專利名稱：一種褐煤干燥提質(zhì)的熱交換裝置及提質(zhì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種褐煤干燥提質(zhì)的熱交換裝置及提質(zhì)方法，屬于煤炭高效利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
褐煤儲(chǔ)量約占我國(guó)煤炭總儲(chǔ)量的15%左右，是主要煤炭資源的一種，在我國(guó)動(dòng)力與化工用煤中起到重要的作用。褐煤屬于一種地下儲(chǔ)存期短、煤化程度低的煤種，其水分和灰分含量較高，在空氣中易風(fēng)化，作為直接燃料直接使用時(shí)燃燒效率低，且溫室氣體排放量高、污染嚴(yán)重。褐煤主要分布于內(nèi)蒙古、黑龍江、云南和新疆等地，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原因，這些地區(qū)的用煤量與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)相比較少，因此需將褐煤運(yùn)輸?shù)骄嚯x比較遠(yuǎn)的利用場(chǎng)地。由于褐煤中高水分和高揮發(fā)份的存在，造成了公路、鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)力的極大浪費(fèi)。褐煤提質(zhì)是指通過熱物理過程或熱化學(xué)方法降低褐煤中的水分、提高產(chǎn)品發(fā)熱量，達(dá)到便于運(yùn)輸、 熱利用效率高、污染低的目的，對(duì)于褐煤的清潔、高效利用具有重要的意義。針對(duì)褐煤提質(zhì)問題，國(guó)內(nèi)外開展了大量的研究與開發(fā)工作。國(guó)外主要褐煤加工技術(shù)有德國(guó)的Lurgi-Spuel-Gas(L-S)低溫?zé)峤夤に?、美?guó)的K燃料工藝(K-Fuel Process),烏克蘭的熱壓處理工藝(ETCH1-175)和日本的非蒸發(fā)脫水工藝(D-K Process)等。我國(guó)研究熱解技術(shù)的單位眾多，比較典型的技術(shù)有大連理工大學(xué)開發(fā)的褐煤固體熱載體干餾多聯(lián)產(chǎn)工藝(DG Process)，北京煤化工分院開發(fā)的多段回轉(zhuǎn)爐熱解工藝，浙江大學(xué)的循環(huán)流化床熱電多聯(lián)產(chǎn)工藝，北京動(dòng)力經(jīng)濟(jì)研究所的移動(dòng)床為基礎(chǔ)的熱電多聯(lián)產(chǎn)工藝，濟(jì)南鍋爐廠的多聯(lián)產(chǎn)工藝等。此外，清華大學(xué)、中科院山西煤化所、中科院過程所也分別開發(fā)了自己的熱解工藝。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)干燥提質(zhì)技術(shù)的研究有了長(zhǎng)足的發(fā)展，但和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比仍存在一定的差距。在干燥方式上，有流化床、回轉(zhuǎn)窯等形式，干燥介質(zhì)主要有煙氣、水蒸氣等。從干燥原理看，流化床干燥工藝存在大型化及流態(tài)控制問題，而回轉(zhuǎn)窯干燥工藝存在氣/固接觸不良而影響其傳熱過程的問題。從干燥介質(zhì)看，由于褐煤是一種極易析出揮發(fā)份的煤種，在采用含氧氣體干燥過程時(shí)，如果出現(xiàn)局部過熱，容易導(dǎo)致?lián)]發(fā)份燃燒，從而造成干燥系統(tǒng)的燃燒問題，影像系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如果全部采用水蒸氣進(jìn)行干燥時(shí)，由于潛熱的損失，容易造成較大的能源浪費(fèi)。因此，可大型化的、現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定的高效褐煤干燥與提質(zhì)技術(shù)一直是研究與開發(fā)的主要方向。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有褐煤提質(zhì)過程中干燥、脫水技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種干燥效果好、產(chǎn)量高、性能穩(wěn)定的高效熱交換裝置及工藝方法。本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)如下回轉(zhuǎn)窯與熱風(fēng)爐連接，窯內(nèi)壁按螺旋方式以一定的角度設(shè)置揚(yáng)料板。原煤自煤倉(cāng)采用螺旋方式入料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯后，通過窯體旋轉(zhuǎn)，借助揚(yáng)料板實(shí)現(xiàn)原煤與熱風(fēng)的充分接觸，進(jìn)行快速熱交換，從而達(dá)到原煤脫水提質(zhì)的目的。具體而言，該方法的特征包含如下步驟(I)褐煤由煤倉(cāng)采用螺旋方式送入回轉(zhuǎn)窯；(2)利用引風(fēng)機(jī)將來(lái)自燃燒裝置的熱風(fēng)送入回轉(zhuǎn)窯，作為對(duì)褐煤干燥的熱源；(3)回轉(zhuǎn)窯旋轉(zhuǎn)后，借助揚(yáng)料板實(shí)現(xiàn)原煤與熱風(fēng)的充分接觸，進(jìn)行熱交換；(4)干燥脫水后的固體產(chǎn)物從回轉(zhuǎn)窯尾部倒出，經(jīng)傳送帶送入成品倉(cāng)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果(I)在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壁，揚(yáng)料板采用前密后疏的螺旋方式布設(shè)，使原煤在回轉(zhuǎn)窯中的行進(jìn)速度由慢至快變化，既保證了原煤與熱風(fēng)的接觸時(shí)間，實(shí)現(xiàn)迅速脫水、干燥，又提高了成品煤的產(chǎn)出效率；
(2)每塊揚(yáng)料板均采用頭部彎曲、板身平滑的外形加以設(shè)計(jì)，使回轉(zhuǎn)窯在旋轉(zhuǎn)過程中增大了原煤與熱風(fēng)的接觸面積，實(shí)現(xiàn)了原煤與熱風(fēng)的充分、均勻接觸，有效克服了傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯干燥工藝中存在的氣/固接觸不良以及干燥過程中出現(xiàn)局部過熱的問題；(3)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)干燥階段所需的熱風(fēng)均來(lái)自于熱解煤氣的燃燒，并通過弓丨風(fēng)機(jī)導(dǎo)入窯內(nèi)循環(huán)利用，從而無(wú)需提供額外的熱源，充分實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。因此，本發(fā)明可用于大規(guī)模的褐煤干燥提質(zhì)過程，并可有效實(shí)現(xiàn)煤炭資源的分級(jí)、高效、低污染綜合利用。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的褐煤干燥提質(zhì)熱交換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的揚(yáng)料板的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施案例提供的褐煤干燥提質(zhì)方法的流程圖。圖中1、褐煤入料口 ；2、熱風(fēng)爐；3、回轉(zhuǎn)窯；4、揚(yáng)料板；4_1、揚(yáng)料板的板身；4_2、揚(yáng)料板的板頭；5、成品煤出料口 ；6、引風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖1、2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的煤干燥提質(zhì)的熱交換裝置的結(jié)構(gòu)。為了便于說明，僅僅不出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。本裝置包括褐煤入料口 I設(shè)置在熱風(fēng)爐2頂部；回轉(zhuǎn)窯3與熱風(fēng)爐2連接，窯內(nèi)壁按螺旋方式以一定的角度設(shè)置揚(yáng)料板4，回轉(zhuǎn)窯3右邊布置成品煤出料口 5 ;揚(yáng)料板4由揚(yáng)料板的板身4-1和揚(yáng)料板的板頭4-2組成；引風(fēng)機(jī)6布置在于熱風(fēng)爐2相連的管道內(nèi)。圖3示出了本發(fā)明實(shí)施案例提供的褐煤干燥提質(zhì)方法的流程，該方法包括在步驟S301中，褐煤由煤倉(cāng)采用螺旋方式送入回轉(zhuǎn)窯3，利用引風(fēng)機(jī)6將來(lái)自燃燒裝置的熱風(fēng)送入回轉(zhuǎn)窯3，作為對(duì)褐煤干燥的熱源；在步驟S302中，回轉(zhuǎn)窯3旋轉(zhuǎn)后，借助揚(yáng)料板4實(shí)現(xiàn)原煤與熱風(fēng)的充分接觸，進(jìn)行熱交換；；在步驟S303中，干燥脫水后的固體產(chǎn)物從回轉(zhuǎn)窯3尾部倒出，經(jīng)傳送帶送入成品倉(cāng)。褐煤從入料口 I以螺旋方式輸送至回轉(zhuǎn)窯3中，通過窯體旋轉(zhuǎn)，在揚(yáng)料板4的作用下，使之與引自熱風(fēng)爐2、溫度為600°C 900°C的熱煙氣充分接觸進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)水分脫除；干燥后的成品煤經(jīng)由成品煤出料口 5送入儲(chǔ)物倉(cāng)；褐煤干燥過程中的熱解氣體由引風(fēng)機(jī)6送入熱風(fēng)爐2中循環(huán)燃燒利用，作為對(duì)褐煤干燥的熱源。本方案發(fā)明的一種褐煤干燥提質(zhì)的熱交換裝置及工藝方法，褐煤從入料口 I以螺旋方式輸送至回轉(zhuǎn)窯3中，通過窯體旋轉(zhuǎn)，在揚(yáng)料板4的作用下，使之與引自熱風(fēng)爐2、溫度為600°C 900°C的熱煙氣充分接觸進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)水分脫除；干燥后的成品煤經(jīng)由成品煤出料口 5送入儲(chǔ)物倉(cāng)；褐煤干燥過程中的熱解氣體由引風(fēng)機(jī)6送入熱風(fēng)爐2中循環(huán)燃燒利用，作為對(duì)褐煤干燥的熱源。在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壁，揚(yáng)料板采用前密后疏的螺旋方式布設(shè)，使原煤在回轉(zhuǎn)窯中的行進(jìn)速度由慢至快變化，既保證了原煤與熱風(fēng)的接觸時(shí)間，實(shí)現(xiàn)迅速脫水、干燥，又提高了成品 煤的產(chǎn)出效率；每塊揚(yáng)料板均采用頭部彎曲、板身平滑的外形加以設(shè)計(jì)，使回轉(zhuǎn)窯在旋轉(zhuǎn)過程中增大了原煤與熱風(fēng)的接觸面積，實(shí)現(xiàn)了原煤與熱風(fēng)的充分、均勻接觸，有效克服了傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯干燥工藝中存在的氣/固接觸不良以及干燥過程中出現(xiàn)局部過熱的問題；回轉(zhuǎn)窯內(nèi)干燥階段所需的熱風(fēng)均來(lái)自于熱解煤氣的燃燒，并通過引風(fēng)機(jī)導(dǎo)入窯內(nèi)循環(huán)利用，從而無(wú)需提供額外的熱源，充分實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。因此，本發(fā)明可用于大規(guī)模的褐煤干燥提質(zhì)過程，并可有效實(shí)現(xiàn)煤炭資源的分級(jí)、高效、低污染綜合利用。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種褐煤干燥提質(zhì)的熱交換裝置，包括褐煤入料口、熱風(fēng)爐、回轉(zhuǎn)窯、成品煤出料口以及引風(fēng)機(jī)，其特征在于，所述熱交換裝置還包括安裝在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壁，確保干燥過程中原煤與熱風(fēng)的充分接觸，實(shí)現(xiàn)原煤脫水、干燥的揚(yáng)料板。
2.按照權(quán)利要求I所述的熱交換裝置，其特征在于，所述揚(yáng)料板在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壁采用前密后疏的螺旋方式布設(shè)，使原煤在回轉(zhuǎn)窯中的行進(jìn)速度由慢至快變化，既保證了原煤與熱風(fēng)的接觸時(shí)間，又可提高成品煤的產(chǎn)出效率。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的熱交換裝置，其特征在于，每塊所述揚(yáng)料板均采用頭部彎曲、板身平滑的外形加以設(shè)計(jì)，使回轉(zhuǎn)窯在旋轉(zhuǎn)過程中增大了原煤與熱風(fēng)的接觸面積，實(shí)現(xiàn)了原煤與熱風(fēng)的充分、均勻接觸。
4.一種褐煤干燥提質(zhì)方法，其特征在于，該方法包含如下步驟1)褐煤由入料口采用螺旋方式送入回轉(zhuǎn)窯；2)利用引風(fēng)機(jī)將來(lái)自熱風(fēng)爐的熱風(fēng)送入回轉(zhuǎn)窯，作為對(duì)褐煤干燥的熱源；3)回轉(zhuǎn)窯旋轉(zhuǎn)后，借助揚(yáng)料板實(shí)現(xiàn)原煤與熱風(fēng)的充分接觸，進(jìn)行熱交換；4)干燥脫水后的成品煤經(jīng)由出料口送入儲(chǔ)物倉(cāng)；5)褐煤干燥過程中的熱解氣體由引風(fēng)機(jī)送入熱風(fēng)爐中循環(huán)燃燒利用。
5.按照權(quán)利要求4所述的褐煤干燥提質(zhì)方法，其特征在于，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)所使用的來(lái)自于熱風(fēng)爐的熱煙氣溫度為600°C 900°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種褐煤干燥提質(zhì)的熱交換裝置及工藝方法，包括熱風(fēng)爐、回轉(zhuǎn)窯、揚(yáng)料板、引風(fēng)機(jī)以及其他輔助裝置。回轉(zhuǎn)窯與熱風(fēng)爐連接，窯內(nèi)壁按螺旋方式以一定的角度設(shè)置揚(yáng)料板。原煤自煤倉(cāng)采用螺旋方式入料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯后，通過窯體旋轉(zhuǎn)，借助揚(yáng)料板實(shí)現(xiàn)原煤與熱風(fēng)的充分接觸，進(jìn)行快速熱交換，達(dá)到原煤脫水提質(zhì)的目的。干燥過程中的熱解氣體通過引風(fēng)機(jī)導(dǎo)入熱風(fēng)爐內(nèi)循環(huán)使用，作為原煤干燥提質(zhì)的熱源。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、安全可靠，大型化應(yīng)用時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定，有效克服了傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯干燥提質(zhì)工藝中存在的氣/固接觸不良以及干燥過程中出現(xiàn)局部過熱的問題，可提高褐煤的綜合利用率。
文檔編號(hào)F26B3/02GK102927798SQ20121042888
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者李虎雄, 李聞白, 仁亮, 程成, 邱波 申請(qǐng)人:霍林郭勒效高褐煤提質(zhì)有限公司