[实用新型]一种气流床-流化床耦合的褐煤干燥装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气流床-流化床耦合的褐煤干燥装置，属于褐煤干燥的技术领域。

背景技术

我国是以煤炭作为主要能源的国家，煤炭在能源结构中占有70％左右的比份额，并且在今后较长的时期内，这种能源结构形式不会有很大变化。随着世界能源的使用规模不断扩大和能源资源的日渐短缺，大力开发低品位能源资源的应用技术，被提到重要位置。

褐煤是一种煤化度较低的煤种，随着烟煤、无烟煤等优质煤资源的消耗，褐煤的大规模开发利用提上日程。已探明的褐煤储量约占我国煤炭储量的13％左右，由于煤化度低，褐煤存在着水分大、挥发分高、热值低、易氧化等特点，导致褐煤应用过程中存在适应性差、能耗高、易自燃等问题。此外，较高的含水量导致褐煤运输费用增加，限制了褐煤资源的开采规模和外运利用的空间。因此，需对褐煤进行干燥提质，拓展其利用空间，增强市场竞争力。

中国专利文献CN102120215A公开了一种固体颗粒物料气力分级预热调湿方法及装置，该气力分级预热调湿装置包括：相互连通的位于下部的下部流化床和位于该流化床之上的上部气流床，以及与该上部气流床上部相连通的气固分离器；固体颗粒物料由安装于该上部气流床的固体颗粒物料供给口进入该上部气流床，进入的固体颗粒物料在上部气流床和下部流化床中，在位于该下部流化床下部的热风介质作用下，被分成上部小颗粒物料预热调湿层和下部大颗粒物料预热调湿层；该上部小颗粒物料预热调湿层的小颗粒物料向气固分离器流动，其流动过程中被干燥成湿度为6wt％-9wt％的产品物料，该产品物料由设于气固分离器底部的产品物料出口流出而被收集；该下部大颗粒物料预热调湿层的大颗粒物料由位于该下部流化床底端的大颗粒物料出料口出料，并送入粉碎装置经粉碎后作为产品物料收集。在上述装置中，当固体颗粒物料进入该上部气流床后，其中含有的小颗粒物料由于密度很小，在热风介质作用下，上述小颗粒物料将在较短时间内被热风介质吹出系统，从而停留时间较短，难以实现小颗粒物料的充分干燥，脱水率较低，而对于大颗粒物料由于重量较大，较短时间就落到流化床层的底部，同样难以实现充分干燥。此外，上述装置中采用热风作为干燥介质，当对褐煤进行干燥处理时，容易发生爆炸，系统的安全性能差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的固体颗粒物料气力分级预热调湿装置，小颗粒物料和大颗粒物料均难以实现充分干燥，脱水率较低，从而提出一种对煤进行充分干燥同时实现水分回收利用的气流床-流化床耦合的褐煤干燥装置及方法。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种气流床-流化床耦合的褐煤干燥装置，其由下至上依次设有：

流化床反应器和气流床反应器，

在所述流化床反应器的中下部设有第一干燥热源进口，底部设有大粒径煤出料口；

所述气流床反应器与所述流化床反应器连通设置，所述气流床反应器的横截面积小于或等于所述流化床反应器的横截面积；所述气流床反应器上部设有湿煤进料口，顶部设有小粒径煤出料口，中下部设有第二干燥热源进口。

所述流化床反应器和所述气流床反应器均设置为筒状，所述流化床反应器和所述气流床反应器的直径比为1:1-5:1，所述流化床反应器和所述气流床反应器的高度比为1:1-1:20。

紧贴所述气流床反应器内部侧壁、与所述第二干燥热源进口连通设置一个环形布气管，所述环形布气管上均匀设有开口向下的布气孔，所述布气孔的孔径与所述环形布气管的直径之比为1:3-1:6。

在所述布气孔处向下延伸设置喷气管，所述喷气管的垂直高度与所述环形布气管的直径之比为1:3-1:5。

沿气流方向所述喷气管的内径逐渐变小，所有喷气管的出口均为斜向下，且所述喷气管的出口在所述环形布气管上的投影位于所述环形布气管的管壁上。

所有喷气管的出口均与沿该喷气管所在圆周顺时针方向转动时的切向速度成1-30°角。

所有喷气管的出口均与沿该喷气管所在圆周逆时针方向转动时的切向速度成1-30°角。

所述干燥热源为过热蒸汽。

在所述小粒径煤出料口还依次连接设有除尘单元和水回收单元。

一种基于所述的气流床-流化床耦合的褐煤干燥装置的干燥工艺，具体如下：

(1)将湿煤原料输入所述气流床反应器的上部，并分别从第一干燥热源进口和第二干燥热源进口喷入干燥热源，控制所述第一干燥热源进口处喷入干燥热源的速率为0.2-2m/s，所述第二干燥热源进口处喷入干燥热源的速率为2-8m/s，所述湿煤原料在重力作用下将向下流动；