[发明专利]一种煤泥干燥装置及干燥方法

权利要求书

1.一种煤泥干燥装置，其特征在于：包括煤泥干燥箱(1)和二氧化碳循环机组(2)；所述煤泥干燥箱(1)的两端分别设置有湿煤泥进口(3)和干煤泥出口(4)，且湿煤泥进口(3)的高度高于干煤泥出口(4)的高度；所述煤泥干燥箱(1)内设置有沿箱体长度方向布置的加热排管(5)，加热排管(5)一端设置在湿煤泥进口(3)下方、另一端对应干煤泥出口(4)；所述煤泥干燥箱(1)上还设置有干风入口(6)和湿风出口(7)，所述干风入口(6)设置在干煤泥出口(4)一侧的上方、湿风出口(7)设置在湿煤泥进口(3)一侧的下方，干燥用风的流动方向与湿煤泥的推进方向相反；所述湿风出口(7)通过湿风管(16)连接至湿度调节箱(8)的壳程入口，湿度调节箱(8)的壳程出口通过中间管道(17)连接换热器(9)的管程入口，换热器(9)的管程出口通过干风管(18)连接至干风入口(6)；所述中间管道(17)上设置有用于提供干燥用风循环动力的风机(10)；

所述二氧化碳循环机组(2)包括压缩机组(11)和减压机构(12)，所述压缩机组(11)的出口端通过高温高压管道(19)连接加热排管(5)底部的入口端，加热排管(5)顶部的出口端通过高压中温管道(20)连接换热器(9)的壳程入口，所述换热器(9)的壳程出口通过管道连接至减压机构(12)，所述减压机构(12)的出口通过低温低压管道(21)连接湿度调节箱(8)的管程入口，湿度调节箱(8)的管程出口通过回风管(22)连接压缩机组(11)的进口端。

2.根据权利要求1所述的一种煤泥干燥装置，其特征在于：所述二氧化碳循环机组(2)还包括用于为压缩机组(11)供油的储油器(13)、设置在所述湿度调节箱(8)与压缩机组(11)之间的气液分离机构(15)、设置在所述压缩机组(11)和加热排管(5)之间的油分离机构(14)。

3.根据权利要求2所述的一种煤泥干燥装置，其特征在于：所述气液分离机构(15)和油分离机构(14)的液体出口均与储油器(13)相连通。

4.根据权利要求1所述的一种煤泥干燥装置，其特征在于：所述储油器(13)与压缩机组(11)之间的供油管路上设置有油泵(24)。

5.一种使用如权利要求1～权利要求4所述煤泥干燥装置的煤泥干燥方法，其特征在于：包括煤泥干燥单元、干燥用风循环单元和二氧化碳工质循环单元。

6.根据权利要求5所述的一种煤泥干燥方法，其特征在于：所述煤泥干燥单元的具体步骤为：湿煤泥由输送机构输送至湿煤泥进口处，由湿煤泥进口落入加热排管的左端，与在加热排管流动内的高温高压二氧化碳工质进行间壁换热，水分蒸发、煤泥变干；煤泥在重力作用下沿倾斜的加热排管向下滑动，持续受热变干，到达加热排管底部后由干煤泥出口排出，经出料皮带或螺旋输送机送至干煤泥仓。

7.根据权利要求5所述的一种煤泥干燥方法，其特征在于：所述干燥用风循环单元的具体步骤为：

S11、温度为80℃～95℃的高温干风由干风入口进入煤泥干燥箱中，与湿煤泥逆向接触，在流动过程中带走水蒸气，成为温度50℃～60℃、相对湿度100％的中温湿风；

S12、温度50℃～60℃、相对湿度100％的中温湿风沿湿风管进入湿度调节箱的壳程，与在湿度调节箱管程内流动的低温低压二氧化碳工质进行热交换，快速降温至10℃±2℃，所夹杂的水蒸气冷凝排出，成为温度10℃±2℃、相对湿度3.2％±0.5％的低温干风；

S13、温度10℃±2℃、相对湿度3.2％±0.5％的低温干风沿中间管道进入换热器的管程，与在换热器壳程中流动的中温高压二氧化碳工质换热，快速升温至80℃～95℃，成为温度80℃～95℃、相对湿度3.2％±0.5％的高温干风，高温干风经干风管再返回煤泥干燥箱中，循环吹干。

8.根据权利要求7所述的一种煤泥干燥方法，其特征在于：所述步骤S12中，在湿度调节箱管程内流动的低温低压二氧化碳工质的温度为0℃±2℃，压力3.6MPa；所述步骤S13中，在换热器壳程中流动的中温高压二氧化碳工质的温度为110℃±2℃，压力12MPa。

9.根据权利要求5所述的一种煤泥干燥方法，其特征在于：所述二氧化碳工质循环单元的具体步骤为：

S21、温度30℃±2℃、压力3.6MPa的二氧化碳通过压缩机组压缩到温度150℃、压力12MPa，经过油气分离后，进入煤泥干燥箱中的加热排管，由下至上流动，给湿煤泥进行加热；由加热排管排出的二氧化碳降温至温度110℃、压力12MPa；

S22、温度110℃、压力12MPa的二氧化碳进入换热器壳程，为在管程内流动的低温风进行加热；由换热器排出的二氧化碳降温至25℃、压力12MPa，由气态变为液态；

S23、温度25℃、压力12MPa的液态二氧化碳经减压机构减压，温度降至0℃±2℃、压力降至3.6MPa，进入湿度调节箱管程，为在湿度调节箱壳程中流动的湿风降温除水；由湿度调节箱排出的二氧化碳吸热升温后变为气态，温度30℃、压力3.6MPa；

S24、温度30℃、压力3.6MPa的二氧化碳气体经过气液分离机构进一步除油后，进入压缩机组的进口，在压缩机组的驱动下重新压缩为温度150℃、压力12MPa的高温高压二氧化碳，进入加热排管进行循环。