[发明专利]复式对流干燥器

说明书

技术领域

本发明属于固体颗粒物料干燥设备领域，尤其涉及在干燥的同时对物料进行分级的干燥设备，特别适用于干燥炼焦煤。 

背景技术

干燥器是一种利用热能使湿物料中的湿分（水分或其它溶剂）气化，并经气流带走，从而获得符合生产要求的原料或产品的设备。在冶金和化工生产中应用广泛。用于具有多样性和复杂性的炼焦煤干燥设备，还具有处理量巨大的特点。传统干燥设备主要有转筒干燥器、直立管干燥器和流化床干燥器三大类。 

转筒干燥器是一种以热空气直接加热逆流操作系统，干燥器主体是一个与水平略成倾角的旋转圆筒，物料从转筒较高的一端加入，热空气由较低端进入与物料成逆流接触，随着圆筒的转动，物料受重力的作用运行到较低的一端时便干燥完毕而送出。除热空气外，对于耐高温而允许污染的物料可采用烟道气为干燥介质。 

为了防止扬尘，转筒干燥器内所用的干燥介质气流速度不高，对1-5[毫米]粒径的物料，气速一般在0.3-3[米/秒]范围内；以传导干燥和辐射干燥两种方式为主，体积传热系数只有100-200[千卡/米³·小时·摄氏度]。 

转筒干燥器的优点是生产能力大、气流阻力小、操作弹性大、适用于粘性膏状物料或含水量较高的物料。其缺点是设备体积大、干燥时间长、运行费用高、无分级作用。目前，在我国仍大量使用。 

直立管干燥器是属于对流干燥方式的一种设备。主体设备为直立干燥管，物料经螺旋加料器送入直立干燥管底部，加热介质由直立管上部风机从直立管下部入口吸入，由于热气流在直立管内作高速流动，使物料颗粒分散并悬浮于气流中，在干燥管内热气流与物料颗粒发生传热和传质，使物料得到干燥，已干燥的物料颗粒随气流带出，经旋风分离器回收，经旋分器下部排出，废气放空。 

直立管干燥器具有对流干燥的优点，适宜于干燥含表面水分较多的物料，物料粒径通常在10-20[毫米]以下，热利用率可达60[%]左右。其缺点是产品分 离困难；干燥管高度一般都在10[米]以上，如果处理量为300吨/小时，每秒钟进入直立管的物料可达860千克，干燥管直径达6米左右，物料以每秒1米的速度提升，直立管内的物料总重量为860千克，直立管内的气流在完成干燥的同时还需提供大于860千克的提升力，运行成本高。 

流化床干燥器又名沸腾床干燥器，是流化技术在干燥中的应用，属于对流干燥方式。散状物料由床侧加料器加入，热气流通过多孔分布板与物料层接触，只要气流速度保持在颗粒的临界流化速度与带出速度（颗粒沉降速度）之间，颗粒即能在床内流化，颗粒在热气流中上下翻动，互相混合与碰撞，与热气流进行传热和传质而达到干燥的目的。当床层膨胀到一定高度时，床层空隙率增大而使气流速度下降，颗粒又重新落下而不致于被气流所带走。经干燥后的颗粒由床侧出料管卸出，气流由顶部排出并经旋风分离器回收其中夹带的粉尘。 

在流化床中颗粒被气流猛烈冲刷，冲刷的速度不断变化，强化了传热与传质，而且气流与颗粒间的接触表面很大，因此具有较高的体积传热系数。流化床干燥器有多种，但其形成流化床层是必要条件，所用风力也必须满足形成流化床层的基本要求，不能过大也不能过小。流化床干燥器适宜于处理粉状物料，而且要求物料不会因水分而明显结块。对于粉状物料其含水量要求在2-5[%]之间；颗粒状物料含水量可在10-15[%]。对于炼焦煤这种多样性和复杂性物料含水量一般不能超过8[%]（俄罗斯下塔吉尔流化床），如高于上述含水量，流化床将不能正常操作。流化床干燥器结构简单，造价低，可动部件少，与直立管干燥器相比，气流压降较低，物料磨损较少，气固相分离方便而热量利用较合理（对于非结合水分的干燥热量利用可达60-80%），体积传热系数与直立管干燥器相当。因此这种干燥器得到了广泛使用。 

节能减排对炼焦煤的干燥提出了新的要求，成为国家十二五和十三五规划期间的重大研究课题。国内外研发情况表明，煤料干燥本身不是问题，关键是需要干燥的煤料具有多样性和复杂性，当其含水量降到7%以下后，煤料中所含过细煤尘加大了其运输等过程中所产生的扬尘量，严重影响焦炉和化产的正常操作。煤料中过细煤尘的分离就成为关键。因此，正在研发的几种煤调湿工艺，不管其是直立管干燥器还是流化床干燥器，由于工艺条件本身的限制和煤尘的影响，煤料的降水量极限值仍停留在7.5%。对煤尘的分离尚无重大突破，使节能减排效果受到了不利影响。 

发明内容