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        新型煤干燥裝置
        ——雙板式流化干燥裝置

        2017-06-23 13:49:35翟子瑋石鵬遠(yuǎn)盧長潔山東科技大學(xué)山東青島266590
        化工管理 2017年15期
        關(guān)鍵詞:風(fēng)板低階煙道

        翟子瑋 石鵬遠(yuǎn) 盧長潔(山東科技大學(xué),山東 青島 266590)

        新型煤干燥裝置
        ——雙板式流化干燥裝置

        翟子瑋 石鵬遠(yuǎn) 盧長潔(山東科技大學(xué),山東 青島 266590)

        “富煤,貧油,少氣”是我國能源資源的鮮明特點。我國是煤炭儲量和產(chǎn)量大國,低階煤在我國煤炭儲量產(chǎn)量中占比很高。這些煤具有水分大、揮發(fā)分高、化學(xué)反應(yīng)性好等特點。但由于低階煤全水和內(nèi)水含量高,如果大規(guī)模開發(fā)利用,必須進(jìn)行干燥預(yù)處理。本團(tuán)隊設(shè)計了一種雙板式流化干燥裝置,充分利用高溫?zé)煹罋怏w熱量對低階煤干燥,有效避免顆粒飛灰,降低旋風(fēng)分離裝置的負(fù)荷,為低階煤進(jìn)行提質(zhì)的干燥過程提供了合理的解決辦法。

        煤炭;流態(tài)化;干燥

        1 設(shè)計背景

        中國煤炭資源儲量相對豐富,查明煤炭資源儲量為1892億t,其中褐煤、長焰煤等低階煤約占全國煤炭儲量的30%,低階煤屬于一種煤化程度低的煤種,其水分含量大多為20%-50%。有發(fā)達(dá)的孔隙和表面,故活性高,吸水性強(qiáng),因其熱值低而難直接用于電廠發(fā)電。同時高水分含量也使得其不適于遠(yuǎn)距離運輸,這也是長期制約低階煤資源利用的瓶頸之一[1]。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,另一方面還能提高下游裝置的利用效率,降低設(shè)備規(guī)模[2]。目前國外發(fā)達(dá)國家開發(fā)出了多種低階煤干燥提質(zhì)加工技術(shù)和工藝,主要包括回轉(zhuǎn)管式干燥工藝、流化床干燥技術(shù)、床混式干燥工藝、熱壓脫水工藝和氣流干燥工藝等,而國內(nèi)的低階煤干燥處理行業(yè)也在不斷發(fā)展。

        2 設(shè)計內(nèi)容

        傳統(tǒng)式均為一組布風(fēng)板,而本裝置在此基礎(chǔ)上改為雙板式,有利于提高低階煤中的水分吸收率以及與高溫?zé)煹罋獾臒峤粨Q速率。裝置在出風(fēng)管處設(shè)有旋風(fēng)分離器,可以使在干燥系統(tǒng)中未進(jìn)入到料倉的細(xì)小顆粒在此處分離下來,從而避免了其隨氣體排入到大氣中去,因此可避免粉塵排放,減少對大氣的污染。同時裝置設(shè)有密閉的料倉,當(dāng)?shù)碗A煤干燥過后可直接進(jìn)入料倉,由于密閉的環(huán)境,可有效避免提質(zhì)后的產(chǎn)品與空氣中的水蒸氣接觸,防止二次吸收。裝置外設(shè)有多個觀察孔,有利于工作人員隨時觀察干燥器工作情況,把握過程進(jìn)行程度。該裝置外表面設(shè)置有石棉保溫層,可保證殼內(nèi)有持續(xù)較高的溫度,有利于提高干燥提質(zhì)效率。

        3 核心技術(shù)與結(jié)構(gòu)說明

        本裝置干燥方式主要采用對流干燥,高溫?zé)煹罋饴舆^物料表面,向物料供熱,使其中的濕分汽化,核心技術(shù)為流態(tài)化干燥技術(shù),此技術(shù)中,低階煤顆粒類似液體流動,高溫?zé)煹罋馀c低階煤顆粒之間的傳熱、傳質(zhì)速率高,有利于低階煤的干燥提質(zhì)。

        裝置包括進(jìn)料系統(tǒng)、鼓風(fēng)系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、分離系統(tǒng)和料倉五個部分。進(jìn)料系統(tǒng)和鼓風(fēng)系統(tǒng)通過干燥系統(tǒng)連接分離系統(tǒng)和料倉。干燥系統(tǒng)2為主體部分,包括流化床6(殼體、進(jìn)料管、進(jìn)風(fēng)管、出風(fēng)管、高溫氣管)和干燥機(jī)構(gòu),殼體上部連接進(jìn)料管和出風(fēng)管,殼體左側(cè)連接高溫氣管,殼體下側(cè)連接進(jìn)風(fēng)管8,干燥機(jī)構(gòu)包括布風(fēng)板3、風(fēng)帽和下料斗,布風(fēng)板與殼體內(nèi)壁固接,風(fēng)帽連在布風(fēng)板上端,下料斗穿過布風(fēng)板中部并與布風(fēng)板連接。布風(fēng)板上開有多個風(fēng)孔,風(fēng)帽設(shè)有多個。殼體外設(shè)有石棉保溫層,殼體外壁上開有多個觀察孔,觀察孔內(nèi)裝有透明板。進(jìn)料系統(tǒng)5包括進(jìn)料倉、控制閥和螺旋給料機(jī),進(jìn)料倉通過控制閥連接螺旋給料器,螺旋給料器的下端連接進(jìn)料管。鼓風(fēng)系統(tǒng)7包括高溫氣管、控制閥。分離系統(tǒng)1包括旋風(fēng)分離器,出風(fēng)管的出口端連接旋風(fēng)分離器,旋風(fēng)分離器通過管道連接料倉

        圖1 雙板式流化干燥裝置結(jié)構(gòu)原理圖

        4 工藝流程

        本裝置設(shè)有兩組干燥機(jī)構(gòu),廢棄的高溫?zé)煹罋膺B續(xù)通過控制閥進(jìn)入高溫氣管從而進(jìn)入流化床內(nèi),與此同時風(fēng)連續(xù)從進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入流化床內(nèi);進(jìn)料倉中的物料連續(xù)通過控制閥進(jìn)入螺旋給料器,從而進(jìn)入流化床。在流化床中的殼體內(nèi),風(fēng)通過風(fēng)孔穿過風(fēng)帽對物料吹拂;高溫?zé)煹罋饬鬟^固體顆粒層,當(dāng)流速增加到一定程度時,高溫?zé)煹罋鈱腆w顆粒產(chǎn)生的作用與固體顆粒所受的其他外力相平衡,固體顆粒懸浮運動,呈現(xiàn)類似流體狀態(tài)。固體顆粒通過兩組干燥機(jī)構(gòu),完成傳質(zhì)過程和傳熱過程,從下料斗排出殼體外,進(jìn)入料倉,同時高溫?zé)煹罋夂惋L(fēng)攜帶細(xì)小顆粒從出風(fēng)管進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行分離回收,從而完成物料干燥。

        5 創(chuàng)新點

        該裝置利用高溫?zé)煹罋鈱ξ锪线M(jìn)行加熱干燥,有利于提高低品位熱源的回收利用率。裝置內(nèi)部設(shè)有兩組干燥機(jī)構(gòu),有利于提高低階煤中水分的吸收率以及與高溫?zé)煹罋獾臒峤粨Q效率,從而使得干燥效果更好。旋風(fēng)分離器可以使在干燥系統(tǒng)中未進(jìn)入到料倉的細(xì)小顆粒在此處分離下來,進(jìn)入料倉,從而避免了其隨氣體排入到大氣中去,因此可避免粉塵排放,減少對大氣的污染。當(dāng)?shù)碗A煤干燥過后可直接進(jìn)入料倉,由于其設(shè)計為密閉的環(huán)境,因此可有效避免提質(zhì)后的產(chǎn)品與空氣中的水蒸氣再一次接觸,防止二次吸收。殼體的外表面設(shè)置有石棉保溫層,可保證殼體內(nèi)具有持續(xù)較高的溫度,對物料的干燥效果更好。殼體外壁上開有多個觀察孔,有利于隨時觀察情況。

        6 結(jié)語

        本團(tuán)隊設(shè)計的雙板式流化干燥裝置,充分利用高溫?zé)煹罋鉄崃浚梢杂行П苊饧?xì)顆粒夾帶,降低旋風(fēng)分離裝置的負(fù)荷,為低階煤進(jìn)行提質(zhì)的干燥過程提供了合理的解決辦法。本裝置應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,除了煤炭領(lǐng)域以外,還能應(yīng)用于飼料工業(yè)、油砂、油頁巖處理等領(lǐng)域,若能得到大規(guī)模應(yīng)用,對于進(jìn)入新常態(tài)的中國經(jīng)濟(jì)將會有積極的作用。

        [1]趙鵬.李文博.梁江朋.谷小會.低階煤提質(zhì)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].潔凈煤技術(shù).2015(01).

        [2]朱川.楊曉毓.邵徇.低階煤干燥脫水技術(shù)的研究[J].潔凈煤技術(shù).2013(01).

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