褐煤干燥技術的蒸發式干燥技術

（1）轉筒干燥技術――轉筒干燥的核心是一個略帶傾斜并能回轉的圓筒體，筒體的傾斜度可以調節，范圍一般為2°~10°；按照濕物料和熱載體的接觸方式，工業中開發利用的褐煤轉筒干燥裝置主要有直接加熱轉筒干燥器、回轉管式干燥器和蒸汽管間接加熱轉筒干燥器。

（2）帶式干燥技術――褐煤由進料端經加料裝置被均勻分布到輸送帶上，輸送帶通常用穿孔的不銹鋼薄板制成，由電機經變速箱帶動，可以調速，最常用的干燥介質是熱空氣或熱煙氣。

（3）氣流干燥技術――氣流干燥也稱為“瞬間干燥”，是流態化稀相輸送在干燥方面的應用；按照干燥介質和操作溫度的不同，氣流干燥可分為直管式和床混式兩種。

（4）流化床干燥技術――工業上開發應用的褐煤流化床干燥設備主要是以過熱蒸汽或空氣作為流化介質(或干燥介質)，并且流化床內部帶有換熱器；褐煤流化床干燥技術主要包括過熱蒸汽流化床干燥技術和蒸汽-空氣聯合干燥技術。

（5）振動干燥技術――振動干燥是利用機械振動實現固體顆粒在干燥器中流動，并同時在干燥介質（如熱煙氣等）的作用下實現干燥過程。褐煤振動干燥設備主要有振動混流干燥器和振動流化床干燥器。轉筒干燥技術中的回轉管干燥技術是目前工業中應用最為成熟的褐煤脫水干燥技術。

（6）K-燃料技術 ――最為一項非蒸發式干燥技術，該項技術利用原煤與蒸汽在提質裝置中直接接觸，通過調節時間、溫度和壓力三個要素，將原煤中的水分以液態水的方式脫除，在“擠”出煤中水分的同時，改變煤的孔隙結構及親水性能，提升低階煤的品質。在美國懷俄明州建設有年處理75萬噸的提質工廠。

（7）高溫流化床干燥技術

（a）高溫流化床煤炭干燥技術簡介

流化床干燥用于煤炭干燥始于1955年前后，在其后逐漸成為煤炭干燥的首選干燥機。1958年全美有6臺轉筒干燥機，64臺振動流化床干燥機，44臺氣流干燥機，6臺振動流化床干燥機用于煤炭干燥，到了1961年，則有11臺轉筒干燥機，66臺振動流化床干燥機，40臺氣流干燥機，23臺振動流化床干燥機用于煤炭干燥。截止到1980年，總共有170余臺流化床干燥機用于煤炭干燥。其中一些干燥機運行時間已超過30年。主要是由于流化床干燥機用于煤炭干燥具有以下優勢： 可以采用高溫進氣，最高可達950度； 由于采用高溫進氣，因此設備緊湊，投資低，能耗低； 單機產量大：已投產的最大水份蒸發量可達150噸/時（流化面積為33平米，根據需要可達100平米）； 可以直接干燥寬篩分物料：0-2(0-50mm); 可以實現粗細顆粒干燥和分離。 (b)煤炭干燥的爆炸問題

眾所周知，煤粉的Kst大約為80，屬于輕微但有破壞性爆炸的粉塵。煤粉的爆炸問題是煤炭干燥首先要解決的安全問題。 由于粉塵爆炸的三角形（褐煤更容易爆炸，其氧氣濃度：7-8%）為：1），溫度：600度；2），氧氣濃度：11%；3），粉塵濃度：80g/m3。所以在設計和運行中至少必須去除粉塵爆炸的三角形中的一個邊。 根據相關部門對流化床煤炭干燥機的粉塵爆炸進行調查結果顯示：60%左右的爆炸是由于人為操作不當所致；40%左右的爆炸是由于錯誤的操作規范所致。因此流化床煤炭干燥機的全自動控制可以避免為操作不當而導致的粉塵爆炸。另外，所有設備的開車程序，設備連鎖，緊急停車程序，干燥工藝的HAZOP分析，重要儀表都必須仔細地，嚴格地，定期地進行檢查，以徹底杜絕因錯誤的操作規范而導致的粉塵爆炸。 系統泄爆裝置的設計和安裝。 根據實際運行經驗，流化床煤炭干燥的爆炸問題是可以完全得到徹底地解決。

（c）工藝流程

待干燥的煤炭（0-50mm）加入料斗（Wet Coal Bin）, 通過加料器（Feeder）進入流化床干燥機的內部（即布風板(Bed Plate)的上部），在其中被來自燃燒室的高溫煙氣（500-1000度）所加熱干燥：粗顆粒（0.5-50mm）由流化床干燥機側部的溢流口（Discharged Gate）排出；細顆粒（0-1mm）則被熱風帶到除塵器（Dust Collector）分離后由底部關風器（Rotary Discharge）排出；尾氣經由布袋除塵器或濕式除塵器（Scrubber）進一步除塵后排出。

(d) 高溫流化床干燥機的設計要點

由于布風板(Bed Plate)的下部（燃燒室及管道系統）為內襯耐火水泥，其工作溫度可達1200度以上；而布風板(Bed Plate)的上部（大約50mm），即干燥室的內部溫度大約為尾氣出口溫度（60-100度），高溫流化床干燥機的設計只要解決布風板及其上部50mm-100mm處的耐高溫設計即可。采用用于航空發動機的耐高溫材料制作布風板，經多年證實，完全可以在1000度以下長時間工作。

褐煤滾筒干燥技術

一種褐煤干燥爐

一、技術領域

本發明屬于干燥設備，具體為一種褐煤干燥設備。

背景技術：

褐煤是煤化程度最低的煤，一種間于泥炭和瀝青煤之間的棕色、無光澤的低級煤。褐煤含全水份20-40%，分析基水份10-30%，揮發份15-30%，熱值11.71-16.73mj/kg。

我國褐煤探明儲量為1303億噸，占我國煤炭儲量的1/3，內蒙褐煤儲量占全國的77%。

褐煤一般埋藏淺，開采成本低。但是因為熱值低，含水份高，遠距離運輸不經濟。為了解決這一問題需要對褐煤進行脫水干燥。現在主要有下述三種正在試驗的干燥方法。一是振動混流干燥，二是帶式爐干燥，這兩種方法干燥原理一樣，都是通入熱風使振動篩或傳送帶上的煤干燥。還有一種滾桶干燥技術，將500℃高溫的煙道氣通入裝有褐煤的滾桶中使褐煤干燥脫水。這三種方法都是用熱空氣或煙道氣干燥，容易引起褐煤自燃或爆炸，因此只處于試驗階段。迄今為止國內還沒有一種方法和設備用于褐煤干燥工業上。

發明內容：

褐煤干燥爐是一個轉動的圓筒形設備，由11部分組成，即蒸汽管（1）、冷凝水管（2）、大齒圈（3）、干燥爐爐身（4）、干燥爐爐頭（5）、電動蝶伐（6）、進煤絞龍（7）、托輪（8、10）、小齒圈（9）、活蓋（11）。A為濕煤進口，B為已干燥煤的進口，C為褐煤干燥產生的蒸汽出口，D為中壓蒸汽進口，E為冷凝水出口，F為干燥后的褐煤出口。

干燥爐截面為圓形，直徑為3-4米，總長度30-50米，用鋼板焊成。干燥爐由托輪（8、10）支撐，電機驅動小齒圈（9）轉動，代動大齒圈轉動，從而使干燥爐以每分鐘8轉左右的速度旋轉。

從D口通入壓力為30kg/cm2左右的蒸汽，蒸汽加熱管的加熱面積為2000m2左右，冷凝水從E口出來回到鍋爐。請見圖1、圖2。干燥爐內溫度保持在160℃左右。粉碎至0-30mm的褐煤從A口進入進煤絞龍（7），用絞龍送入干燥爐。經干燥蒸發出的水蒸汽從C口出去，溫度為160℃左右，可用來預熱煤，或者經壓縮后送鍋爐產生蒸汽。已干燥的煤，從E口放出。

干燥爐要保持微正壓，在褐煤干燥產生的蒸汽出口處安裝有電動蝶伐（6），蝶伐與爐內壓力傳感器相連，爐內為微正壓時蝶伐自動打開，爐內為負壓時蝶伐自動關小或關閉。干燥的褐煤出口處裝有活蓋（11），出口可以有2-3個，沿爐的圓周均布。出口轉到下半圈時活蓋自動打開，放出干燥的煤，出口轉到上半圈時活蓋依靠自重自動關閉。這樣避免空氣進入爐內，使干燥爐內處于水蒸汽氛圍中，成缺氧狀態，防止褐煤自然或爆炸。

如果褐煤水份大，可以從B口加一部分已干燥的褐煤，與濕煤混合，降低水份含量，便于干燥。

二、本干燥爐的優點是

1、非常安全

本干燥爐用蒸汽加熱脫水，干燥溫度能控制在一定范圍內，在干燥過程中干燥爐內充滿水蒸汽，成缺氧狀態，因此在干燥過程中不可能發生褐煤自燃或爆炸。

2、節能

本干燥爐用蒸汽加熱脫水，冷凝水又回到鍋爐，因此熱利用率可達到75-80%，比直火加熱爐高20%左右。

本干燥爐在干燥過程中產生的蒸汽還可以收集利用，進一步降低了能耗。

3、生產能力大，單爐可生產干燥褐煤30萬噸/年左右，可多套并聯，年生產能力可達500萬噸左右。

4、脫水量大，干燥褐煤含水份量可在一定范圍內調節。

附圖說明：

圖1為褐煤干燥爐的剖面圖。圖中1為蒸汽管，2為冷凝水管，3為大齒圈，4為干燥爐身，5為干燥爐爐頭，6為蝶伐，7為進煤絞龍，8、10為托輪，9為小齒圈，11為活蓋。

A為濕煤進口，B為已干燥的煤進口，C為煤干燥產生的蒸汽出口，D為中壓蒸汽進口，E為冷凝水出口，F為干燥后的煤出口。

圖2為圖1的M-N剖面放大圖。圖中1為蒸汽管，4為干燥爐爐身，8為托輪。

三、具體實施方式

按照圖1、圖2制造并安裝一臺褐煤干燥爐，干燥爐規格為φ3×35米，用厚度20mm的鋼板焊制，干燥爐內沿圓周安裝3層蒸汽管，蒸汽管上焊有螺旋形翅片，使總加熱面積達到1800m2。三層管子的規格為：外層為114×6mm，中層為83×5.5mm，內層為57×5mm。

褐煤干燥產生的蒸汽出口處裝有電動蝶伐，并和爐內壓力傳感器相連。爐尾安裝兩個出煤口，出煤口上安裝活蓋。

開車前，爐內裝少量水，通入30kg/cm2蒸汽，使爐內水蒸發產生的蒸汽把爐內的空氣趕出來，使爐內充滿蒸汽，成缺氧狀態，當爐內溫度達到150℃時，啟動干燥爐，轉速為7轉/分，從A口加入粉碎到0-30mm的褐煤，開始干燥。

四、設備簡圖

圖中1為蒸汽管，2為冷凝水管3為大齒圈，4為干燥爐身，5為干燥爐爐頭，6為蝶伐，7為進煤絞龍，8、10為托輪，9為小齒圈，11為活蓋。

A為濕煤進口，B為干燥進口，C為煤干燥產生的蒸汽出口，D為中壓蒸汽進口，E為冷凝水出口，F為干燥后的煤出口。

干燥爐直徑2.5米～3.5米。總長度30～40米，用鋼板焊成。內部設置多層蒸汽管，總加熱面積為2000～3000平方米。

年生產能力30萬噸左右（干燥），可多套并聯，每年產量可達300～600萬噸。

五、操作說明

爐內保持微正壓，使爐內的煤處于蒸汽氛圍中，成缺氧狀態，防止發生自燃和爆炸。

蒸汽管內通入20～30公斤/平方厘米過熱蒸汽（溫度為220～240攝氏度），冷凝水返回鍋爐。從C口出來由煤干燥產生的水蒸氣（溫度150～180攝氏度）可用來予熱煤，或者經壓縮進入鍋爐產生蒸汽。本設備熱能利用率為75～80%，比直火加熱爐高20～30%。本設備很安全，又能連續生產，生產能力大。