清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，包括高幅篩分機、粉碎機、混合器、流化床式調濕機和煙道氣余熱鍋爐，流化床式調濕機包括進料口、排料口和流化風排風口，高幅篩分機分別與粉碎機和流化床式調濕機的進料口連接，粉碎機與混合器連接，流化床式調濕機的排料口也與混合器連接，流化床式調濕機的排風口與煙道氣余熱鍋爐連接。本實用新型根據(jù)現(xiàn)有煉焦配煤工藝要求和物料特性細化煤調濕工序，在煤調濕工序中嵌入了煤顆粒粒徑梯級篩選、選擇性粉碎和煤飛灰回收造粒，采用機械篩分及低溫變速流化床方式實現(xiàn)了煤顆粒粒徑逐級篩分，確保了煤顆粒粉碎、干燥以及煤粉塵的有序控制，減少了煤料重復加工處理和能量的不合理投入。
【專利說明】
清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及焦化行業(yè)煉焦技術領域，尤其是涉及一種清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置。
【背景技術】
[0002]煤調濕工藝(CMC)是指“煉焦裝爐煤水分控制”工藝，它是在干燥煤煉焦技術的基礎上發(fā)展起來的，基本原理是將煉焦用煤在裝爐前利用外熱進行加熱干燥、脫水，達到煤的水分調節(jié)和控制，按照目前煉焦工藝要求把煤中水分控制在6%左右，從而實現(xiàn)降低煉焦過程的能耗量、保證焦爐運行操作穩(wěn)定性、提高焦炭質量或增加弱粘結性煤的配入量、減少煉焦污水量的目的。同時，裝爐焦煤的含濕量降低，煤的堆密度加大，相應提高了焦炭產量。
[0003]隨著我國煤調濕技術的發(fā)展，已有多種煤調濕技術方案，主要包括以低壓蒸汽為熱載體的多管回轉式干燥及以焦爐煙道氣為熱載體的流化床干燥方案等。經過運行實踐的考驗，現(xiàn)行煤調濕工藝裝置均存在著一些缺陷，采用低壓蒸汽作為熱載體，需要蒸汽源，利用高品位的能源。也有利用焦爐煙道氣作為熱載體，但需要將高溫煙氣長距離輸送，大風量高溫風機能耗和煙氣熱損失較大，并且煙氣流量有限，熱容量較低，可調性差。其次，國內的眾多的獨立焦化企業(yè)焦爐熱源采用焦爐煤氣，產生的煙道氣水分含量高，因此，煙道氣載濕能力低，影響調濕效率。上述方案除了存在能耗高、調節(jié)能力低、基礎投資大、運行成本高、控制調節(jié)復雜及維護維修量大等問題。當煤料含水分過高時，許多煤調濕干燥裝置受之影響，嚴重影響煤調濕工藝的效果和效率。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型為了解決目前焦爐系統(tǒng)的余熱回收利用以及污染物清潔排放問題，為此提供了一種清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，包括高幅篩分機1、粉碎機2、混合器5、流化床式調濕機和煙道氣余熱鍋爐8，所述流化床式調濕機包括進料口 14、排料口 20和流化風排風口 16，所述高幅篩分機I分別與粉碎機2和流化床式調濕機的進料口 14連接，粉碎機2與混合器5連接，流化床式調濕機的排料口 20也與混合器5連接，高幅篩3篩分出小于3mm粒徑的煤料直接進入流化床式調濕機，進行干燥除濕;大于3mm以上粒徑的煤料進入粉碎機，進行選擇性粉碎，然后進入混合器，與流化床調濕機出來的已干燥煤料混合，流化床式調濕機的排風口 16與煙道氣余熱鍋爐8連接。
[0005]本實用新型清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，在粉碎機2的粉塵排出口與混合器5之間還依次連有除塵器3和造粒機4，流化床式調濕機的流化風排風口 16與除塵器3連接。
[0006]本實用新型清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，在高幅篩分機I中的溜槽上設置了保溫裝置，防止篩分出的煤料下滑過程與槽壁黏結及形成初步干燥，保溫裝置的加熱介質采用高溫熱水，熱水進口溫度控制在150-130°C之間，熱水出口溫度控制在130-1lCTC之間，入料粒度在50mm以下，篩孔尺寸6_12mm，振幅15_25mm。
[0007]本實用新型清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，所述流化床式調濕機還包括第一段流化風室13和第二段流化風室21，所述第一段流化風室13內無蛇形管加熱器，底部存有一層床料;第二段流化風室6主要由若干調濕模塊組成，調濕模塊內設有蛇形管加熱器；
[0008]進料口14在第一段流化風室13的頂部外側，第一段流化風室13和第二段流化風室21之間設有一可調式溢流板12，通過可調式溢流板來控制進入到第二段流化風室的煤料流量;第一段流化風室13還依次外接了空氣預熱器11和第一流化風機10，第二段流化風室21外接了第二流化風機25;
[0009]流化風排風口16在流化床式調濕機的頂部，流化風排風口 16中還設有再熱器17，再熱器17與煙道氣余熱鍋爐8連接；
[0010]流化床式調濕機內的頂部有一個沉降室18，第二段流化風室21與沉降室18之間為流化干燥區(qū)19。
[0011]本實用新型清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，所述空氣預熱器11和再熱器17內均設有蛇形管加熱器，空氣預熱器11與煙道氣余熱鍋爐8連接，煙道氣余熱鍋爐8給空氣預熱器11內的蛇形管加熱器供熱，空氣預熱器11的排氣口直接接入第一段流化風室13的布風倉。所述空氣預熱器用于加熱流化風，提高流化風的容積風速及載濕能力?？諝鈴牡谝涣骰L機處進入，通過空氣預熱器進入第一段流化風室與進料口落下的煤料進行第一次對流換熱，落到流化床底部的煤料和干燥的床料呈流化態(tài)傳熱，進一步干燥脫濕。
[0012]本實用新型清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，第一段流化風室13和第二段流化風室21的每個調濕模塊的底部均設置了獨立布風倉，布風倉由布風室23、布風板22及布風帽組成；第二流化風機25對每個獨立風倉并聯(lián)供風，和每個布風倉之間均設有調節(jié)閥門24。
[0013]本實用新型清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，所述煙道氣余熱鍋爐8通過引風機6與煙囪7連接。
[0014]本實用新型根據(jù)現(xiàn)有的煉焦配煤工藝要求和物料特性來細化煤調濕工序，在煤調濕工序中嵌入了煤顆粒粒徑梯級篩選、選擇性粉碎以及煤飛灰回收造粒，即以內置熱流化床式調濕機為主，嵌入煤篩分以及除塵造粒工序組成。
[0015]本實用新型采用機械篩分及低溫變速流化床方式實現(xiàn)了煤顆粒粒徑逐級篩分，可以把入爐煉焦煤中3_以上的煤顆粒篩分出來，確保了煤顆粒粉碎、干燥以及煤粉塵的有序控制，減少了煤料重復加工處理和能量的不合理投入。
[0016]本實用新型針對高濕度煤料在流化床內易于板結的狀況，難于干燥除濕，采用了一種煉焦煤分段干燥梯級調濕的工藝裝置，采用二段式干燥工藝流程，第一段流化風室、空氣預熱器和第一流化風機形成第一段調濕工藝回路，主要解決高濕度煤料初始快速干燥脫濕問題，盡快在調濕模塊里建立起流化狀態(tài)。隨著煤料干燥脫濕進程，在第二段流化風室和第二流化風機形成的第二段調濕工藝回路中各調濕模塊的煤料溫度和流化速度采用梯級控制，各個干燥模塊的流化風速及流化床床溫可根據(jù)煤料干燥程度逐步減小和降低，形成梯級調濕的工藝要求，使得煤調濕工藝流程中能量合理投入，粉塵排放得以有序控制。
[0017]本實用新型形成的整個工藝流程所需的主要熱源來自焦爐煙道氣余熱，通過煙道氣余熱鍋爐產生飽和熱水。工藝流程中各個換熱裝置的熱介質均為飽和熱水。以飽和熱水為換熱器熱載體、以空氣為流化床流化介質。飽和熱水加熱熱源的主要熱源來自焦爐煙道氣余熱，當濕煤水分過高時，流化床式調濕機內的煤料較難流化干燥時，采用空氣預熱器將流化空氣溫度加熱到90°C左右，使得第一工藝回路中的流化風溫提高，容積風速提高，使得高水分煤料能較好地流化換熱，滿足煤料流化干燥需要。
[0018]本實用新型采用的流化介質和傳熱介質的選用，按照其物理特性分別為載濕能力較強的空氣和熱容量較大的高溫熱水。相對于傳統(tǒng)的流化床式煤調濕工藝的最大特點是將煤調濕工藝中的載熱、載濕和流化工質分離開來，在控制調節(jié)上可以做到靈活控制、精準處理，特別適應于高濕度煤料的干燥調濕。
[0019]本實用新型采用內置換熱器流化干燥方法，采用高比熱的傳熱介質高溫熱水作為濕煤干燥調濕和流化床流化介質加熱熱源，流化介質所需熱量僅為無內置加熱器的20%，流化氣體量也比采用煙道氣作流化介質要少20 % -30 %左右，流化速度為0.5-1.3m/s;采用壓力0.4-0.6MPa，溫度為120°C_160°C的飽和熱水作為干燥器的傳熱介質；分段式干燥梯級調濕的調濕機有較高的的負荷調節(jié)范圍和高濕度煤適應性。
[0020]本實用新型的流化床式調濕機內的濕煤處于60°C_80°C的低加熱溫度和0.5-1.3m/s的低流化速度流化強化傳熱方法，流化風風溫可根據(jù)煤的水分高低，在常溫至90°C范圍內可調。提高了內置式換熱器與煤和流化空氣的流化效果及換熱效率，同時，可以有效地避免煤調濕工藝流程中的煤揮發(fā)分析出爆燃的危險性，低流化速度可防止內置換熱器管束與濕煤磨損。
[0021]本實用新型的調濕能力從濕煤水分含量14.0%調至6%狀況下，熱源由焦爐煙道氣余熱提供，當濕煤水分含量大于14%時，可以通過空氣預熱器調整流化風風溫，來加強其流化效果和傳熱效率。
[0022]通過該裝置形成的工藝，其能量平衡建立在物料平衡的基礎上，能量的投入是以工藝流程的物料量和工藝要求為依據(jù)，按照煤料含水率與其粒徑呈反比的關系，進行煤料分流處理，在現(xiàn)有備煤工藝流程中增設了煤料顆粒篩分和煤料粉塵回收及造粒工序，流化床煤干燥工序以及低品位熱源回收利用系統(tǒng)，形成一種節(jié)能環(huán)保高效的煤調濕工藝。工藝技術體現(xiàn)出梯級篩分、分級用能的原則，避免了原有的工藝流程中煤料的過度粉碎和能量不合理投入，使得低品位的焦爐煙道氣熱源進行提質回收、有效利用。
[0023]本實用新型采用的低品位能質的焦爐煙道氣余熱進行提質回收利用，使得脫濕工藝裝置的結構型式可適應多元化余熱利用。工藝流程中的主要熱源把低溫焦爐煙道氣余熱改質利用，通過高效氣液的余熱鍋爐產生過熱熱水，作為熱源，既解決了占據(jù)焦爐煙道氣輸出熱源17%的低溫余熱資源回收利用，又大幅度地提高了焦化工藝能源利用的效率，突破傳統(tǒng)煤調濕工藝所需耗費大量高品位能源的技術瓶頸，顯著提高了焦化行業(yè)節(jié)能減排、安全經濟運行的效益。
[0024]本實用新型的有益效果是:
[0025]1、調濕裝置采用分段干燥梯級調濕的工藝流程，使得裝置對煤料濕度適應性廣，能有序控制煤料粉塵的產生和揚析，能量按照工藝流程梯級投入，系統(tǒng)運行調節(jié)可靠、靈活，節(jié)能性強。
[0026]2、以傳熱學和流體動力學基本機理，調濕機的加熱工質與流化床流化工質分別采用熱水和空氣二種工質，使得工藝流程中載熱、載濕、流化介質分開，便于系統(tǒng)的能量傳遞，溫度、流速等運行參數(shù)調節(jié)靈活，一是可提高調濕機所需熱量轉換有效能力，二是可保證流化介質流動穩(wěn)定性和其載濕能力。
[0027]3、工藝裝置采用內置式換熱器，熱源適應性更廣，可多熱源聯(lián)用，靈活，適應性強，適應20%以上高濕度煤料的干燥脫濕。
[0028]4、分段式干燥采用不同的換熱方式，對煤料的適應性更強，熱量投入也更合理，達到能量平衡和物料平衡。
[0029]5、本裝置采用空氣作為流化介質，只是起到煤料流化作用和載濕功能，與煙道氣直接接觸式流化床調濕方法相比較，流化氣體量僅為煙道氣量的25 %左右；可降低流化風機的電功率，可節(jié)省40-50 %的電。
[0030]6、采用低溫低速流化干燥方法，粉塵產生率控制在4%之內，并通過除塵回收造粒，粉塵排放濃度為8.9mg/Nm3，滿足超低排放。
[0031]7、調濕機內的物料濕煤處于低溫加熱，在平均溫度為50°C_85°C和低流化速度
0.5-1.0m/s的流化強化傳熱狀態(tài)，提高了流態(tài)化的煤料與內置式換熱器的換熱效率，輸送熱水管的散熱損失是輸送煙道氣的散熱損失的4.65%，因此從基礎投資及運行成本等方面考慮，熱水的熱量輸送效率及載熱能力遠遠優(yōu)于煙道氣。
[0032]8、采用高溫熱水為載熱工質，由焦爐煙道氣余熱轉換而成，載熱工質的加熱熱源主要取之于190°C-210°C焦爐煙道氣余熱，通過煙道氣余熱鍋爐使之載熱工質加熱升溫。
[0033]9、采用梯級篩分工序技術可以使得40 % -60 %的煤料過度粉碎及重復加熱。
【附圖說明】
[0034]本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0035]圖1是本實用新型的不意圖。
【具體實施方式】
[0036]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0037]本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0038]如圖1所示的清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，包括高幅篩分機1、粉碎機2、混合器5、流化床式調濕機和煙道氣余熱鍋爐7，所述流化床式調濕機包括進料口 14、排料口 20和流化風排風口 16，所述高幅篩分機I分別與粉碎機2和流化床式調濕機的進料口14連接，粉碎機2與混合器5連接，流化床式調濕機的排料口 20也與混合器5連接，高幅篩I篩分出小于3mm粒徑的煤料直接進入流化床式調濕機，進行干燥除濕;大于3mm以上粒徑的煤料進入粉碎機，進行選擇性粉碎，然后進入混合器，與流化床調濕機出來的已干燥煤料混合。所述煙道氣余熱鍋爐8通過引風機6與煙囪7連接。在粉碎機2的粉塵排出口與混合器5之間還依次連有除塵器3和造粒機4，流化床式調濕機的流化風排風口 16與除塵器3連接。
[0039]在高幅篩分機I中的溜槽上設置了保溫裝置，防止篩分出的煤料下滑過程與槽壁黏結及初步干燥，保溫裝置的加熱介質采用高溫熱水，熱水進口溫度控制在150-130°C之間，熱水出口溫度控制在130-110°C之間，入料粒度在50mm以下，篩孔尺寸6-12mm，振幅15-25mm0
[0040]所述流化床式調濕機還包括第一段流化風室13和第二段流化風室21，所述第一段流化風室13內無蛇形管加熱器，底部存有一層床料;第二段流化風室6主要由若干調濕模塊組成，調濕模塊內設有蛇形管加熱器;進料口 14在第一段流化風室13的頂部外側，第一段流化風室13和第二段流化風室21之間設有一可調式溢流板12，通過可調式溢流板來控制進入到第二段流化風室的煤料流量;第一段流化風室13還依次外接了空氣預熱器11和第一流化風機10，第二段流化風室21外接了第二流化風機25;流化風排風口 16在流化床式調濕機的頂部，流化風排風口 16中還設有再熱器17，再熱器17與煙道氣余熱鍋爐8連接;流化床式調濕機內的頂部有一個沉降室18，第二段流化風室21與沉降室18之間為流化干燥區(qū)19。第一段流化風室13和第二段流化風室21的每個調濕模塊的底部均設置了獨立布風倉，布風倉由布風室23、布風板22及布風帽組成;第二流化風機25對每個獨立風倉并聯(lián)供風，和每個布風倉之間均設有調節(jié)閥門24。
[0041]所述空氣預熱器11和再熱器17內均設有蛇形管加熱器，空氣預熱器11與煙道氣余熱鍋爐7連接，煙道氣余熱鍋爐8給空氣預熱器11內的蛇形管加熱器供熱，空氣預熱器11的排氣口直接接入第一段流化風室13的布風倉。所述空氣預熱器用于加熱流化風，提高流化風的容積風速及載濕能力?？諝鈴牡谝涣骰L機處進入，通過空氣預熱器進入第一段流化風室與進料口落下的煤料進行第一次對流換熱，落到流化床底部的煤料和干燥的床料呈流化態(tài)傳熱，進一步干燥脫濕。
[0042]本實用新型根據(jù)現(xiàn)有的煉焦配煤工藝要求和物料特性來細化備煤工序，在備煤工序中嵌入了煤顆粒粒徑梯級篩選、選擇性粉碎以及煤飛灰回收造粒，即以內置熱流化床式調濕機為主，嵌入煤篩分以及除塵造粒工序組成，采用機械篩分及低溫變速流化床方式實現(xiàn)了煤顆粒粒徑逐級篩分，可以把入爐煉焦煤中3_以上的煤顆粒篩分出來，確保了煤顆粒粉碎、干燥以及煤粉塵的有序控制，減少了煤料重復加工處理和能量的不合理投入。
[0043]本實用新型并不局限于前述的【具體實施方式】。本實用新型擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組入口 ο
【主權項】
1.一種清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，其特征是:包括高幅篩分機(I)、粉碎機(2)、混合器(5)、流化床式調濕機和煙道氣余熱鍋爐(8)，所述流化床式調濕機包括進料口(14)、排料口(20)和流化風排風口(16)，所述高幅篩分機(I)分別與粉碎機(2)和流化床式調濕機的進料口(I4)連接，粉碎機(2)與混合器(5)連接，流化床式調濕機的排料口(20)也與混合器(5)連接，流化床式調濕機的排風口( 16)與除塵器(3)連接。2.根據(jù)權利要求1所述的清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，其特征是:在粉碎機(2)的粉塵排出口與混合器(5)之間還依次連有除塵器(3)和造粒機(4)，流化床式調濕機的流化風排風口(16)與除塵器(3)連接。3.根據(jù)權利要求1所述的清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，其特征是:在高幅篩分機(I)中設有溜槽，溜槽上設置了保溫裝置。4.根據(jù)權利要求1所述的清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，其特征是:所述流化床式調濕機包括第一段流化風室(13)和第二段流化風室(21)，所述第一段流化風室(13)內無蛇形管加熱器，底部存有一層床料;第二段流化風室(21)主要由若干調濕模塊組成，調濕模塊內設有蛇形管加熱器； 進料口(14)在第一段流化風室(13)的頂部外側，第一段流化風室(13)和第二段流化風室(21)之間設有一可調式溢流板(12)，第一段流化風室(13)還依次外接了空氣預熱器(11)和第一流化風機(10)，第二段流化風室(21)外接了第二流化風機(25); 流化風排風口(16)在流化床式調濕機的頂部，流化風排風口(16)中還設有再熱器(17)，再熱器(17)與煙道氣余熱鍋爐(8)連接； 流化床式調濕機內的頂部有一個沉降室(18)，第二段流化風室(21)與沉降室(18)之間為流化干燥區(qū)(19)。5.根據(jù)權利要求4所述的清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，其特征是:所述空氣預熱器(11)和再熱器(17)內均設有蛇形管加熱器，煙道氣余熱鍋爐(8)給空氣預熱器(11)和再熱器(17)內的蛇形管加熱器供熱，空氣預熱器(11)的排氣口直接接入第一段流化風室(13)的布風倉。6.根據(jù)權利要求4所述的清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，其特征是:第一段流化風室(13)和第二段流化風室(21)的每個調濕模塊的底部均設置了獨立布風倉，布風倉由布風室(23)、布風板(22)及布風帽組成;第二流化風機(25)對每個獨立風倉并聯(lián)供風，和每個布風倉之間均設有調節(jié)閥門(24)。7.根據(jù)權利要求1所述的清潔高效梯級篩分內置熱流化床煤調濕裝置，其特征是:所述煙道氣余熱鍋爐(8)通過引風機(6)與煙囪(7)連接。
【文檔編號】C10B57/10GK205528602SQ201620313829
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】惠建明, 郁鴻凌, 惠文博
【申請人】無錫億恩科技股份有限公司