用于干燥高水分煤的逆流多挡板干燥机及其方法
【专利摘要】本发明涉及具有之字形构成的多挡板的干燥机，以增加煤的干燥效率。根据本发明，随着煤的落下并撞击挡板，煤与空气的接触时间逐渐增加。上升的空气通过挡板产生紊流并与煤接触。其结果是，增加了煤的干燥效率。此外，本发明所提供的干燥机允许维持煤和空气之间的温度差，并保持稳定的干燥速度。然后，在挡板的下部周围形成高压而随后在挡板的上部周围形成低压，加速干燥过程。因此，具有该技术的干燥机甚至能够在低温度、低含量的空气和短的接触时间的条件下有效地干燥煤。此外，空气的温度随着空气的上升而降低，随着煤的下落，由于它在干燥机的顶部接触低温空气而在干燥机的中部和底部接触高温空气，煤表面的水分被除去。这提供了有效的干燥过程。
【专利说明】用于干燥高水分煤的逆流多挡板干燥机及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于干燥高水分煤的逆流多挡板干燥机及其方法。具体地，本发明涉及具有之字形构成的多挡板的干燥机，以增加煤的干燥效率。
【背景技术】
[0002]随着煤价格的不断上涨，含有高水分的煤(泥炭、褐煤、次烟煤)的使用量不断增大。
[0003]低等级煤如褐煤，含有超过35%的水分，它的热值低于4200千卡尔/千克(kcal/kg)。在燃烧过程中，煤中的水分由于汽化而吸热。其结果是，它消耗了燃料的能量。如果燃烧无水分煤，增加了单位重量燃料的燃烧热值和减少使用的煤炭就可以获得所需的能量。减少煤的使用量可以减少温室气体的排放量并提高动力装置(power plant)的热效率。
[0004]在使用低等级煤之前，已经有许多除去水分的尝试。水分可以通过热空气和饱和蒸汽除去，或者在煤与液体混合时通过挤压水分的方式除去。
[0005]使用热空气干燥煤的方法已经被商业化了。GRE(大河能源,Great River Energy)利用来自动力装置的余热加热空气以干燥褐煤。它们可以使煤中的水分含量从38%降至29%，并使得动力装置的效率提高0.27%。流化床干燥技术通过将煤流化以干燥煤，并且所述流化床干燥技术需要较长的接触时间(30-90分钟)。这种技术需要大量的电能。
[0006]澳大利亚的白能源有限公司(white Energy C0.)开发了一种通过将煤加热至400°C以更快干燥煤的技术。然而，目前他们还没能使得这种技术成功商业化。闪蒸干燥技术减少了接触时间(小于3秒)，但是空气快速流动使得煤产生微粒并导致煤的损失。还可以使用高温(400°C或更高)以减少接触时间，但也会引起煤燃烧的问题。此外，由于空气的快速流动而使产生的细微粉尘无处不在，而且煤可能会被点燃。
[0007]技术问题
[0008]本发明的目的是提供一种在低温和短的接触时间内有效干燥煤的设备。
[0009]本发明的目的是提高煤和空气之间的接触效率、通过持续的驱动力干燥煤的速率以及由挡板产生的压力梯度的干燥效率。
[0010]技术方案
[0011]本发明的示例实施例的特征是提供一种用于煤的干燥机，其中，煤从干燥机的上部落下而空气从干燥机的底部注入，所述干燥机包括向下倾斜构成之字形的多挡板，其中，所述煤沿着所述多挡板以之字形下落而被干燥。
[0012]挡板相对于干燥机的内壁以20-80度的角度向下倾斜。
[0013]挡板与相邻的挡板交替地形成在内壁的相反侧。
[0014]煤连续且重复地从一个挡板下落到相反侧的相邻的另一个挡板上。
[0015]挡板使空气紊流且增加了煤和空气之间的接触效率。
[0016]所述干燥机进一步在其顶部与底部之间提供稳定的温度梯度，并使在所述干燥机中的驱动力恒定。[0017]由于空气在挡板的上部快速流动，所述干燥机进一步在挡板的上部提供真空空间，从而使煤更有效地被干燥。
[0018]所述挡板由具有良好热传导的金属制成以促进煤的干燥。
[0019]从干燥机底部流出的空气的温度范围为80_200°C。
[0020]从干燥机底部流出的空气的量的范围为3-15Nmm3/kg。
[0021]煤在所述干燥机内的停留时间范围为2-8秒。
[0022]所述干燥机还包括在干燥机顶部注入煤的煤输入单元、在干燥机底部收集经干燥的煤的煤排出单元以及在干燥机内部注入空气的空气输入单元。
[0023]所述干燥机还包括回收装置以收集煤粉。
[0024]有益效果
[0025]根据本发明，随着煤的落下并撞击挡板，煤与空气的接触时间逐渐增加。上升的空气通过挡板产生紊流并与煤接触。其结果是，增加了煤的干燥效率。此外，本发明所提供的干燥机允许维持煤和空气之间的温度差，并保持稳定的干燥速度。然后，在挡板的下部周围形成高压并随后在挡板的上部周围形成低压，并由于该压力差，加速了干燥过程。因此，具有该技术的干燥机甚至能够在低温度、低含量的空气和短的接触时间的条件下有效地干燥煤。
[0026]此外，温度随着空气的上升而降低，而且，随着煤的下落，由于它在干燥机的顶部接触低温空气而在干燥机的中部和底部接触高温空气，煤表面的水分被除去。这提供了一种有效的干燥过程。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1显示了具有多挡板的干燥机的示意图。
[0028]图2根据干燥机的高度显示了对比例2中闪蒸干燥机和本发明的多挡板干燥机的对比。
[0029]图3显示了模拟的多挡板干燥机内部的压力梯度。
【具体实施方式】
[0030]以下将结合附图详细描述本发明的实施方式。
[0031]本发明涉及具有之字形构成的多挡板的干燥机以提高煤的干燥效率。
[0032]图1显示了具有多挡板的干燥机的示意图。图2根据干燥机的高度显示了闪蒸干燥机和本发明的多挡板干燥机的对比。图3显出了模拟的多挡板干燥机内部的压力梯度。
[0033]如图1所示，具有多挡板的干燥机是逆流式干燥机，其中，煤与空气沿相反方向运动而接触。
[0034]本发明的煤可以使用含有大量水分的低等级的煤，但是并没有特别限定。
[0035]在干燥机(100)中，煤从干燥机的上部落下，空气从干燥机的底部注入。
[0036]为了使煤的下落时间充足，优选将干燥机的结构设计为方形支柱(squarepillar)o干燥机的高度和宽度可根据煤的体积、量以及反应时间而调整。
[0037]在干燥机(100)中，所述多挡板(10、1、2)为之字形构成。在本发明中，煤以之字形下降而被干燥。[0038]如图1所示，挡板形成在干燥机的内部，并相对于干燥机的内壁以一定的角度向下倾斜。挡板的角度为20-80度，优选为30-60度。如果挡板以角度梯度的方式向下倾斜，干燥过程的效率最优。
[0039]挡板(10)以之字形形成在干燥机的内壁上。煤以在本发明中形成的之字形下落。这意味着，煤不以直线形下落，而是通过反复地从内壁的一侧移动至其相反侧而下落。内壁一侧的向下的挡板(I)和相反侧的向下的挡板(2)以之字形交替形成。
[0040]挡板形成之字形的方法有多种。例如，如图1所示，具有下倾角度的挡板(I)可以被设置成高于或者低于在干燥机的内壁的相反侧的具有下倾角度的挡板(2)。相邻的挡板(1、2)在内壁的相反侧相互交替，从而使挡板形成之字形。
[0041]本发明对挡板的数量没有特别限定。挡板的数量可根据煤在干燥机内的停留时间、煤的量和空气的流速而改变。所述干燥机的挡板数可以为10-30。
[0042]煤连续且重复地从一个挡板下落到相反侧的相邻的另一个挡板上。如此设计的干燥机以及煤下落的方式使得它们能在干燥机内与空气的接触时间更长。
[0043]如图1和2所示，本发明允许煤从干燥机的顶部落下而空气从干燥机的底部注入。这为干燥机的顶部与底部之间提供了稳定的温度梯度。由于它允许干燥机中的驱动力恒定，从而提高了干燥效率。
[0044]由于表面的水分通过低温空气被干燥，所述煤只要从干燥机的顶部进入就通过对流干燥而被干燥。当表面的水分被除去时，所述煤在干燥机的中部和底部接触高温空气，从而使得残留的水分被干燥。
[0045]如图1和3所示，干燥机内部的整体压力从底部到顶部逐渐下降。压力随着其从干燥机的底部到顶部下降是典型的。
[0046]图3显示了干燥机中的挡板(2)的下部(5)高于挡板(3)的上部(6)。然而，由于上升的空气更持久地停留在挡板的下部(5)，挡板(2)的下部(5)的压力高于挡板(3)的上部(6)。由于空气在挡板的上部(6)快速流过，挡板(3)的上部(6)的压力低。干燥机内这样的压力差使煤更有效地被干燥，因为当它们通过干燥机的顶部时满足低压，例如真空度为O?-5mmHg (真空干燥效果)。
[0047]挡板(10)可以由具有良好热传导的金属制成。它还可以使用防高温或防水分氧化的材料涂覆或制成。由于当煤随着接触挡板而下落时，水分变干更快而干燥过程变得更有效。
[0048]从干燥机底部流动的空气的温度范围为50_200°C，优选为80-150°C。
[0049]从干燥机底部流动的空气的量的范围为3-15Nmm3/kg，优选为5_10Nm3/kg。
[0050]煤在所述干燥机内的停留时间范围约为2-8秒，优选为3-6秒。
[0051]如图1所示，本发明的干燥机包括煤输入单元(200)、煤排出单元(300)和空气输入单元(400)。
[0052]煤通过干燥机顶部的煤输入单元(200)进入。另外，煤输入单元(200)存储、传输并供应煤至干燥机内。
[0053]所述煤输入单元(200)没有任何限制，可以为已公开的机器或技术所制造。例如，如图1所示，煤输入单元(200)设置在干燥机的顶部，通过使用螺丝钉，煤可以从煤输入单元(200)进入干燥机的上部。另外，通过使用传送带，煤可以从煤存储池(未示出)直接进入干燥机的上部。
[0054]煤排出单元(300)是为了收集经干燥的煤。它可以被设置在所述干燥机的底部。
[0055]空气输入单元(400)是为了将空气供应至干燥机的内部，它的使用不受任何限制。建议从干燥机的最低挡板的下部注入空气。
[0056]所述干燥机还可以包括回收装置(500)以收集煤粉。此装置可以使用旋风除尘器。
[0057]另一方面，本发明涉及使用多挡板干燥的方法。所述方法允许煤从干燥机的上部落下而空气从干燥机的底部流入。由于煤呈之字形下落，它与空气的接触时间变长，因此，干燥过程中的有效性增加。
[0058]所述挡板与干燥机内壁的角度为20-80度，优选为30-60度。所述挡板还可以与干燥机内壁上相邻的挡板交替地形成。
[0059]控制挡板的尺寸、数 量、倾斜角度和空气的流速。所述干燥方法参考上述描述的方法。
[0060]实施例1
[0061]煤在如下表1所述的条件下被干燥。
[0062]量:100克/分钟的原煤(30%的水分)
[0063]空气量:0.6Nm3/kg
[0064]挡板数量:16
[0065]接触时间:4秒
[0066]结果:原煤的水分从30%降至18%
[0067]对比例I和2:
[0068]分析对比例I (流化床干燥机)、对比例2 (闪蒸干燥机)和本发明(多挡板干燥机)；结果如下所示。
[0069]测试结果:
[0070]
【权利要求】
1.一种用于煤的干燥机，其中，所述煤从干燥机的上部落下而空气从干燥机的底部注入，所述干燥机包括: 向下倾斜构成之字形的多挡板，其中，所述煤沿着所述多挡板以之字形下落而被干燥。
2.根据权利要求1所述的干燥机，其中，所述挡板相对于干燥机的内壁以20-80度的角度向下倾斜。
3.根据权利要求1所述的干燥机，其中，所述挡板与相邻的挡板交替地形成在内壁的相反侧。
4.根据权利要求1所述的干燥机，其中，所述煤连续且重复地从一个挡板下落到相反侧的相邻的另一个挡板上。
5.根据权利要求1所述的干燥机，其中，所述挡板使空气紊流且增加煤和空气之间的接触效率。
6.根据权利要求1所述的干燥机，其中，所述干燥机进一步在其顶部与底部之间提供稳定的温度梯度，并使在所述干燥机中的驱动力恒定。
7.根据权利要求1所述的干燥机，其中，由于空气在挡板的上部快速流动，所述干燥机进一步在挡板的上部提供真空空间，从而使煤更有效地被干燥。
8.根据权利要求1所述的干燥机，其中，所述挡板由具有良好热传导的金属制成以促进煤的干燥。
9.根据权利要求1所述的干燥机，其中，从所述干燥机底部流出的空气的温度范围为80-200。。。
10.根据权利要求1所述的干燥机，其中，从干燥机底部流出的空气的量的范围为3_15Nmm3/kg0
11.根据权利要求1所述的干燥机，其中，所述煤的停留时间范围为2-8秒。
12.根据权利要求1所述的干燥机，其中，所述干燥机进一步包括: 在所述干燥机顶部注入煤的煤输入单元； 在所述干燥机底部收集经干燥的煤的煤排出单元；以及 在所述干燥机内部注入空气的空气输入单元。
13.根据权利要求1所述的干燥机，其中，所述干燥机进一步包括回收装置以收集煤粉。
【文档编号】F26B25/12GK103946656SQ201280043717
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年10月10日 优先权日:2012年7月30日
【发明者】李时薰, 金相道, 田董爀, 林暎峻, 林正焕, 俞智皓, 崔浩競, 穆赫辛·穆卡塔, 金泰周 申请人:韩国能量技术研究院