[实用新型]低阶煤水分资源化利用系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低阶煤综合利用领域，具体的说是一种低阶煤水分资源化利用系统。

背景技术

我国低阶煤资源丰富，以褐煤/次烟煤为代表的低阶煤占55％以上，储量达5612亿吨。近期，新疆新增约2.19万亿吨煤炭储量，也多为次烟煤。低阶煤煤化程度低，毛细孔发达，氧含量高(无水无灰基20％左右)，内水丰富，全水分高达30-50％，热值较低，且热稳定性较差，不宜长距离运输，直接作为大规模气化原料又有很大局限性，目前主要用作局部地区动力燃料，开发率较低，仅占全国煤炭产量的4-5％。由于含水量高、能量密度低、易粉化、易自燃导致低阶煤可贮存性能差，运输的经济性差，目前低阶煤的工业利用方式，基本采用就地转化加工的方法。

干燥是低阶煤作为锅炉燃料、气化原料、直接液化原料、热解原料或其他深加工原料的第一步。干燥既是满足下游加工工艺要求的需要，也是降低整个项目能耗和下游装置投资的需要。到目前为止，成功商业化的低阶煤干燥工艺的能量消耗很大。以脱除外表水为目的管式蒸气间接加热干燥过程为例，每脱除1吨水分需要消耗1.42-1.8吨低压蒸汽，相当于原料低阶煤的4％以上的热值是用于自身的水分脱除。此外，干燥过程中产生的大量水蒸气一般与废气或空气混合直接排入大气，这会加重环境污染。然而，考虑到低阶煤中水含量较高，而且在富产低阶煤的地区水资源往往非常珍贵，若能有效回收宝贵的水资源，同时充分利用水蒸气中的热量，这对于提高煤加工过程中能量利用效率，缓解现代煤化工工业发展与水资源短缺的矛盾具有重要的实际意义。

目前，低阶煤中水分资源化利用的公开报道较少，但近期已成为研究人员的关注热点，与此相关的研究报道如下：

德国RWE Power公司提出了两种WTA工艺，在一种工艺方案中，干燥褐煤产生的水蒸气，一部分返回流化床干燥器作为干燥热源，排出的冷凝水可预热未干燥的褐煤，另一部分洁净蒸汽可作为流化介质，该工艺系统中需要额外的空气压缩过程，这意味着需要消耗高品位的机械功，降低了能量的综合利用效率；在另一种工艺方案中，一部分蒸汽全凝用于预热锅炉给水，剩余部分排空，在该工艺系统中蒸汽汽化潜热并没有完全回收利用，多余部分排空造成能量浪费。

中国专利(CN 103575068A)公开了一种褐煤干燥水回收及干燥尾气再循环利用系统，在该工艺过程中，干燥尾气在喷水室内与冷水直接进行接触式热湿交换，并在喷水室下部设有的冷凝水回收池中回收干燥尾气中的水分。采用直接接触式热湿交换，水回收效率高，而且专利中也报道了回收水后低温低湿烟气的后续提质利用，但是并未考虑充分回收利用干燥烟气中水蒸气中的热量。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种系统简单，能同时充分回收低阶煤干燥后产生的水蒸汽中的水分及热能的低阶煤水分资源化利用系统。

本实用新型系统包括依次连接的旋风分离器、增压系统、脱硫系统、低温热能利用系统、气液分离罐、冷却系统和冷凝水收集系统。

所述旋风分离器下方设有收集池，所述收集池经过滤机与冷凝水收集系统连接。

所述低温热能利用系统为以有机工质为循环介质的低温发电单元、或溴化锂吸收式制冷单元、或低温机械做功单元中的至少一种。

所述工艺方法的技术方案为：将低阶煤干燥后的水蒸汽送入旋风分离器脱除固体颗粒和扰动形成的水滴，除尘后的水蒸汽经增压系统增压后进入脱硫系统脱除含硫组分，脱硫后的水蒸汽送入低温热能利用系统回收蒸汽中的低温热能，然后进入气液分离罐分离出不凝气体和液态水，所述液态水经冷却系统降温后送入冷凝水收集系统，所述冷凝水收集系统中的冷凝水中含尘量<5ppm(质量百分数)。

所述旋风分离器下方设有收集池，经旋风分离器脱除的含尘水过滤机分离出含碳滤饼和含尘量<5ppm的洁净回收水，所述洁净回收水送入所述冷凝水收集系统中。

所述低温热能利用系统为以有机工质为循环介质的低温发电单元、或溴化锂吸收式制冷单元、或低温机械做功单元中的至少一种。

所述低温热能利用系统的蒸汽入口温度为60-260℃。

所述增压系统的进口压力为常压-500kpag，出口压力为20kpag-1000kpag。

本实用新型系统包括依次连接的旋风分离器、增压系统、脱硫系统、低温热能利用系统、气液分离罐、冷却系统和冷凝水收集系统。

所述旋风分离器下方设有收集池，所述收集池经过滤机与冷凝水收集系统连接。