专利名称：高挥发性煤粉回转干燥工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种煤粉干燥工艺，具体地说是一种高挥发性煤粉回转干燥工艺。
背景技术：
我们知道，挥发份含量大于20％的煤粉，属于易燃易爆的煤粉。达到爆炸极限的煤粉，无论在封闭空间或在敞开空间，在氧含量合适的情况下(一般大于15％)遇到点火源就会引起爆炸燃烧。轻则损坏设备，重则造成人员伤亡，给安全生产带来很大的隐患。这就要求煤粉干燥的工艺要充分考虑到导致煤粉爆炸的各种可能性，最大限度地将隐患消除。
国内目前应用于煤粉的干燥工艺主要有气流干燥、流化床干燥和转筒干燥。
气流干燥气流干燥机用于煤粉的干燥，在工程中已有大量的应用。在干燥处理挥发份＞10％以上的煤粉时，由于干燥过程中气流带着物料和管壁剧烈摩擦容易产生静电给安全生产带来隐患。当煤粉的水分较大时，物料易粘壁、易堵塞管道导致系统着火爆炸，造成安全事故。同时旋风除尘器也容易粘壁阻塞，系统很难较长时间运转。一般生产过程中干燥介质加入惰性气体控制气流干燥机的进气氧含量作为主要的防爆措施。但气流干燥系统的能耗较高。大量的煤粉干燥系统的爆炸在文献和资料中时有出现，说明该干燥工艺不适合于易燃易爆煤粉的干燥处理。
流化床干燥流化床干燥机用于干燥煤粉有使用但较少。干燥系统单机处理量小不能满足大规模生产的要求，且需要定期清理流化床干燥机的布风板和清除床体内的颗粒物料。干燥过程中物料容易结块导致死床现象。流化床干燥系统对进料要求比较严格，比如物料的粒级分布和物料的水分变化，粒级分布太宽水分变化范围太大都会影响流花床干燥机的正常流态化，会导致沟流、腾涌和死床现象。频繁的开停机就给安全生产带来隐患。在干燥易燃易爆煤粉时流化床干燥系统进风一般使用惰性气体来控制进风的氧含量作为防爆的主要措施。但资料和文献均有该装置应用于高危的易燃易爆的煤粉干燥时有爆炸现象发生。
转筒干燥转筒干燥机以大量应用于煤粉、煤泥和原煤的干燥。在烘干挥发份小于20％的煤粉、煤泥及原煤的干燥时，一般生产过程中干燥介质用燃烧烟气(燃煤烟气、燃油烟气等)作为干燥介质。典型的优点就是处理量大、运转稳定。缺点是占地面积较大，由于采用直接烘干，尾气的热损失造成系统能耗较大。在处理挥发份大于20％煤粉、煤泥及原煤的干燥时，一般涌惰性气体控制干燥机的进气氧含量作为主要的防爆措施。但也有文献资料报道有爆炸现象发生，给国家生产造成很大的损失。
发明内容
本发明为克服上述现有技术的不足，提供一种工艺简单、安全可靠的挥发份大于20％的高挥发性煤粉回转干燥工艺。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的一种高挥发性煤粉回转干燥工艺，包括氮气闭路循环流程和煤粉流程；系统正常运行时，起始状态的低温低湿氮气从氮气储气罐出来，被加热器加热后，送入蒸汽回转干燥机内，与湿煤粉充分混合，与蒸发的水分和部分干煤粉一起离开干燥机，进入一级除尘器，绝大部分煤粉在除尘器里被分离；然后，氮气与蒸发的水分和微量煤粉进入二级除尘器，经过二级除尘后，系统中的煤粉颗粒可视为0，氮气与蒸发的水分的混合气体经过循环风机的压送，先在表冷器里进行冷却，再经过除雾器的作用，把混合气体中的水分除去，送入氮气储气罐，回到低温低湿的起始态，完成闭路循环过程。
所述的煤粉流程为湿煤粉经进料绞龙输送至蒸汽回转干燥机，在蒸汽回转干燥机内部，湿煤粉与蒸汽回转干燥机内的蒸汽盘管进行传质传热运动，湿煤粉中的水分被加热后蒸发，蒸发出的水分被载湿气体带走；煤粉干燥后温度逐渐上升，在回转干燥机出料口部位，煤粉完全干燥至额定值，表面温度升至最高，然后落入出料罩内，经过蒸汽回转干燥机关风器落入输送绞龙A，再经输送绞龙B把干燥后的热煤粉输送至回转冷却机内，在回转冷却机的冷却下，热煤粉逐渐冷却至额定值，然后在回转冷却机的出料口落入煤粉仓。
本发明蒸汽回转干燥机运转稳定，干燥需要的热量主要由干燥机内的列管提供。单位容积的干燥能力是常规间接加热干燥机的3倍左右，热效率高达80～90％。载湿气体气体用量小，要求系统的除尘设备规格小，相对简单可靠。氮气作为载湿气体的闭路循环干燥工艺应用于易燃易爆煤粉干燥处理的场合，对生产安全性提供了可靠的保证。在整个干燥过程中全是氮气环境，避免了爆炸的危险性，采用了闭路循环使得氮气用量很少节约了成本。
附图为本发明的工艺流程图。
其中1.蒸汽换热器，2.缓冲器，3.除雾器，4.表冷器，5.循环风机，6.二级布袋除尘器，7.一级布袋除尘器，8.氮气罐，9.回转冷却机，10.输送绞龙C，11.输送绞龙B，12.输送绞龙A，13.蒸汽回转干燥机，14.进料绞龙具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
高挥发性的烟煤粉，进料水分≤10％，要求干燥后的出料水分≤1％。原料为粉状颗粒。粒级分布如下≤1mm，其中0-0.5mm(35目)占95％。煤粉的挥发份(Vr)含量为36.3％，在温度25--200℃时，挥发份损失率为1.41％。挥发出气态产物质量百分比甲烷42.8％、氢11.3％、二氧化碳35.5％、一氧化碳3.64％、游离碳6.73％。
从氧浓度和煤粉浓度(即风粉混合物浓度)方面来讲，当煤粉浓度达到爆炸标准而氧浓度未能达到爆炸标准或者氧浓度能达到爆炸标准而煤粉浓度未达到爆炸标准时，煤粉系统没有发生爆炸的危险。因此，在干燥过程中用惰性气体作为载湿介质，被成功的应用于许多易燃易爆物料的处理上。控制系统中介质的氧含量在临界值以下，系统就不会有燃爆的现象。氧含量的临界值，对于不同的煤粉是不一样的，这需要通过爆炸性试验确定。对于易燃易爆煤粉的干燥，选用氮气作为载湿气体。
蒸汽回转干燥机是回转干燥机的一种，与常规回转干燥机的差别在于筒内安置了加热管整个干燥机，以同心园方式排成1～4圈，干燥所需热量绝大部分由加热管提供，物料在干燥器内受到加热管的升举和搅拌作用倾斜度从干燥器的较高一端向较低一端移动，并从设在较低端的排料口排出。汽化出的水分被载湿气体带出干燥机，载湿气体脱水后可循环使用。蒸汽回转干燥机特别适用于易燃、易爆物料干燥的场合。
从理论上来讲，干燥介质的温度越高，介质与物料之间的换热效果越好。但温度又受物料特性和热源的限制，主要是物料特性的制约。根据煤质变化情况，当煤粉可燃基挥发份Vr＝12~40％时，适当调整干燥机出口干燥介质和煤粉混合物的温度在70~120℃范围内。采用空气作为干燥介质时，对非易燃性的燃料(Vr＜10％)，温度可适当提高；对易着火的燃料，如烟煤时，热风温度的选定应使干燥机出口处干燥介质和煤粉混合物的温度不超过120℃；对褐煤，混合物温度不应超过100℃；用惰性介质作为载湿气体时温度可以取较高值但不能超过120℃。特殊情况，应通过试验确定。
物料在转筒内停留时间必须大于物料干燥所需的时间，才能保证产品的干燥要求。物料在筒体内的停留时间与筒体长度、内径、转速、水平倾角、结构(有无抄板)及物料自然倾角等因素有关，可用下面公式计算。τ=mKzDinsinβ;]]>τ——物料停留时间(min)；m、K——系数，由下表选取；Di-——筒体内径；n——转速，r/min；β——物料密度，kg/m3。
系数m、K
实施例对挥发份36.3％的烟煤进行如下干燥，如图1所示，湿煤粉经进料绞龙14输送至蒸汽回转干燥机13，在蒸汽回转干燥机13内部，湿煤粉与蒸汽回转干燥机13内的蒸汽盘管进行传质传热运动，湿煤粉中的水分被加热后蒸发，蒸发出的水分被载湿气体带走。煤粉干燥后温度逐渐上升，在回转干燥机出料口部位，煤粉完全干燥至额定值，表面温度升至最高，然后落入出料罩内，经过蒸汽回转干燥机13关风器落入输送绞龙A12、输送绞龙B11、输送绞龙C10把干燥后的热煤粉输送至回转冷却机9内，在回转冷却机9的冷却下，热煤粉逐渐冷却至额定值，然后在回转冷却机9的出料口落入煤粉仓。
系统正常运行时，起始状态的低温低湿氮气从氮气储气罐出来，被蒸汽换热器1加热后，送入蒸汽回转干燥机13内，与湿煤粉充分混合，与蒸发的水分和部分干煤粉一起离开干燥机，进入一级布袋除尘器7，绝大部分煤粉在除尘器里被分离。然后，氮气与蒸发的水分和微量煤粉进入二级布袋除尘器6，经过二级除尘后，系统中的煤粉颗粒可视为0。氮气与蒸发的水分的混合气体经过循环风机5的压送，先在表冷器4里进行冷却，再经过除雾器3、缓冲器2的作用，把混合气体中的水分除去，送入氮气罐8，回到低温低湿的起始态，完成闭路循环过程。
权利要求
1.一种高挥发煤粉干燥工艺，其特征在于包括氮气闭路循环流程和煤粉流程；氮气闭路循环流程系统正常运行时，起始状态的低温低湿氮气从氮气储气罐出来，被加热器加热后，送入蒸汽回转干燥机内，与湿煤粉充分混合，与蒸发的水分和部分干煤粉一起离开干燥机，进入一级除尘器，绝大部分煤粉在除尘器里被分离；然后，氮气与蒸发的水分和微量煤粉进入二级除尘器，经过二级除尘后，氮气与蒸发的水分的混合气体经过循环风机的压送，先在表冷器里进行冷却，再经过除雾器的作用，把混合气体中的水分除去，送入氮气储气罐，回到低温低湿的起始态，完成闭路循环过程；煤粉流程湿煤粉经进料绞龙输送至蒸汽回转干燥机，在蒸汽回转干燥机内部，湿煤粉与蒸汽回转干燥机内的蒸汽盘管进行传质传热运动，湿煤粉中的水分被加热后蒸发，蒸发出的水分被载湿气体带走；煤粉干燥后温度逐渐上升，在回转干燥机出料口部位，煤粉完全干燥至额定值，表面温度升至最高，然后落入出料罩内，经过蒸汽回转干燥机关风器落入输送绞龙A，再经输送绞龙B把干燥后的热煤粉输送至回转冷却机内，在回转冷却机的冷却下，热煤粉逐渐冷却至额定值，然后在回转冷却机的出料口落入煤粉仓。
全文摘要
本发明涉及一种高挥发煤粉干燥工艺，蒸汽为热源，蒸汽管和湿煤粉直接接触，煤粉被加热水分蒸发出来，干燥的热的煤粉由绞龙送至回转冷却机内，在回转冷却机内煤粉被冷却，合格的煤粉送至煤粉仓；蒸发出的水份由载湿的氮气带出。载湿的氮气加热后进入干燥机内，和部分煤粉一起经过一级布袋除尘器，在一级布袋除尘器内大部分的煤粉被沉降下来，再经二级布袋除尘器剩余的煤粉被沉降下来，近于洁净的氮气经循环风机进入表冷器冷却，再经除雾器除去水分，最终回到氮气罐完成闭路循环。在整个干燥过程中全是氮气环境，避免了爆炸的危险性，采用了闭路循环使得氮气用量很少节约了成本。
文档编号F26B3/24GK1928477SQ20061006900
公开日2007年3月14日 申请日期2006年9月20日 优先权日2006年9月20日
发明者史元芝, 吉海亮, 吴静, 田青, 郭文 申请人:山东天力干燥设备有限公司