常见的褐煤预干燥技术及对比
滚筒干燥技术
该技术能够将褐煤水分降至15%左右, 脱水率高, 热值提升至4500大卡左右。
其原理是将料煤经破碎至0-50mm后放入充满约500℃的高温热风的滚筒。
在倾斜转动的滚筒内, 由滚筒壁上的扬料板使褐煤在干燥筒体内行程稳定的形成全断面料幕, 使烟气与原煤充分交换热量, 交换时间在30分钟左右, 从而使褐煤得到干燥。
滚筒干燥技术的单台设备处理能力相对较小。
同时, 干煤粉气化工艺对褐煤的要求是最终满足制粉工艺, 尽可能多的保留褐煤中的有效成分, 不希望干燥过程出现褐煤提质流程, 因此褐煤预干燥系统中干燥剂温度要求尽量低。
而且由于干燥温度高, 容易发生褐煤自燃甚至爆炸, 褐煤破碎率高, 操作难度大。
气流床干燥技术
气流干燥是一种连续式高效固体流态化干燥方法。
它把呈泥状、粉粒状或块状的湿物料送入热气流中, 与之并流, 从而得到分散成粒状的干燥产品。
湿物料自螺旋加料器进入干燥管, 空气由鼓风机鼓入, 经加热器加热后与物料汇合, 在干燥管内达到干燥目的。
干燥后的物料在旋风除尘器和袋式除尘器得到回收, 废气经抽风机由排气管排出。
气流干燥是对流干燥的一种, 湿物料的干燥是由传热和传质两个过程所组成。
当湿物料与热空气相接触时, 干燥介质( 热空气) 将热能传递至湿物料表面, 由表面传递至物料的内部, 这是一个热量传递过程。
与此同时, 湿物料中的水分从物料内部以湿物料自螺旋加料器进入干燥管, 空气由鼓风机鼓入, 经加热器加热后与物料汇合, 在干燥管内达到干燥目的。
干燥后的物料在旋风除尘器和袋式除尘器得到回收, 废气经抽风机由排气管排出。
褐煤气流床干燥工艺尚无大规模长期运行经验, 气流干燥电耗高, 磨损严重, 而且采用烟道气干燥存在系统氧含量超标, 易发生煤粉爆炸的危险。
SZ振动混流干燥技术
振动混流干燥器是一种连续操作的干燥设备。
其原理为: 湿物料从顶部进入
振动混流干燥器后在多层干燥床作用下分散形成物料长龙, 一部分粒度小于床孔的细物料穿过床孔垂直下落, 大部分粗粒物料在振动状态下形成振动疏松料层沿床面水平移动, 移至端部洒落到下一层干燥床上。
低温大风量热气流分为垂直气流和水平气流, 垂直气流在穿越物料的过程中与物料充分的、高强度的接触, 将物料干燥。
水平气流在水平方向之间变速流动并与洒落物料充分的、高强度的接触物料干燥。
在干燥器内既有物料的垂直流动, 又有物料的水平流动; 热风与物料之间既有垂直方向的逆流, 又有水平方向的逆流, 形成特有的混流干燥作用。
粗细物料与热风在混流过程中经多次混合—分离—再混合—再分离的过程被均匀干燥, 大部分物料从干燥器的底部输出, 极小部分细物料随气流进入除尘器, 除尘器分离出的物料作为产品回收。
SZ振动混流干燥技术入口烟气温度220~240℃, 出口排放温度为80±15℃时,利用化工项目余热做热介质, 单台( 套) 生产能力为150t/h的干燥器需要热风量60×104m3/h,压力 ~2500Pa, 能耗大。
而且采用热空气干燥, 存在氧含量超标使煤粉发生爆炸的危险。
Zemag蒸汽管式干燥技术
德国Zemag机械制造有限公司在褐煤干燥的处理行业有着153年的历史, 其采用的管式干燥机在欧洲具有非常高的知名度。
Zemag蒸汽管式干燥方法是一种以过热蒸汽为加热介质的间接加热干燥器。
其工作原理为: 将一定粒度的原煤( <6.3mm) 均匀分布到旋转的滚筒内部的众多干燥管中, 干燥管中设有旋转状叶片, 煤经过重力和螺旋叶片导流作用在干燥管内运动, 在滚筒内部干燥管周围通入过热蒸汽, 经过间接热交换将干燥管内的原煤升温, 使煤表面吸附水分受热蒸发, 并利用和煤一起进入干燥器的空气作为脱水介质, 经过过滤器将煤粉分离, 尾气部分排入大气。
Zemag蒸汽管式干燥方法由于采用冷凝式过热蒸汽与煤炭非直接接触的干燥工艺, 具有较高的安全性。
又由于被干燥的煤炭在干燥机内的移动速率非常缓
慢, 磨损问题较轻。
同时, 采用众多干燥管对煤进行分散, 强化了干燥效果, 大大地增加了干燥机的有效面积, 增大了干燥幅度。
Carrier振动流化床干燥技术
Carrier振动流化床在多达50年的工程应用中已广泛应用于各种物料干燥, 并用能够提供干燥系统各方面的处理工艺, 具有很成熟的规模化应用经验。
在褐煤干燥方面, 其单台设备最大处理能力可达500t/h, 使得在大规模工程中设备数减少, 总占地面积减小, 而且在运行方面具有高度的稳定性, 无需考虑系统备用, 减少了投资费用。
该工艺使用氮气作为干燥介质, 1.76MPa中压蒸汽作为干燥介质的热源将氮气加热到193℃后进入干燥机对褐煤进行干燥, 干煤粉、氮气以及从煤中脱除的水蒸汽一起进入过滤器后, 干燥煤从过滤器底部经过输送机排出干燥系统。
氮气及水蒸汽经过文丘里洗涤器将其中所含粉尘过滤, 再进入冷凝器将水蒸汽冷却为液态水, 处理后的氮气经过循环风机后在加热盘管内与中压水蒸汽进行换热升温到193℃后再进入干燥机作为干燥介质利用。
整个系统由于使用中压蒸汽为热源, 使干燥系统运行费用降低。
整个系统循环利用氮气使系统运行环境惰性化, 具有很高的安全性。
从干燥机排出的气体经过多套净化装置极大地减少了污染物的排放, 在环保方面具有很大的优势。
SFCU过热蒸汽内加热流化床干燥技术
山东天力干燥设备有限公司在碳酸氢钠锻炼项目上成功应用了过热蒸汽内加热流化床干燥技术( 又称SFCU过热蒸汽内加热流化床干燥技术) 后, 将该技术经过系统装置验证确定了褐煤的工业生产工艺参数, 正成功应用于褐煤干燥提质成套工程中。
热源饱和蒸汽可由管网得到。
饱和蒸汽送入干燥床中特殊设计的内加热管, 实现与高水分褐煤的热交换后, 形成冷凝水, 由疏水阀排出干燥系统。
高水分褐煤送入干燥床后在过热蒸汽环境下, 经过内置的高层换热管实现与管内蒸汽的传热过程, 达到脱除水分的目的后, 由干燥床下部排料阀排出干燥系统, 进入输煤系统。
过热蒸汽内加热流化床干燥工艺技术有以下特点:
1、安全: 过热蒸汽系统内部为无氧环境, 而且属于低温干燥, 无热解过程, 干燥过程安全可靠。
无着火和爆炸危险, 特别对于易燃易爆物料, 优势明显。
2、节能: 系统能耗明显降低, 和其它干燥技术相比, 可经过回收循环系统中抽出的蒸汽热量, 节能50-70%。
经过蒸汽余热全部重新利用, 综合耗能大幅降低。
3、环保: 和热风干燥相比, 干燥过程中不产生的有害易燃气体, 灰尘经过回收冷凝的方式去除, 无污染尾气排放。
4、干燥速度高: 相比自然空气, 具有较高的比热容, 随着温度的升高, 干燥速率优势明显。
5、节水: 蒸发出的水分可全部回收利用, 大大节约水资源。
6、经济: SFCU高床层内加热流化床干燥洁净煤技术已获专利授权, 此工艺产能比RWE技术高2-3倍, 投资节省60%。
7、成套工艺技术国际首创: 已申请国内和国际专利, 处于国际领先水平。
WTA/DWT蒸汽流化床干燥技术
蒸汽流化床干燥技术起源于德国。
WTA蒸汽流化床干燥工艺由德国褐煤集团
( 简称RWE) 开发并将其应用于褐煤干燥领域。
DWT蒸汽流化床干燥工艺由德国
科林集团( 简称CHOREN) 开发, 现多用于废水处理污泥干燥。
德国RWE集团成
立于1898年, 如今, 它拥有能源、采矿及原材料、石油化工、环境服务、机
械、电信和土木工程7个分部。
RWE集团已发展成德国最大的能源供应商和国
际先进的基础设施服务商。
RWE集团的控股公司是世界第三大水务公司, 也是世
界500强之一的英国泰晤士水务公司。
德国科林集团最初是在东西德合并后, 由
前德燃料所研发部部长WOLF博士和其同事发起成立, 总部位于德国萨克森洲的
弗莱贝格, 在欧洲、北美和亚洲拥有办公室并开展业务, 迄今有300多名员工,
其中有90%以上是科研人员及工程师。
RWE和DWT蒸汽流化床干燥工艺几乎完全一样。
该工艺与山东天力过热蒸汽内加热流化床干燥技术一样采用过热蒸汽为流化载体, 系统安全性较高。
不同的是, 该工艺采用了热泵节能技术, 使得褐煤干燥产生的二次水蒸气作为流化床内加热的热源, 与传统的干燥工艺相比, 具有较高的热效率, 非常适于含水量高的褐煤干燥。