一種氣流床-流化床耦合的褐煤干燥裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置及方法，屬于褐煤干燥的技 術領域。
【背景技術】
[0002] 我國是W煤炭作為主要能源的國家，煤炭在能源結構中占有70%左右的比份額， 并且在今后較長的時期內，該種能源結構形式不會有很大變化。隨著世界能源的使用規模 不斷擴大和能源資源的日漸短缺，大力開發低品位能源資源的應用技術，被提到重要位置。
[0003] 褐煤是一種煤化度較低的煤種，隨著煙煤、無煙煤等優質煤資源的消耗，褐煤的大 規模開發利用提上日程。已探明的褐煤儲量約占我國煤炭儲量的13%左右，由于煤化度低， 褐煤存在著水分大、揮發分高、熱值低、易氧化等特點，導致褐煤應用過程中存在適應性差、 能耗高、易自燃等問題。此外，較高的含水量導致褐煤運輸費用增加，限制了褐煤資源的開 采規模和外運利用的空間。因此，需對褐煤進行干燥提質，拓展其利用空間，增強市場競爭 力。
[0004] 中國專利文獻CN102120215A公開了一種固體顆粒物料氣力分級預熱調濕方法及 裝置，該氣力分級預熱調濕裝置包括；相互連通的位于下部的下部流化床和位于該流化床 之上的上部氣流床，W及與該上部氣流床上部相連通的氣固分離器；固體顆粒物料由安裝 于該上部氣流床的固體顆粒物料供給口進入該上部氣流床，進入的固體顆粒物料在上部氣 流床和下部流化床中，在位于該下部流化床下部的熱風介質作用下，被分成上部小顆粒物 料預熱調濕層和下部大顆粒物料預熱調濕層；該上部小顆粒物料預熱調濕層的小顆粒物料 向氣固分離器流動，其流動過程中被干燥成濕度為6wt% -9wt%的產品物料，該產品物料 由設于氣固分離器底部的產品物料出口流出而被收集；該下部大顆粒物料預熱調濕層的大 顆粒物料由位于該下部流化床底端的大顆粒物料出料口出料，并送入粉碎裝置經粉碎后作 為產品物料收集。在上述裝置中，當固體顆粒物料進入該上部氣流床后，其中含有的小顆 粒物料由于密度很小，在熱風介質作用下，上述小顆粒物料將在較短時間內被熱風介質吹 出系統，從而停留時間較短，難W實現小顆粒物料的充分干燥，脫水率較低，而對于大顆粒 物料由于重量較大，較短時間就落到流化床層的底部，同樣難W實現充分干燥。此外，上述 裝置中采用熱風作為干燥介質，當對褐煤進行干燥處理時，容易發生爆炸，系統的安全性能 差。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題在于現有技術中的固體顆粒物料氣力分級預熱調濕 裝置，小顆粒物料和大顆粒物料均難W實現充分干燥，脫水率較低，從而提出一種對煤進行 充分干燥同時實現水分回收利用的氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置及方法。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：
[0007] 一種氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置，其由下至上依次設有：
[000引流化床反應器和氣流床反應器，
[0009] 在所述流化床反應器的中下部設有第一干燥熱源進口，底部設有大粒徑煤出料 P;
[0010] 所述氣流床反應器與所述流化床反應器連通設置，所述氣流床反應器的橫截面積 小于或等于所述流化床反應器的橫截面積；所述氣流床反應器上部設有濕煤進料口，頂部 設有小粒徑煤出料口，中下部設有第二干燥熱源進口。
[0011] 所述流化床反應器和所述氣流床反應器均設置為筒狀，所述流化床反應器和所 述氣流床反應器的直徑比為1:1-5:1，所述流化床反應器和所述氣流床反應器的高度比為 1:1-1:20。
[0012] 緊貼所述氣流床反應器內部側壁、與所述第二干燥熱源進口連通設置一個環形布 氣管，所述環形布氣管上均勻設有開口向下的布氣孔，所述布氣孔的孔徑與所述環形布氣 管的直徑之比為1:3-1:6。
[0013] 在所述布氣孔處向下延伸設置噴氣管，所述噴氣管的垂直高度與所述環形布氣管 的直徑之比為1:3-1:5。
[0014] 沿氣流方向所述噴氣管的內徑逐漸變小，所有噴氣管的出口均為斜向下，且所述 噴氣管的出口在所述環形布氣管上的投影位于所述環形布氣管的管壁上。
[0015] 所有噴氣管的出口均與沿該噴氣管所在圓周順時針方向轉動時的切向速度成 1-30°角，或者所有噴氣管的出口均與沿該噴氣管所在圓周逆時針方向轉動時的切向速度 成1-30。角。
[0016] 所述干燥熱源為過熱蒸汽。
[0017] 在所述小粒徑煤出料口還依次連接設有除塵單元和水回收單元。
[0018] 一種基于所述的氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置的干燥工藝，具體如下：
[0019] (1)將濕煤原料輸入所述氣流床反應器的上部，并分別從第一干燥熱源進口和 第二干燥熱源進口噴入干燥熱源，控制所述第一干燥熱源進口處噴入干燥熱源的速率為 0. 2-2m/s，所述第二干燥熱源進口處噴入干燥熱源的速率為2-8m/s，所述濕煤原料在重力 作用下將向下流動；
[0020] (2)所述濕煤原料在向下流動的過程中被分成上部的小粒徑煤和下部的大粒徑 煤，小粒徑煤在氣流床反應器內進行干燥，大粒徑煤先在氣流床反應器中進行初步干燥再 在流化床反應器中進行二次干燥。
[0021] 將干燥后的小粒徑煤進行除塵并分離得到蒸汽，將所述蒸汽進行冷凝回收。
[0022] 本發明的上述技術方案相比現有技術具有W下優點：
[0023] (1)本發明所述的氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置，通過由下至上連通設置 所述流化床反應器和所述氣流床反應器，并分別在所述流化床反應器的中下部設有第一干 燥熱源進口、在所述氣流床反應器的中下部設有第二干燥熱源進口，當將濕煤原料從所述 氣流床反應器的上部輸入，并分別從第一干燥熱源進口和第二干燥熱源進口噴入干燥熱 源，所述濕煤原料在重力作用下向下流動的過程中被分成上部的小粒徑煤和下部的大粒徑 煤，從而實現將小粒徑煤在氣流床反應器內進行充分干燥，同時還實現將大粒徑煤先在氣 流床反應器中進行干燥再在流化床反應器中進行二次深度干燥；較之現有技術中的固體顆 粒物料氣力分級預熱調濕裝置，難W實現小顆粒物料的充分干燥，脫水率較低，而對于大顆 粒物料由于重量較大，較短時間就落到流化床層的底部，同樣難w實現充分干燥；本發明所 述的氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置，能夠一方面實現利用上部氣流床反應器對小粒 徑煤進行充分干燥，另一方面先利用上部氣流床反應器對大粒徑煤進行初步干燥，進一步 利用流化床對所述大粒徑煤進行二次深度干燥，從而最終對大粒徑煤和小粒徑煤均能實現 充分干燥，由此，本發明所述干燥裝置能有效提高對濕煤原料的總脫水率，同時提高單位時 間內濕煤原料的處理量；
[0024] 此外，由于本發明是從第一干燥熱源進口向氣流床反應器中通入干燥熱源，并從 第二干燥熱源進口向流化床反應器中通入干燥熱源，即兩處干燥熱源的通入是彼此獨立 的，有利于實現對干燥熱源的通入量、溫度、壓力等參數進行方便調節，從而本發明所述干 燥裝置能夠實現根據預處理濕煤原料的水分含量、粒徑分布、預期干燥效果等進行方便調 整。
[0025] (2)本發明所述的氣流床-流化床禪合的褐煤干燥裝置，通過將所述流化床反應 器和所述氣流床反應器均設置為筒狀，