[发明专利]可燃颗粒干燥系统

说明书

可燃颗粒干燥系统包括无阀脉冲燃烧器和干燥塔。干燥塔包括第一干燥区域和可选的第二干燥区域。第一干燥区域接收来自脉冲燃烧器的加热的干燥气体，以干燥向下流过干燥塔的一定量的潮湿颗粒。来自第一干燥区域的含水分的废气被冷凝器处理以除去水并从中回收热能，并产生冷却的干燥废气，其可通过穿过脉冲燃烧器周围的护套而被再加热。被再加热的干燥气体被引入第二干燥区域以进一步干燥颗粒。第二干燥区域优选为向下扩张的圆锥形构造。干燥塔包括多个温度传感器。相邻的温度传感器可以用于确定干燥塔内的颗粒的水平。可燃颗粒优选为煤颗粒。

技术领域

本公开涉及用于干燥可燃颗粒的系统和方法，所述可燃颗粒是例如包含煤粒子的颗粒，该系统和方法供有效干燥并保持可燃颗粒的完整性。所公开的颗粒干燥系统使用无阀脉冲燃烧器。

背景技术

需要干燥诸如颗粒状煤的颗粒状可燃材料、固体碳燃料和其它固体燃料原料的一种有效方法。常规的现有技术的干燥器，例如旋转筒和流化床干燥器，通常允许或引起可能导致颗粒降解和粉尘形成的颗粒之间的相当大量的相对运动。煤尘易爆，难以控制。因此，需要一种干燥器，其限制正在干燥的可燃颗粒的相对运动，从而限制颗粒降解和粉尘形成。

常规的干燥器，例如流化床，通常需要间接燃烧并提供二次气体供应(例如N₂)以允许在惰性或低氧环境中干燥，所述惰性或低氧环境不会点燃或允许点燃被干燥的颗粒。

如颗粒状煤粒子的可燃颗粒通常具有约20％-30％重量的初始含水量。理想的是将颗粒干燥至约2％重量的最终含水量。

在本领域中提供用于干燥可燃颗粒的有效系统和方法将是极大的进步。提供限制颗粒降解和可燃粉尘形成的干燥过程将是一个进一步的进步。

发明内容

本公开涉及用于干燥可燃颗粒的系统和方法。所公开的系统和方法特别适用于但不限于干燥煤颗粒。

一种非限制性颗粒干燥系统包括无阀脉冲燃烧器以提供加热的干燥气体的源。加热的干燥气体被引导至干燥塔。干燥塔包括含有气体入口和气体出口的第一干燥区域。气体入口接收加热的干燥气体，气体出口排出含有水分的废气。气闸开口设置在第一干燥区域的顶部，潮湿颗粒通过第一干燥区域的顶部被引入第一干燥区域以在第一干燥区域内形成潮湿颗粒床。闸阀出口设置在第一干燥区域的底部，干燥或部分干燥的颗粒通过所述第一干燥区域的底部离开第一干燥区域。

无阀脉冲燃烧器不仅提供加热的干燥气体，而且还产生压力脉冲形式的声能源。脉冲燃烧热的使用提高了干燥速率，这对于干燥颗粒内具有高水分扩散阻挡层的颗粒状材料特别重要。脉冲燃烧允许以比常规稳态干燥技术高200％-300％的速率进行干燥。由于无阀脉冲燃烧器可以以接近或等于1.0的当量比工作，所以脉冲燃烧还减少了排放到大气中的空气的总体积。

使用无阀脉冲燃烧器的另一个优点是能够燃烧单独的或悬浮在载体流体中的细分的固体燃料。因此，无阀脉冲燃烧器干燥器可以使用诸如粉煤的低成本燃料源工作。粉煤可以悬浮在载体流体中。载体流体可以是惰性的或反应性的。载体流体可以是液体或气体。载体流体本身可以任选地是燃料源。载体流体可以任选地含有氧化剂。

加热的干燥气体优选以与潮湿的可燃颗粒相同的方向引导至干燥塔。因此，干燥系统作为并流或共流系统工作，而不是作为更传统的逆流干燥系统工作。结果，干燥颗粒不会过热。

由于干燥颗粒集中地行进通过干燥塔，相邻颗粒之间的相对运动几乎为零，所公开的干燥系统不会像在常规干燥器中所发生的程度那样导致颗粒降解和可燃性粉尘形成。

在一个非限制性实施例中，所公开的颗粒干燥系统可以进一步包括气体-气体冷凝热交换器。冷凝热交换器接收含水分的废气，其优选处于或接近水分饱和状态，并且通过冷凝来自废气的水蒸气来提取潜热和显热，以产生冷却的干燥废气。热交换介质可以是环境空气，在进入用于干燥可燃颗粒的系统之前，回收的低温能量可用于预干燥和调节或硬化来自颗粒挤出机的潮湿颗粒。