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处理烟煤滤饼的气体再循环干燥讥
发布时间：2013-05-18 08:35 来源：未知
1、引言
干燥烘干机是被用来去除烟煤中的水分的。本文强调的足去除烟煤中的水分。要去除的烟煤中的水分主要是水基选煤工艺之后残留的水分。20世纪六七十年代，大多数选煤厂拥有干燥机，而且这些干燥机处理了选煤厂的大部分产品。到了20世纪八十年代，离心干燥机的工作效率大大提高，根本上不再需要用干燥机筛选28目的部分。20世纪九十年代，工厂增加了筛网离心机，将煤炭离心脱水率降到325目。这意味着以典型的50剑70的哈氏可磨性指数，去除-32s日的动力煤不再需要干燥机。但是，由于高哈氏可磨性指数，使用筛网离心机会导致不可避免的产品损失。因此这些拥有干燥机、处理高哈氏可磨性指数煤的选煤厂保留下，干燥机。根据审批要求以及典型的流化床十燥机昂贵的运行成本和资金成本，那些没有干燥机，处理高哈氏可磨性指数煤的工厂不能接受新的干燥机带来的重大损失。本文中出现的十燥机设计主要强调：(1)热法十燥选煤厂高哈氏可磨性指数煤中的细煤问题，(2)在产品易受冻的低温环境中煤的干燥问题。
干燥机根据以下标准分类：
(1)干燥室：飞灰，流化床或滚筒；
(2)钢化炉气体：周围有空气（单程干燥机）或一部分排出气体（气体再循环干燥机）的回火；
(3)系统压力：正压、负压或推挽式的情况；
(4)燃料：煤（粉状或块状）、天然气或石油。
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20世纪七八十年代典型的干燥煤是在负压下运行的“单程”干燥机里燃烧的煤。该干燥机在图l中说明。这种“单程”干燥机主要应用于需要频繁点火的悬浮细煤。该“单程”干燥机有更多的活动部分并且需要更长的停留时间，这使得它更庞大而且更昂贵。在这一时段，大约仍有20台“单程”流化床干燥机在美国运行，加拿大15台，俄罗斯4台。这些干燥机的设计为正压、负压和推挽式的。负压干燥机的优点是可以将周围空气推入干燥机，防止扬尘的产生。在20世纪七十年代早期，正压流化床干燥机就因为容易起火而不适用。到20世纪80年代，大多数新的流化床干燥机为H&P或足ENI的负压干燥机。所有这些烟煤炉干燥机都是用周围空气加热气体的“单程”干燥机。这意味着在干燥机中有充足的空气或氧气，使火花能够保持在床面上，或使悬浮细煤在流化床E面起火。这些干燥机不干燥水分低于4%的煤，导致干燥产品蒸发冷却。相对的低温产品使干燥机中煤的意外燃烧温度最小化。“单程”干燥机中氧含量越高，表明使用的是32英尺（水柱）压降的高能湿式净气器。这意味着这些干燥机，一半以上的功率都用于高能湿式净气器。另外，典型的“单程”流化床干燥机在气旋溢出中大约损失l%的产品。
流化床的使用要求在原料中包含一些粗粒煤。因此，尽管只有滤饼需要热干燥，也有必要在干燥器加料中增加一些离心产晶。尽管这些增加的原料并不会增加蒸汽负荷，但是更高的吨位要求更大的流化床，且提升粗粒煤温度需要的热基本上是废热。
“单程”流化床干燥机包括爆破门，H的是为干燥机中的粉尘点火器减压。负压和推挽式的干燥机上的爆破门都是铰链式的。粉尘型点火器的火源足流化床前面拐角处的明火，在那里一些潮湿的原料可能被加热。
大约建造了170台这种流化床干燥机。这些干燥机中的一部分30年后仍在运行。根据大小，干燥机上的抽气扇的马力从1500到5000不等。这些干燥机的运行成本参数如F;
(1)功率一主要是抽气扇；
(2)燃料一用于工作的输入热和排入大气中的废热；
(3)损失的产品一在气旋溢出／洗涤废水中处理量损失的1%。
这些干燥机最初是在微粒排放标准出现前设计的，且是在电和煤部不贵的情况下。到了20世纪90年代，这些干燥机消耗大量的电力，加工了比所需更多的煤，损失了部分产品，并产生大量废热。
改进的干燥机应该包括：
(l)减少排入大气的废热；
(2)消除了在十燥机原料煤中包含粗粒煤的必要性；
(3)减小每吨水分蒸发需要的功率；
(4)回收在气旋溢出洗涤废水中失去的微粉；
(5)产生一种水分低的干燥机产品，降低重量，使经过干燥机的煤与干燥产品混合，达到所需的水分要求。
2、气体再循环式干燥机
以前的烟煤炉水分干燥机用排入大气的废气流，即周围空气来调节炉内存在的气体，这些排入大气的废气包括锅炉气、冷却气、蒸汽。这些干燥机排放到空气中的气流量很高，且有充足的、浓度为16%～18%的氧气在煤的干燥过程中进行燃烧或点火。
上述处理工艺可以用一部分废气来代替调节炉内的气体。该方法对处理工艺的影响如下：
(1)由于干燥燃料的原因，导致干燥气体只有1%-5%的氧气浓度，小于烟煤燃烧所需的最低氧，气浓度。
(2)基于典型的50%的循环率，使排入大气中的气流降低，降低幅度大约为“单程”流化床干燥机蒸汽负荷的一半。
(3)气体再循环处理工艺导致废气或循环气中含有45%～50%的水分，这就需要有更高的温度（大概93℃）。由于排入大气中的废气流较低而导致了单位废气产生更高的废热，但是净废热率降低。
图2显示的是气体再循环的流程图。其优势在于内部气体使煤干燥但不燃烧，而且排到大气中气流更少。气体再循环干燥机是已经经验证的技术，并且已经商业化。低品质煤比烟煤拥有更高的挥发物含量，也就是吏低的同定碳含量，这导致其着火点很低。美国煤矿局在二十世纪四十年代为干燥低品质煤开发出了气体再循环干燥机。镁铝集团在Sandow建设了9个气体再循环干燥机，从1954年运行到2007年。2006年，Prairie Mines在加拿大的萨斯喀彻温省成功安装了一台气体再循环干燥机。
20世纪70年代，气体再循环处理也用于制造22对焦炭电池预热器。因为干燥产品通常被加热到145～205℃，因此惰性气体和气体再循环处理工艺的使用是焦炭电池预热器所必需的。
2.1干燥室
CE雷蒙德闪蒸干燥机是一种细煤的干燥机，应用于20世纪六十年代。这是一种传输式干燥机，小于6.35mm的煤进入一个垂直的干燥筒内，煤在干燥筒的顶部溢出，并在旋风分离机内还原。煤在干燥机中有2～3秒的停留时间，干燥机能有效地对其干燥。该干燥机存在的问题是，由于炉内的气体与周围空气的刚火而容易被点燃，导致危险。气体再循环干燥机和闪蒸干燥机的使用解决了点火的问题，使闪蒸干燥机安全有效。气体再循环闪蒸干燥机的优势如下：
(1)使用气体再循环闪蒸干燥机不要求包含任何粗粒煤，与“单程”流化床干燥机相比，这就降低了需要干燥的煤量，从而使干燥机的规模缩小，去除了加热粗粒煤而需要的热量。这意味着气体再循环闪蒸干燥机只能处理滤饼。
(2)干燥机中2～3s的停留时间使得干燥机规模更小。
(3)气体再循环闪蒸干燥机的产品与“单程”流化床干燥机的产品含水量大致相同（约2%）。由于处理选煤厂中级颗粒的离心干燥机得到更新，变得更加有效，干燥产品中2%的水分只能干燥一部分滤饼，从而达到6%～8.5%的水分含量与小于50mm的产品混合，这就进一步减小了十燥机的规模。
闪蒸干燥机运行过程中，给料时成块的滤饼在高速率气流中分散，其分散的速度取决于位于干燥筒底部的高速文丘里管。分散块状物料的速度是滤饼灰分含量的一个函数。如果滤饼含大量粘土，其代替方法是合并闪蒸干燥筒底部的介质床。与之前的“单程”流化床干燥机相反，介质床是一种惰性物质流化床。滤饼和个别微粒到达介质床，迅速地从介质床中与分解的凝聚物输出，然后被传送。具体方法的选择要取决于滤饼的预测分析。介质床的缺点足导致系统压力的提高。
2.2系统压力
如前所述，以前的“单程”流化床干燥机可以足(l)负压干燥机；(2)正压干燥机；(3)推挽式干燥机。负压流化床干燥机成为首选是因为(1)负压允许消防软管进入干燥室中以灭火； (2)干燥机上任何泄漏都可把周围空气推入干燥机中而不是把废气排入大气中。
气体再循环干燥机正好相反。负『玉气体再循环干燥机中的空气很容易进入干燥机中，而且很难辨别泄漏源头。如果正压气体再循环十燥机上有泄漏，废气就被排出（用来确定泄漏源头），而且没有空气排放到大气中。这就说明气体再循环闪蒸干燥机应该完全是正压的。AMAX-Belle Ayr气体再循环流化床低品质煤干燥机(1984)和Consol-Georgetown气体再循环闪蒸细烟煤干燥机都足推挽式系统，这会产牛间歇性点火（且频率平均）。
正压气体再循环闪蒸干燥机有两个风扇：(1)位于循环导管的循环扇；(2)燃烧空气扇。这与焦炭电池预热器、Alcoa Sandow褐煤干燥机和Prairie Bienfait褐煤干燥机的设计相匹配。
2.3产品回收／粒子排放控制
使用惰性气体的袋式除尘器用来回收产品和控制粒子排放，这与“单程”流化床干燥机的高能净气器相反。袋式除尘器有5英尺的压降而高能净气器的压降为32英尺。相对于高能净气器，袋式除尘器使整个干燥机的静压或者压力降了一半。这就意味着气体循环扇的马力能够降到“单程”流化床干燥机废气扇的一半，而蒸汽负荷大致相同。
使用袋式除尘器而不是高能净气器的优势如下：
(1)基于滤饼的干燥，袋式既可以代替净气器也可以代替以前“单程”流化床千燥机使用的气旋。袋式除尘器可以放在循环气流和废气流之前的内部气体循环中。这可以与用在Prairie-Bienfait褐煤气体冉循环干燥机中的处理流程相匹配。
(2)与以前的“单程”流化床干燥机中要有1%的产品损失不同，袋式除尘器回收r全部干燥产品。
(3)每吨蒸汽负荷系统马力减少了1/2。
(4)袋式除尘器的使用消除了在处理“单程”流化床干燥机净气器污水时使用增稠剂的必要性。
2.4燃料
气体再循环闪蒸干燥机加热器可以用煤粉、天然气或者石油点火。由于炉体压力，可能很难点燃气体加热器。现有的大部分正压气体再循环干燥机都是由天然气或煤粉点火的。由于对空气需求量的差异，天然气点火的的气体加热器可由I%N3%的氧气操控，而煤粉燃料是2%～5%的氧气。天然气点火的干燥炉成本大约是煤粉燃料加热器的一半。
2.5热工蒸发负荷的启动与关闭
由于布袋除尘器的温度限制和煤炭的点火潜能，在加入煤料前使干燥气体惰性化，在没有进行气体惰性化之前不能加料。这是由一个人工蒸发负荷( AEL)完成的。该AEL是空气雾化水，会产生能迅速蒸发的微小液滴。AEL是一个人工的散热器，拥有960 BTU/磅水的汽化潜热。干燥机通过激活循环扇来启动。气体加热机／干燥炉随后把AEL作为散热片而肩动，并保持一个预设的排气温度。燃烧过程消耗氧气（包括过量空气和氧气），而系统中的氧气在几分钟之内会变成废气。AEL由一个废气温度设定点控制，该温度高于干燥炉控制废气温度设定点2度。当系统已经惰性化，煤炭加料就被肩动，控制系统会变为自动。由于AEL和干燥炉废气温度设定点的筹异，AEL会自动降低煤炭水分，变成散热片。AEL控制流程是自动化的，如果煤炭加料突然损失，它能自动被激活。尽管干燥炉输出会自动收叫原料，以免原料损失，但是AEL会更快地反映，并且保留十燥炉和管道系统里的热量。处理过程在煤炭加料减少关机时和加料率低时反转，煤炭加料关闭，并被AEL代替。在所有的煤炭都从系统中传送}}{后，干燥炉关闭。
上述大部分系统已经用在最近的气体再循环干燥机中，包括Prairie-Bienfait公司，AMAX- BelleAyr公司，Unocal-Obed公司和White Energy-Tabang公司。早期安装的设备，如1954年建设的Alcoa-Sandow气体再循环干燥机实际上是由氮气启动的。气体雾化AEL是氮气惰性化的一个重大改进。使用空气雾化水分对氧气浓度的影响微乎其微。
3、结论
图3显示了滤饼干燥系统的示意图。最佳的滤饼干燥系统是正压、气体再循环、闪蒸干燥机和人工蒸汽负荷。如果干燥机加料含粘土成分凝聚成滤饼，有必要使用介质床以分解凝聚物。该干燥机最初的目的是处理： (1)高可磨性指数、有一定比例，-325日的煤产品；(2)煤炭在低温环境q1运输车上的结冰问题。
