褐煤干燥技术有高温烟气干燥、水蒸气干燥、机械热挤压(MTE)技术等。高温烟气干燥的使用相对成熟,其中滚筒干燥(褐煤烘干机)为国内多采用的典型技术。

  机械脱水技术在选煤厂已广泛应用,但其处理能力和脱水效率尚难达到褐煤脱水的要求。

  蒸发脱水技术可以降低褐煤的水分,提高褐煤的热值,但简单的蒸发脱水难以改变褐煤的物理化学结构,不能解决易自燃和重新吸水等问题,可以作为进一步热解前脱水技术使用。        

   非蒸发脱水技术是将褐煤与高温高压水蒸气直接接触,使水分呈液态脱出,不需要蒸发潜热,热效率高。褐煤受高温高压作用的影响,其组成和性质会发生相应的变化,变化趋势类似于煤化程度的增强。目前很多国家包括日本,德国和美国都在开发非蒸发干燥脱水技术。

滚筒干燥技术

原煤仓中的原煤(常温)通过给料机进入褐煤烘干机的滚筒,在干燥滚筒入口与热风炉提供的烟气混合(约650℃)。在转动的滚筒内,滚筒壁上的扬料板使物料在干燥筒体内行程稳定,形成全断面料幕,使烟气与原煤充分交换热量,交换时间在25-35分钟左右。滚筒末端的干燥煤温度上升为 60℃,烟气温度下降到120℃左右。

   特点:该技术可以将褐煤水分降至12-15%左右,脱水率高,运行成本低,热值提升至4500大卡以上,投资小见效快。

   蒸汽筒式干燥技术

   该技术的干燥介质为饱和蒸汽(压力为0.15-0.55 MPa),采用间接加热。

   常压下用低压蒸汽通过管式干燥器将煤(粒度<3mm)加热到大约100℃,使水分蒸发,并和煤一起进入干燥器的空气作为脱水介质,通过除尘器将煤粉分离,部分空气经压缩进入干燥器循环,部分排入大气。

    特点:生产不连续,投资成本比较大,安全性较高。

直接加热干燥脱水方法——流化床干燥技术

利用成熟的流化技术干燥褐煤,可以提高效率和处理能力,但要求原煤粒度均匀。在流化床干燥器内,过热蒸汽将褐煤流从干燥器的底部吹向沸腾床上部从而产生流化现象。流化床中的蒸汽吸收褐煤原煤中蒸发出的水分,原煤从干燥器的上部输入,经过旋风分离机,蒸汽再被部分导回到干燥器。

特点:投资成本高,对褐煤颗粒度要求高,运行成本较高。

非蒸发脱水方法——热压脱水工艺

将褐煤加热到不大于220℃的条件下,通过机械挤压将水脱出。由于热压脱水是在热和机械力共同作用下,将褐煤中水分以液态形式脱除,可以大幅降低能耗。为了使干燥介质均匀分布在煤层中,原煤必须用压盘稍微预压一下。预压时,热水从压盘里的喷洒系统均匀地分布在煤层表面。在饱和蒸汽压力下,水进入压力室,热水经过煤层并且向煤释放所有的热量,然后用蒸汽加热并使煤中的水分部分从煤层中脱离出来。最后再经机械压力和进一步闪蒸过程,脱除大部分水分。目前这种装置已在澳大利亚一电厂建一套 25t/h 的中试装置,装置运行状况良好,技术基本成熟。

特点:投资大,工艺过程长,控制困难。

床混式干燥技术

以流化床作为热源,干燥机是在蒸汽环境下工作,这就有可能回收蒸汽的潜热,将之送回干燥工序中使用,过热蒸汽高速进入干燥管底部,从流化床分出的一股热床料流在干燥机燃料入口前就同过热蒸汽混合。蒸汽携带着燃料同床料一起经过干燥器后进入旋风分离器,干燥燃料和床料从蒸汽流中分离后直接送往流化床锅炉燃烧。一部分蒸汽从旋风分离器回收后被返回到干燥机的底部重新与新的床料混合。从燃料中蒸发的其它蒸汽从蒸汽循环管路中分离后被引到热交换器,蒸汽被冷凝。此干燥机没有运动部分和热交换器,建造简单。燃料中的水分不进入锅炉,排烟热损失减少,烟道可以小型化,降低了锅炉的投资和规模。

特点:对褐煤颗粒度要求高,筛下粉煤不易处理,成本相应提高,机械运动设备少。

混流干燥脱水方法

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,分别从垂直和水平两个方向充分的、高强度的接触物料干燥。在干燥器内有垂直和水平流动的物料,也有热风与物料之间垂直方向和水平方向的逆流,形成特有的混流干燥作用。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。该技术可脱去褐煤水分10%左右,热值提升至3500大卡左右,单台设备干燥能力较大,可以达到300万吨/年,但脱水率低。

特点:投资较高,单台设备干燥能力大,脱水率低,筛孔易堵塞,热交换效率低。

过热蒸汽干燥工艺

SFCU是利用褐煤内水分蒸发所形成的过热蒸汽为与褐煤接触的流化介质,通过再生器或流化床内置换热器间接提供干燥所需要的能量,可以回收全部干燥所供给的热量,蒸汽消耗只有常规间接蒸汽回转干燥机的20%。德国RWE公司已在德国建成3套过热蒸汽干燥技术装置,最大脱水能力达到110t/h

 特点:过热蒸汽热源系统建造投资成本高,适合大规模使用。

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