一種原料煤預干燥、制粉和輸送的方法及其專用處理系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種原料煤預干燥、制粉和輸送的方法及其專用處理系統，屬于煤化工領域。
【背景技術】
[0002]氣流床粉煤加壓氣化技術是當今先進的煤氣化技術之一，具有煤種適應性廣、原料消耗低、碳轉化率高、冷煤氣效率高、設備壽命長、易于大型化等技術優勢，制備的合成氣可作為煤炭直接液化與間接液化過程的原料氣、IGCC發電的燃料氣，還可以用于生產合成氨、甲醇、二甲醚等。對于含水量較低的原料煤，目前常規的原料煤預處理過程主要包括原煤破碎、磨煤干燥、粉煤加壓輸送，磨機在磨煤的同時將原料煤進行干燥，達到氣化爐進口含水要求。對于含水量較高的褐煤，在磨煤之前可以增加預干燥工藝過程。而目前傳統褐煤預干燥工藝大部分采用煙氣與煤直接接觸式的轉筒干燥機及氣流干燥機等，存在單機負荷小、投資高、占地面積大等缺點，同時褐煤與高溫煙氣直接接觸容易產生爆炸。
[0003]傳統干煤粉加壓密相氣力輸送系統采用高壓氣體置換的方式將干煤粉從常壓環境輸送到高壓環境，高壓置換氣體一般采用氮氣或二氧化碳。傳統粉煤輸送裝置不僅結構復雜，耗能、耗氣量非常大，而且出氣化爐的合成氣中氮氣或二氧化碳含量較高。這對下游生產甲醇、煤制油等過程效率影響較大，在一定程度上削弱了干粉煤氣化帶來的氧耗和煤耗降低的優勢。
[0004]綜上所述，目前粉煤加壓氣化技術中原料煤預處理及粉煤輸送過程存在諸多不足，因此需要研發一種更適合于氣流床粉煤加壓氣化技術的原料煤預處理及輸送集成工
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【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種原料煤預干燥、制粉和輸送的方法及其專用處理系統；本發明對原料煤干燥效果好，節約能源；對磨煤干燥操作更安全；對粉煤的輸送耗能少、效率高。
[0006]本發明提供的原料煤預干燥、制粉和輸送的方法，包括如下步驟:1)將預干燥進料倉中的碎煤輸送到流化床干燥爐中預干燥，得到的預干燥后的碎煤進入制粉進料煤倉；
[0007]所述流化床干燥爐包括一流化床干燥爐腔體、一進料閥、一出料閥、加熱管和相互連接的兩組氣體分布器；所述進料閥和所述出料閥分別設于所述流化床干燥爐腔體的頂部和底部；所述流化床干燥爐腔體壁上部設有一循環蒸汽出口，所述流化床干燥爐腔體壁上于所述氣體分布器處設置2個循環蒸汽入口 ；所述加熱管包括上段加熱管和下段加熱管，所述上段加熱管和所述下段加熱管分設于所述流化床干燥爐腔體內的上部和下部；所述上段加熱管設有加熱蒸汽入口 I和蒸汽凝結水出口 I，所述下段加熱管設有加熱蒸汽入口 II和蒸汽凝結水出口 II ;所述氣體分布器設于所述流化床干燥爐腔體內，所述兩組氣體分布器均與所述循環蒸汽入口連接，且設于所述上段加熱管和所述下段加熱管之間；所述流化床干燥爐的上部、中部和下部分別設有多個視鏡口 ；
[0008]2)所述預干燥后的碎煤由所述制粉進料煤倉送入磨煤機中研磨，得到的煤粉送入煤粉倉；
[0009]3)所述煤粉由所述煤粉倉經固體粉煤輸送栗輸送至高壓粉煤罐中，然后再經氮氣或二氧化碳輸送至加壓氣化爐燒嘴；
[0010]所述固體粉煤輸送栗包括一輸送活塞、一活塞缸、一驅動裝置、一輸送管路、一壓力平衡閥和一排氣閥；所述活塞缸包括驅動缸和粉煤缸，所述輸送活塞滑動設置在所述活塞缸內，且所述輸送活塞上具有一連通所述粉煤缸的通孔；所述粉煤缸的出料端設置有一排料閥，所述粉煤缸通過所述排料閥與所述高壓粉煤罐相連通；所述驅動裝置固定設置在所述驅動缸上，用于驅動所述輸送活塞在所述活塞缸內往復直線運動；所述輸送管路的進料端連接所述煤粉倉，出料端通過所述通孔與所述粉煤缸相連通；所述壓力平衡閥和所述排氣閥設置在所述粉煤缸的出料端處，且位于所述排料閥前端，所述粉煤缸通過所述壓力平衡閥與所述高壓粉煤罐相連通，通過所述排氣閥與常壓環境相連通。
[0011]本發明中，所述流化床干燥爐內部設置的所述上段加熱管和所述下段加熱管分別為沸騰床和移動床，沸騰床中粉煤顆粒處于劇烈運動的狀態，能夠增加干燥效果；移動床能進一步脫除煤粉內的水，可以根據原料煤的含水量選擇開啟或者關閉下段換熱管的移動床；所述干燥后循環蒸汽出流化床干燥爐后，進入除塵裝置進行氣固分離，分離出的煤粉送入制粉進料煤倉，分離出的過熱蒸汽一部分去煤中水回收系統，另一部分去離心風機，由離心風機送入干燥爐循環使用；
[0012]所述預干燥采用能級較低的蒸汽作為加熱的介質，以達到環保節能的效果。
[0013]上述的方法中，所述碎煤的粒徑彡6mm，所述碎煤的含水量為20?65 %，具體可為28% ；
[0014]所述碎煤由所述流化床干燥爐中所述加熱管加熱；
[0015]所述加熱管內的蒸汽的溫度可為159?220°C，具體可為175°C ;
[0016]所述加熱管內的蒸汽的壓力可為0.5?1.0MPaG，具體可為0.8MPaG ；
[0017]所述預干燥后的碎煤的含水量可為2?12% ;
[0018]所述碎煤的預干燥停留時間可為30?90min。
[0019]上述的方法中，所述預干燥后的碎煤在所述磨煤機內的惰性氣氛中研磨；磨制后的煤粉和惰性氣體混合物被送入除塵裝置進行氣固分離，分離出的煤粉送入所述煤粉倉，分離出煤粉后的氣體(乏氣)被排風機抽走，大部分進入惰性氣體發生器出口管線循環使用，多余氣體排空；
[0020]所述磨煤機內的壓力可為-600?-lOOPa，具體可為_150pa ；
[0021]所述磨煤機內的溫度可為10?30 °C，具體可為25 °C ;
[0022]當所述預干燥后的碎煤的含水量為3?12%時，步驟2)中還包括將所述預干燥后的碎煤干燥的步驟。
[0023]上述的方法中，所述預干燥后的碎煤采用熱煙氣干燥；
[0024]所述熱煙氣的溫度可為150?300°C，具體可為240°C。
[0025]上述的方法中，所述惰性氣氛為氮氣或二氧化碳；
[0026]所述惰性氣氛中氧氣的含量不高于8mol%，控制含氧量，使之生產的過程更安全;
[0027]所述熱煙氣由惰性氣體發生器經燃料氣燃燒產生的高溫煙氣與循環的所述惰氣氛混合后產生；
[0028]所述燃料氣燃燒所需空氣由鼓風機提供。
[0029]上述的方法中，所述煤粉的粒徑可為5?90 μ m的含量占80 %以上，具體可為所述煤粉的粒徑彡90 μ m的占90%，粒度彡5 μ m的占10% ;
[0030]所述煤粉經所述固體粉煤輸送栗輸送加壓的壓力可為3?5MpaG，具體可為5.0MpaGο
[0031]上述的方法中，所述流化床干燥爐為一正方形腔體；
[0032]所述輸送管路包括一通過一外進料閥與所述干粉煤供給裝置相連接的外進料斗、多根外進料彎管、多根進料伸縮管、多根內進料彎管和一設置在所述輸送活塞上并通過一內進料閥與所述通孔相連通的內進料斗，所述外進料閥用于控制所述外進料斗的開閉，所述內進料閥用于控制所述內進料斗的開閉；每一所述進料伸縮管包括固定于所述驅動裝置外壁上的內管和能相對于所述內管滑動的外管，所述進料伸縮管的內管分別通過一所述外進料彎管與所述外進料斗相連通，所述外進料斗、外進料彎管和進料伸縮管的內管均位于所述驅動缸外部，組成所述輸送管路位于所述活塞缸外的部分；所述進料伸縮管的外管分別通過一所述內進料彎管與所述內進料斗相連通，所述進料伸縮管的外管、內進料彎管和內進料斗均位于所述驅動缸內，組成所述輸送管路位于所述活塞缸內的部分。
[0033]上述的方法中，所述固體粉煤輸送栗還包括一球頭連接件、一防轉柱；
[0034]所述球頭連接件一端與所述驅動裝置相連接，另一端通過多根支撐柱與所述輸送活塞固定連接；所述輸送活塞與所述球頭連接件之間形成用于容納所述輸送管路位于所述活塞缸內部分的空間；所述進料伸縮管的外管固定設置在所述球頭連接件上，所述驅動裝置驅動所述球頭連接件運動，從而帶動所述輸送活塞和輸送管路位于所述活塞缸內部分一起運動；
[0035]所述防轉柱穿過所述驅動缸頂部設置在所述球頭連接件上；
[0036]所述輸送活塞與所述活塞缸內壁之間、所述進料伸縮管的內、外管之間采用Υ型密封環進行密封；所述輸送活塞通過的所述活塞缸內壁均為連續密封面；
[0037]所述活塞缸上還設置有支撐裝置，用于支撐所述干粉煤輸送裝置。
[0038]本發明還提供了一種原料煤預干燥、制粉和輸送的方法的專用處理系統，它包括依次相連接的預干燥進料倉、所述流化床干燥爐、所述制粉進料煤倉、所述磨煤機、所述煤粉倉、所述固體粉煤輸送栗和所述高壓粉煤罐；
[0039]所述預干燥進料倉的出口通過所述螺旋輸送機與所述流化床干燥爐的進料口相連接；所述流化床干燥爐的出料口通過預干燥斗式提升機與所述制粉進料煤倉的入口相連接，所述制粉進料煤倉的出口通過給料機與所述磨煤機的入口相連接，所述磨煤機的出口通過制粉斗式提升機與所述煤粉倉的入口相連接；
[0040]所述流化床干燥爐包括一流化床干燥爐腔體、一進料閥、一出料閥、加熱管和相互連接的兩組