[发明专利]一种炉烟干燥及水回收风扇磨热风送粉制粉系统

说明书

技术领域

本发明属于煤发电技术领域，涉及褐煤发电技术，具有地说，涉及褐煤的干燥及制粉系统。

背景技术

褐煤，又名柴煤，多呈褐色或褐黑色，是一种高挥发份(约50％)、高水份(25％-60％)、高灰份(约30％)、低热值(约3200kcal/kg)、低灰熔点、易风化碎裂、易氧化自燃的劣质燃料，是煤化程度最低的矿产煤。褐煤主要用于发电厂的燃料，也可作化工原料、催化剂载体、吸附剂、净化污水和回收金属等。由于自然属性以及技术工艺的限制，在开采、利用褐煤过程存在的主要问题包括：(1)热值低，用途受限。建设煤电基地，利用褐煤资源是我国能源发展的一项重要战略。以内蒙古霍林郭勒为例，褐煤发热量基本在3200kcal/kg左右，当地锅炉的设计由于考虑该类煤的特性，可以就地应用。由于多数锅炉设计时对煤的发热量有严格的要求，如果通过运输将褐煤运到内地应用，则无法直接燃烧，极大地限制了褐煤的产能；(2)不易储存运输，销售半径有限。由于我国褐煤资源主要集中在内蒙古、云南和黑龙江等地，而煤炭消费主要在东南方。煤炭的大量运输导致了铁路运力的紧张，加之褐煤高水份，不适宜远距离运输，运输半径一般在300千米内；(3)褐煤燃烧时热利用率低，粉尘排放量大，环境污染严重。

目前褐煤干燥提质普遍采用热风炉、滚筒干燥机。干燥机烟气夹带有煤粉，烟气需经旋风分离器、引风机、水洗塔之后放空。由于褐煤的特殊性，以及对褐煤干燥的设计国家无相关标准、规范，导致褐煤干燥过程存在的问题较多。褐煤干燥提质技术就是将其就地干燥，获得高发热量的煤炭。褐煤(3200kcal/kg)，经过干燥脱除20％水分后，发热量约为4800kcal/kg以上，经过干燥提质褐煤价值将增加一倍以上。同时，干燥后的褐煤更加有利于储存和运输。褐煤干燥提质主要有流化床、回转窑、水平移动床三种技术工艺。干燥介质主要有烟气、水蒸汽等。

从干燥原理看，流化床干燥工艺存在大型化及流态控制问题。回转窑干燥工艺是目前国内外干燥技术开发企业重点推广的技术之一，但由于其供入风量以及窑体直径的限制，很难进行大型化应用。尽管国内个别单位为提高处理量在开发直径9米，长80米的回转干燥装置，但目前仅仅停留在研发阶段，降低投资与运行费用的任务仍然非常艰巨。

从干燥介质看，由于褐煤是一种极易析出挥发份的煤种，在采用含氧气体干燥时，如果出现局部氧化放热所导致的过热问题，容易引起挥发份燃烧，从而造成干燥系统的燃烧问题，影响系统的正常稳定运行。如果全部采用水蒸汽进行干燥时，由于潜热的排放损失，容易造成较大的能源浪费。现有褐煤干燥提质工艺多处于规模示范阶段，稳定运行问题是困扰这些工艺规模应用的主要原因之一。

褐煤与烟煤、无烟煤相比，褐煤的优势是价格较低，反应活性高，但其热值相对较低，含水量较高，一般为25％-60％。褐煤中的水分增加运输成本，影响锅炉运行，降低电厂效率，增加温室效应气体排放，因此褐煤干燥和提质技术及装备的开发是清洁和有效利用褐煤的关键。

褐煤的提质是指褐煤在高温下经受脱水和热分解作用后转化成具有烟煤性质的提质煤。褐煤脱水过程除脱去部分水分外，也伴随着一些煤的组成和结构的变化，它主要是由脱水作用和过程引起的。所以，褐煤的提质过程主要是褐煤的脱水过程。经过脱水后，褐煤的水分及反应活性降低，发热量提高，燃烧后温室气体的排放减少。若是将褐煤中50％的水分除去，将会使褐煤燃烧后产生的温室气体排放量降低15％。由实际测试得知，一种水分42.52％、发热量11.93MJ/kg的褐煤，经提质干燥后水分降为14.43％、发热量增至18.08MJ/kg，相当于热值提高了51.6％，这对褐煤电厂的影响无疑是十分巨大的。

而另一方面，我国淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，居世界第6位，但人均只有2400立方米，仅为世界平均水平的1/4、在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。一方面我国水资源短缺，另一方面我国水资源利用率低下。2001年我国每万元工业产值耗水量为90m³左右，为发达国家的3-7倍；工业用水重复利用率约52％，远低于发达国家80％的水平。