用于燃燒所述干燥破磨后的褐煤；
[0036]與所述燃燒鍋爐的熱煙氣出口相連的除塵裝置，用于對熱煙氣進行除塵處理；
[0037]換熱裝置，所述換熱裝置的熱煙氣入口與除塵裝置的熱煙氣出口相連，熱煙氣出口與干燥破磨一體化裝置相連，所述換熱裝置的冷流體入口與鼓風機相連，冷流體出口燃燒鍋爐相連；
[0038]粉煤成型裝置，所述粉煤成型裝置的入口與干燥破磨一體化裝置的出口相連，出口與預干燥裝置的入口相連。
[0039]參考圖1，其為本發(fā)明一個實施例的褐煤干燥系統(tǒng)的結構示意圖。作為本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明提供的褐煤干燥系統(tǒng)包括粗破裝置1、預干燥裝置2、干燥破磨一體化裝置3、燃燒鍋爐4、除塵裝置6和換熱裝置7，所述粗破裝置1、預干燥裝置2、干燥破磨一體化裝置3、燃燒鍋爐4依次相連，且燃燒鍋爐4的熱煙氣出口與除塵裝置6相連，所述換熱裝置?的熱煙氣入口與除塵裝置6的熱煙氣出口相連，換熱裝置7的熱煙氣出口與干燥破磨一體化裝置3相連，換熱裝置7的冷流體入口與鼓風機8相連，冷流體出口與燃燒鍋爐4相連。需要說明的是，所述鼓風機8用于提供冷流體，即空氣。
[0040]褐煤經(jīng)除雜后進入粗破裝置1，褐煤粗破碎至5?50mm，然后進入預干燥裝置2，與溫度為100?150°C的預干燥介質進行熱交換，褐煤的含水量降為15?30%。所述溫度為100?150°C的預干燥介質可以通過在預干燥裝置2外加保溫層來維持，也可以通過向預干燥裝置2通入低溫熱煙氣來調節(jié)溫度。
[0041]預干燥后的褐煤進入干燥破磨一體化裝置3，在干燥破磨一體化裝置3中，褐煤與溫度為300?400°C的干燥介質進行熱交換，褐煤的含水量降為10?25%，同時在該裝置中將褐煤破磨至10?90 μ m，并保持裝置中的含氧量為1?8% (體積分數(shù))，C02含量不超過3% (體積分數(shù))。
[0042]在本發(fā)明的又一個實施例中，可以將經(jīng)過所述換熱裝置7的熱煙氣與空氣混合后作為混合干燥介質，通過調節(jié)熱煙氣和空氣(例如2.5:1)的介質比例，使該褐煤干燥系統(tǒng)中的C02含量不超過3%，含氧量低于8%，可降低該干燥系統(tǒng)的防爆系統(tǒng)設計參數(shù)，可以不必采用過高的抗暴設計壓力和具有大量的防爆門。因此，采用熱煙氣和空氣的混合介質作為干燥介質可保證調節(jié)靈活、運行可靠。
[0043]經(jīng)干燥破磨后的褐煤進入燃燒鍋爐4，燃燒褐煤產(chǎn)生的熱煙氣進入除塵裝置6，除塵后的熱煙氣進入換熱裝置7，與空氣進行熱交換，其中所述換熱裝置7的熱煙氣入口溫度為900?1200°C，熱煙氣出口溫度600?800 °C。
[0044]在所述換熱裝置7中，熱煙氣與冷流體的流速之比可以是2?3:1，以保證高效地熱交換。
[0045]較佳地，所述褐煤干燥系統(tǒng)還包括粉煤成型裝置5，所述粉煤成型裝置5的入口與干燥破磨一體化裝置3的出口相連，所述粉煤成型裝置5的氣體出口與預干燥裝置2的入口相連。粉煤成型裝置5用于將干燥破磨后的褐煤成型制得型煤，型煤可以從粉煤成型裝置5的固體出口排出。需要說明的是，可以通過控制煙氣氣流的流速控制進入粉煤成型裝置5、燃燒鍋爐4的煙氣量。
[0046]進一步地，所述鼓風機8還與干燥破磨一體化裝置3相連，經(jīng)過所述換熱裝置7的熱煙氣與空氣(冷流體)混合