專利名稱：一種微波流化干燥褐煤的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于褐煤干燥領(lǐng)域，特別涉及一種微波流化干燥褐煤的方法。
背景技術(shù)：
國(guó)際地質(zhì)學(xué)家預(yù)測(cè)全世界硬煤地質(zhì)儲(chǔ)量約6萬億噸，褐煤地質(zhì)儲(chǔ)量約4萬億噸。 我國(guó)褐煤儲(chǔ)量約占世界褐煤總儲(chǔ)量的16%，是我國(guó)的主要煤炭資源的一種。褐煤是一種煤化程度介于泥炭和浙青煤之間的棕黑色的低級(jí)煤，全水分含量一般可達(dá)20 50%，易風(fēng)化碎裂、易氧化自燃，質(zhì)量不穩(wěn)定。目前國(guó)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，我國(guó)坑口電廠數(shù)量少，大部分電廠遠(yuǎn)離煤礦，運(yùn)輸距離遠(yuǎn)。若不經(jīng)過干燥，則不利于運(yùn)輸、儲(chǔ)存，也難以滿足各用戶的質(zhì)量要求。萬永周等在《煤炭工程》2008年第8期第91 92頁(yè)介紹了采用回轉(zhuǎn)管式熱法、 蒸汽流化床、熱脫水工藝/法等干燥褐煤技術(shù)；專利CN1013^^6公開了《煤的微波干燥》 將煤分級(jí)后，通過傳送器加載到兩級(jí)或多級(jí)微波室中干燥得到含水量在目標(biāo)含水量之內(nèi)的煤，該方法存在干燥過程中蒸發(fā)出的水分難以迅速帶出，且因?yàn)槲⒉ù┩负置旱纳疃扔邢蓿荒茉黾用簩拥暮穸榷鴮?shí)現(xiàn)大批量的干燥，且難保證干燥的均勻性和干燥深度，易引起燃燒和降低煤的煉焦品質(zhì)，微波干燥過程中煤的毛細(xì)孔被打開未進(jìn)行深度干燥達(dá)不到提質(zhì)的效果，反而使煤的親水性增強(qiáng)易吸水不利于存儲(chǔ)。以上公知的技術(shù)方案都存在設(shè)備工藝復(fù)雜、干燥效率低、能耗高、不能深度干燥等這樣或那樣的問題，致使難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；暮置焊稍锷a(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種微波流化干燥褐煤的方法，實(shí)現(xiàn)褐煤規(guī)模化快速、低能耗、深度的干燥生產(chǎn)。本發(fā)明提供的微波流化干燥褐煤的方法，包括將原料褐煤先經(jīng)過通有熱風(fēng)的微波裝置進(jìn)行預(yù)干燥，再經(jīng)過通有熱風(fēng)的流化床裝置進(jìn)行流化干燥，使原料褐煤中游離水含量達(dá)到1%以下。進(jìn)一步的方法是
所述原料褐煤用輸送裝置沿水平方向經(jīng)過微波裝置，再進(jìn)入流化床裝置，或者沿垂直向下方向經(jīng)過微波裝置，再進(jìn)入流化床裝置；
所述原料褐煤在輸送裝置的水平輸送過程中由攪拌裝置攪拌，或者在垂直向下輸送過程中由布料裝置布料，由攪拌裝置攪拌；
所述微波裝置中的熱風(fēng)是由流化床裝置提供，或者由熱風(fēng)裝置和流化床裝置兩種途徑提供，微波裝置中的熱風(fēng)溫度為80 110°C ；
所述微波裝置中的熱風(fēng)流動(dòng)方向與原料褐煤的輸送方向互逆；
所述流化床裝置中的熱風(fēng)是由熱風(fēng)裝置提供，熱風(fēng)裝置提供的熱風(fēng)溫度為160 220°C，氧含量20%以下；
所述微波裝置中的熱風(fēng)在微波裝置出口處的溫度高于水蒸氣的露點(diǎn)5°C以上，經(jīng)氣固分離和脫水處理后返回所述熱風(fēng)裝置循環(huán)利用；
所述原料褐煤是指含水量20%以上、粒度IOmm以下的褐煤；
所述預(yù)干燥是指將含水量20%以上的原料褐煤經(jīng)微波裝置干燥后使其游離水含量降至5%以下。本發(fā)明的有益效果第一，微波流化床干燥褐煤的方法，微波加熱原料褐煤，熱風(fēng)與物料相互形成逆流換熱，干燥溫度低，能量利用率高，解決了傳統(tǒng)方法需要提供過熱水蒸氣干燥而引起能源消耗高的問題，熱風(fēng)在微波裝置中的流動(dòng)將原料褐煤在微波干燥中產(chǎn)生的水分及時(shí)帶出微波裝置，避免了水蒸氣在裝置內(nèi)再次凝結(jié)，提高了干燥效率；且解決了微波干燥褐煤易出現(xiàn)打火和燃燒的問題。第二，輸送裝置帶動(dòng)原料褐煤通過微波裝置，攪拌裝置將輸送裝置上的原料褐煤分散和攪拌作用解決了傳統(tǒng)微波干燥褐煤穿透深度不夠的問題，且解決了原料褐煤溫度在微波環(huán)境中均勻分布的問題。第三，微波熱風(fēng)干燥時(shí)，原料褐煤內(nèi)部水分從內(nèi)向外蒸發(fā)，顆粒中出現(xiàn)大量毛細(xì)孔，當(dāng)其處于空氣環(huán)境中時(shí)，易吸收空氣中的水分而使其含水量再次升高。原料褐煤經(jīng)微波熱風(fēng)干燥到一定程度后再進(jìn)入流化床進(jìn)行流化干燥，流化干燥時(shí)通入160 200°C以上的熱風(fēng)，在此溫度下原料褐煤內(nèi)部開始有焦油快速析出，因干燥速度快，原料褐煤在流化床內(nèi)停留數(shù)秒，煤焦油不會(huì)被熱風(fēng)帶出，原料褐煤冷卻過程中凝結(jié)，堵塞褐煤的毛細(xì)孔，使其從親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷裕_(dá)到提質(zhì)的效果，解決了傳統(tǒng)流化床不能深度干燥的問題。熱風(fēng)流化干燥因其氣固接觸面積大，水分蒸發(fā)速度快，可在數(shù)秒內(nèi)將褐煤干燥，干燥后的原料褐煤從流化床排出，避免了熱量集中引起燃燒和爆炸。第四，微波熱風(fēng)干燥時(shí)的分散和攪拌過程使得微波穿透料層深度增加，干燥效率提高，有利于規(guī)?；a(chǎn)，降低設(shè)備投資。第五，微波熱風(fēng)干燥中由于熱風(fēng)的通入和干燥時(shí)產(chǎn)生的水蒸汽混合在一起，這種含水蒸汽的熱風(fēng)在微波裝置中的充滿和流動(dòng)解決了純微波干燥時(shí)易引起燃燒和降低煤的煉焦品質(zhì)的難題，設(shè)備運(yùn)行安全可靠。第六，該方法工藝流程短，系統(tǒng)在封閉循環(huán)環(huán)境下運(yùn)行，減少了環(huán)境污染。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明方法作進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明方法實(shí)施例1中所采用的裝置示意圖。圖2是圖1中所示裝置中的攪拌裝置示意圖。圖3是本發(fā)明方法實(shí)施例2中所采用的裝置示意圖。圖4是本發(fā)明方法實(shí)施例3中所采用的裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
本發(fā)明方法是將原料褐煤先用輸送裝置沿水平方向經(jīng)過通熱風(fēng)的微波裝置進(jìn)行預(yù)干燥，再經(jīng)過通熱風(fēng)的流化床裝置進(jìn)行流化干燥，使原料褐煤游離水含量達(dá)到1%以下。本發(fā)明方法所采用的裝置為臥式，如圖1所示，圖中實(shí)線箭頭為原料褐煤的運(yùn)動(dòng)方向，虛線箭頭為熱風(fēng)的運(yùn)動(dòng)方向。原料褐煤一般為含水20%以上、粒度IOmm以下的褐煤。原料褐煤由裝置的加料斗1經(jīng)過行星給料機(jī)2加入到微波裝置5內(nèi)的水平履帶輸送裝置7 上，原料褐煤在水平履帶輸送裝置7上沿水平方向經(jīng)過微波裝置時(shí)，由微波源4對(duì)其進(jìn)行加熱預(yù)干燥，同時(shí)由耙狀攪拌裝置10不斷翻動(dòng)以提高加熱效果，攪拌裝置10見圖2所示，包括轉(zhuǎn)軸101和固定在轉(zhuǎn)軸101上的耙釘102，原料褐煤在微波裝置5的出口端11經(jīng)行星給料機(jī)12進(jìn)入流化床15的進(jìn)料口 13。鼓風(fēng)機(jī)17將熱風(fēng)爐16的熱風(fēng)(160°C 220°C，氧含量20%以下)加壓后送入流化床15內(nèi)，經(jīng)布風(fēng)板20均勻分布后進(jìn)入上部的流化層，熱風(fēng)驅(qū)動(dòng)原料褐煤呈流化狀態(tài)，進(jìn)行深度干燥，原料褐煤中的水分進(jìn)一步脫離。流化床5內(nèi)的熱風(fēng)從其上部的熱風(fēng)出口 21進(jìn)入微波裝置5的尾端進(jìn)氣口 6，自后向前流動(dòng)，同時(shí)與水平履帶輸送裝置7上的原料褐煤相互形成逆流，并與不斷被攪拌的原料褐煤進(jìn)行熱交換，進(jìn)一步預(yù)干燥原料褐煤，同時(shí)降低熱風(fēng)溫度，微波裝置5內(nèi)的熱風(fēng)溫度保持在80 110°C ；微波裝置5內(nèi)的原料褐煤被微波源4加熱產(chǎn)生的水分同時(shí)由逆向的熱風(fēng)經(jīng)排氣口 3排出；排氣口 3處的熱風(fēng)溫度高于水蒸氣的露點(diǎn)5°C以上，原料褐煤在微波裝置5內(nèi)經(jīng)微波和熱風(fēng)混合加熱干燥后，其游離水含量降至5%以下進(jìn)入流化床15。原料褐煤在流化床內(nèi)經(jīng)流化熱風(fēng)干燥后，使原料褐煤中游離水含量達(dá)到1%以下， 呈顆粒狀態(tài)從流化床出料口 14溢出進(jìn)入成品煤倉(cāng)22。從排氣口 3排出的氣體進(jìn)入尾氣循環(huán)處理系統(tǒng)19，經(jīng)常規(guī)技術(shù)氣固分離和脫水后，氣體經(jīng)分氣閥18、鼓風(fēng)機(jī)17循環(huán)進(jìn)入熱風(fēng)爐16，余熱回收；從尾氣循環(huán)處理系統(tǒng)19分離出的固體回收進(jìn)入成品煤倉(cāng)22。實(shí)施例2
實(shí)施例1中的流化干燥裝置還可采用臥式流化床，如圖3所示，原料煤由微波裝置5的出口端11經(jīng)行星給料機(jī)12進(jìn)入流化床15的進(jìn)料口 13后，鼓風(fēng)機(jī)17將熱風(fēng)爐16的熱風(fēng) (160°C 220°C，氧含量20%以下)加壓后送入流化床15內(nèi)，流化床15內(nèi)設(shè)置有若干水平布置的由隔板23分隔的流化室25和對(duì)應(yīng)的進(jìn)風(fēng)支管對(duì)，熱風(fēng)經(jīng)進(jìn)風(fēng)支管M和布風(fēng)板20 均勻分布后驅(qū)動(dòng)原料褐煤呈流化狀態(tài)，并通過隔板23由進(jìn)料端的流化室25逐級(jí)移向出料端的流化室25，呈顆粒狀態(tài)從流化床出料口 14溢出進(jìn)入成品煤倉(cāng)22。流化床15內(nèi)的熱風(fēng)從其上部的熱風(fēng)出口 21進(jìn)入微波裝置5的尾端進(jìn)氣口 6。實(shí)施例3
本發(fā)明的另一種方法是將原料褐煤先沿垂直向下方向經(jīng)過通有熱風(fēng)的微波裝置進(jìn)行預(yù)干燥，再經(jīng)過通有熱風(fēng)的流化床裝置進(jìn)行流化干燥，使原料褐煤游離水含量降至1%以下。本發(fā)明方法所采用的裝置為豎式，如圖4所示，圖中實(shí)線箭頭為原料褐煤的運(yùn)動(dòng)方向，虛線箭頭為熱風(fēng)的運(yùn)動(dòng)方向。原料褐煤一般為含水20%以上、粒度IOmm以下的褐煤。 原料褐煤從加料口 1丨加入微波裝置14丨，輸送裝置的轉(zhuǎn)軸17丨在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)固定在其上的耙形攪拌部件2 ‘和錐形導(dǎo)料盤15'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，原料褐煤由上至下經(jīng)錐形導(dǎo)料盤15'均勻分布在設(shè)在微波裝置14 ‘內(nèi)側(cè)的金屬折流板11'上，位于各層金屬折流板11'上的耙形攪拌部件2'在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中將落入金屬折流板11 ‘的原料褐煤由外向中心耙動(dòng)，逐級(jí)落入和經(jīng)過錐形導(dǎo)料盤15 ‘和金屬折流板11'，使物料呈“S” 型自上而下運(yùn)行，原料褐煤在微波裝置14'中由微波源3'對(duì)其進(jìn)行加熱預(yù)干燥；熱風(fēng)爐 8 ‘的熱風(fēng)(160°C 220°C，氧含量20%以下)經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)9 ‘加壓后分兩路分別進(jìn)入流化床5 ‘的下部和微波裝置14 ‘下部的進(jìn)氣口 18 ‘，在流化床5 ‘中熱風(fēng)經(jīng)布風(fēng)板12 ‘均勻分布后進(jìn)入上部的流化層；熱風(fēng)從物料孔4 ’進(jìn)入微波裝置14 ’，自下而上運(yùn)行，與物料相互形成逆流，與不斷加入的原料褐煤進(jìn)行熱交換，進(jìn)一步預(yù)干燥物料，微波裝置14 ‘內(nèi)的熱風(fēng)溫度保持在80 110°C，通入流化床5 ‘中的熱風(fēng)溫度為160 220°C，氧含量20%以下；微波裝置14 ’內(nèi)，在微波源3 ’輻照下，物料中水分快速脫離，被自下而上運(yùn)行的熱風(fēng)帶出，排氣口 10丨處的熱風(fēng)溫度高于水蒸氣的露點(diǎn)5°C以上，在微波裝置內(nèi)原料褐煤經(jīng)微波和熱風(fēng)混合加熱干燥后，游離水含量被降至5%通過物料孔4 ‘落入流化床5'。原料褐煤在流化床內(nèi)經(jīng)熱風(fēng)流化干燥后，游離水含量降至1%以下呈顆粒狀態(tài)從流化床出料口 6 ‘溢出進(jìn)入成品煤倉(cāng)13 ‘。從排氣口 10'排出的氣體進(jìn)入尾氣循環(huán)處理系統(tǒng)7 ‘，經(jīng)常規(guī)技術(shù)氣固分離后， 氣體經(jīng)分氣閥16'、鼓風(fēng)機(jī)9'循環(huán)進(jìn)入熱風(fēng)爐8'，余熱回收；從尾氣循環(huán)處理系統(tǒng)7' 分離出的固體回收進(jìn)入成品煤倉(cāng)13 ‘。
權(quán)利要求
1.一種微波流化干燥褐煤的方法，其特征是包括將原料褐煤先經(jīng)過通熱風(fēng)的微波裝置進(jìn)行預(yù)干燥，再經(jīng)過通熱風(fēng)的流化床裝置進(jìn)行流化干燥，使原料褐煤中游離水含量達(dá)到1% 以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波流化干燥褐煤的方法，其特征是所述原料褐煤用輸送裝置沿水平方向經(jīng)過微波裝置，再進(jìn)入流化床裝置，或者沿垂直向下方向經(jīng)過微波裝置，再進(jìn)入流化床裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波流化干燥褐煤的方法，其特征是所述原料褐煤在輸送裝置的水平輸送過程中由攪拌裝置攪拌，或者在垂直向下輸送過程中由布料裝置布料，并由攪拌裝置攪拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微波流化干燥褐煤的方法，其特征是所述微波裝置中的熱風(fēng)是由流化床裝置提供，或者由熱風(fēng)裝置和流化床裝置兩種途徑提供，微波裝置中的熱風(fēng)溫度為80 110°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微波流化干燥褐煤的方法，其特征是所述微波裝置中的熱風(fēng)流動(dòng)方向與原料褐煤的輸送方向互逆。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的微波流化干燥褐煤的方法，其特征是所述流化床裝置中的熱風(fēng)是由熱風(fēng)裝置提供；熱風(fēng)裝置提供的熱風(fēng)溫度為160 220°C，氧含量20%以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微波流化干燥褐煤的方法，其特征是所述微波裝置中的熱風(fēng)在微波裝置出口處的溫度高于水蒸氣的露點(diǎn)5°C以上，經(jīng)氣固分離和脫水處理后返回所述熱風(fēng)裝置循環(huán)利用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的微波流化干燥褐煤的方法，其特征是所述的原料褐煤是指含水量20%以上、粒度IOmm以下的褐煤。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的微波流化干燥褐煤的方法，其特征是所述預(yù)干燥是指將含水量20%以上的原料褐煤經(jīng)微波裝置干燥后使其游離水含量降至5%以下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微波流化干燥褐煤的方法，所述方法包括將原料褐煤先經(jīng)過通熱風(fēng)的微波裝置進(jìn)行預(yù)干燥，再經(jīng)過通熱風(fēng)的流化床裝置進(jìn)行流化干燥，使原料褐煤中游離水含量達(dá)到1%以下。利用本發(fā)明方法可以實(shí)現(xiàn)褐煤規(guī)?；焖佟⒌湍芎?、深度的干燥生產(chǎn)。
文檔編號(hào)F26B3/347GK102207350SQ20111013047
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者劉忠, 夏廣斌, 彭虎, 高澤斌 申請(qǐng)人:湖南科達(dá)粉體工程有限公司