褐煤干燥提质及其用于燃煤锅炉烟气余热回收研究

O初 建（中国新型建材设计研究院 浙江杭州 310000）

褐煤干燥提质及其用于燃煤锅炉烟气余热回收研究

O初 建
（中国新型建材设计研究院 浙江杭州 310000）

在实际进行褐煤干燥提质技术应用的过程中，一直存在着安全性、经济性和大规模生产问题。而将褐煤干燥提质技术应用在燃煤锅炉烟气余热回收中，则能够在一定程度上解决这些问题。基于这种认识，本文在对褐煤干燥提质技术展开分析的基础上，对该技术在燃煤锅炉烟气余热回收中的运用问题展开了研究，从而为关注这一话题的人们提供参考。

褐煤干燥提质技术；燃煤锅炉；烟气余热回收

引言

褐煤作为轻质煤的一种，具有含氧量高、密度小和灰分大的特点，容易出现自燃的问题。所以在进行褐煤运输和利用之前，需要使用褐煤干燥提质技术进行褐煤的处理。而采取该种技术，会导致燃煤发电的成本得到增加。因此，人们开始寻求有效的工艺技术利用燃煤锅炉烟气余热进行褐煤干燥处理，从而更好的实现褐煤资源的高效利用。

一、褐煤干燥提质技术研究

1.机械干燥技术

所谓的机械干燥技术，就是在一定压力和温度条件下对褐煤进行机械热压成型处理。使用该技术，能够使褐煤受到剪切和高压等物理作用，从而使褐煤的孔隙系统和凝胶结构产生不可逆的破坏，继而使褐煤的水分得到去除。由于采取该技术将使褐煤的媒阶从本质上发生改变，所以其被称之为机械干燥提质技术。从技术的应用优点上来看，使用该技术能够避免褐煤与水或氧气发生反应，所以可以用于处理水分较高的褐煤。就目前来看，机械热力脱水技术在褐煤干燥处理方面得到了一定范围的应用。利用该技术，将使褐煤含水量和孔隙率随着温度和压力的提高而降低。在一定的压力和温度条件下，褐煤中85%的水分将被除掉。但如果一味进行压力和温度的提升，就会导致褐煤因热分解，并且导致褐煤处理成本过高。

2.蒸发换热干燥技术

在褐煤干燥处理方面，蒸发换热干燥技术得到了广泛应用。按照干燥介质种类，可以将蒸发换热干燥技术划分成热蒸汽干燥法和烟气干燥法。就目前来看，滚筒式干燥技术、流化床干燥技术和蒸汽空气联合干燥技术都是具有一定代表性的蒸发换热干燥技术。使用该技术，褐煤的干燥热量主要来自于热风、饱和蒸汽或热烟气，使用的干燥器则可以为循环硫化床、振动床和移动床等等。使用流化床进行褐煤干燥，可以使褐煤在干燥器内停留较长时间，但是也容易导致干燥后的褐煤与氧气接触，继而导致褐煤自燃或爆炸。而典型的流化床干燥技术需要使用蒸汽进行褐煤的干燥，所以蒸汽不仅仅是硫化介质，同时也是干燥介质。在蒸汽完成褐煤中蒸发出的水分的吸收后，会有一部分蒸汽被导回干燥剂使用。使用移动床和振动床进行褐煤干燥，则能够降低褐煤爆炸风险，但是需要进行褐煤停留时间的严格控制。从总体上来看，使用蒸汽干燥技术能够进行大多数褐煤的干燥，但是也将产生较高的费用。此外，褐煤中含有的一些有机成分也容易与高温蒸汽发生反应，继而将导致褐煤的质量受到影响。因此，使用蒸发换热干燥技术还要尽量使用干燥的介质，所以其产生的费用也较多。

3.非蒸发换热干燥技术

使用非蒸发换热干燥技术进行褐煤处理，需要使褐煤在一定温度和压力条件下出现物理和化学结构的变化。使用该技术，能够使褐煤的部分含氧官能团得到脱除，并且降低褐煤的含水量。而由于褐煤的亲水性会有所下降，所以褐煤会因为收缩变得更加致密。使用非蒸发干燥技术，不需要提供水的蒸发潜热。在工艺生产中，热源为过热蒸汽，温度约为235℃。而为了避免水分被汽化，则需要将压力控制在3MPa左右。使用非蒸发换热技术，需要将水在液态下移除，并且进行废热蒸汽的分级使用。所以，该技术的使用，能够使热能得到回收利用，消耗的能源较少。但是，使用该技术很难进行褐煤中绝大多数水分的脱除，处理完的褐煤的含水量将达到23%。

二、褐煤干燥提质技术在燃煤锅炉烟气余热回收中的应用

1.技术的应用原理

在实现褐煤干燥提质的过程中，使用的干燥技术大多存在设备大型化和安全性不足的问题。而在燃煤锅炉烟气余热回收系统中进行该技术的应用，则可以利用锅炉烟气提供干燥热源，从而以低温热烟气为干燥介质实现褐煤干燥。与此同时，由于能够实现烟气余热的有效利用，所以也能够节省燃煤锅炉运行成本，并且确保褐煤干燥提质过程的稳定运行。但在实际应用操作的过程中，还要合理进行褐煤干燥提质技术的选取。一方面，需要确保褐煤的脱水温度适宜，以免褐煤干燥过程中产生过多的热解气和液态焦油物质。所以，还要选取能够进行烟气温度有效控制的回收技术，以确保褐煤干燥质量。另一方面，需要实现上下工艺的有效衔接。具体来讲，就是需要尽量缩短回收应用渠道，以便缩短上下游之间的空间距离，继而使褐煤干燥和烟气余热回收的成本得到有效降低。

2.干燥技术的选取

通过分析可以发现，使用回转式干燥技术将导致上下游工艺衔接受制于回转窑直径，从而不利于降低烟气回收成本。使用流化床干燥技术，则将受制于内部阻力和内部构件，以至于无法满足褐煤的大规模处理要求。而通过综合对比分析，则提出了水平移动床褐煤干燥处理技术。该技术的应用，可以使系统具有较好的可控性，并且能够使系统长度、宽度得到大幅度增加，从而满足褐煤的大规模处理需求。使用该技术进行褐煤干燥时，如果褐煤进入到温和的热解提质状态，部分褐煤则将得到热解，并且转变成含有半焦的固体产物，所以能够使固体产物在运输过程中自燃倾向得到预防。而在燃煤锅炉烟气余热回收工艺中应用该技术时，还要对不同反应器类型和不同干燥介质进行比较，以便实现技术的产业化和大型化发展。

3.余热回收与褐煤干燥工艺

使用水平移动床褐煤干燥技术进行燃煤锅炉烟气余热回收利用时，使用的干燥介质将为热烟气。整个干燥过程及干燥后部分热解质过程，都需要大颗粒褐煤以恒定速度通过移动床。而移动床上需要采取底部布风，以便为褐煤提供热量。采取该工艺技术，能够获得高发热量的褐煤提质产品。从工艺布局上来看，需要将水平移动床布置在静电除尘器后面，以便使烟气中的灰含量得到减少。而采取该种布置形式，也能够避免干燥后的褐煤受到烟气灰含量的影响。为满足褐煤的大规模生产需求，还需要进行多层水平移动床结构的布置。采取该种结构，不仅能够使干燥装置的占地面积得到减少，还能够充分进行燃煤锅炉烟气余热的利用。此外，采取该种结构，也能够使干燥后的褐煤得到就地利用。

需要注意的是，如果干燥后的褐煤需要经过长途运输，就需要采取相应的措施方式防止褐煤含水量过低。此时，可以进行褐煤自燃的临界含水量的确定，然后再对干燥褐煤的水分复吸平衡水含量进行考虑，以便使干燥褐煤的目标水量得到确定。在此基础上，则可以通过控制水平移动床内的物料移动速度进行目标水量的控制，从而使褐煤干燥后的水分得到合理控制。此外，实现褐煤干燥后，烟气余热将被褐煤吸收，所以此时烟气如果仍然在水平移动床内，其温度就会低于露点温度。针对这一问题，还要采取分室供风的方式使该区域的供风量得到提高，从而使完成余热回收的烟气尽快离开移动床内。而采取该种处理方式，也能够使褐煤的防腐要求得到满足。

使用水平移动床进行烟气余热回收和褐煤干燥提质，能够在一定程度上避免褐煤颗粒出现干燥破碎问题。但是，由于褐煤颗粒的干燥破碎问题难以被杜绝，所以还会有一定量的褐煤细粉将随着烟气排到装置之外。如果不进行这些细粉的处理，就会导致其进入到湿法脱硫装置中，继而使这些颗粒与脱硫副产物混合在一起。因此，针对这一问题，还要使用湿式静电除尘器或布袋式除尘器进行烟气中的细煤粉的脱除。

4.工艺技术的应用效果

将该种褐煤干燥提质技术应用在一台600MW亚临界锅炉机组中可以发现，该机组每天能够为褐煤干燥装置提供6．36*104t的烟气。实际进行褐煤干燥时，需要将烟气速度控制为2m/s，风煤质量比则为11．28。经过统计发现，利用该工艺可以每天完成5638t褐煤的处理，能够得到4467t褐煤干燥提质产物，其水含量约为10．98%。而标准煤的发热量为7000kcal/kg，所以相当于每天能够进行2987t标准煤的生产。分析该锅炉的供电煤耗可以发现，其每天将消耗的标准煤量为4651t。因此，将褐煤干燥提质技术应用在燃煤锅炉余热回收中，可以提供锅炉64．23%的煤耗。

结论

总而言之，在燃煤锅炉烟气余热回收中进行褐煤干燥技术的应用，能够实现燃煤锅炉生产和褐煤干燥生产的节能减排设计。通过合理进行工艺装置和工艺配风布置，就能够实现对褐煤产物水分的有效控制，从而在充分利用烟气余热的同时，得到高质量的干燥褐煤。因此，相信随着相关技术的发展，燃煤锅炉烟气余热回收与褐煤干燥工艺结合将能为燃煤企业带来更多的经济效益，从而引起燃煤企业的高度重视。

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Drying lignite and its application for waste heat recovery of flue gas of coal-fired boiler

Chu jian
（New building materials design and Research Institute,Zhejiang Hangzhou ,310000）

in the practical application of lignite drying and upgrading technology, there has been a safety, economy and large-scale production problem. The application of lignite drying and upgrading technology in coal-f red boiler f ue gas waste heat recovery, it is possible to solve these problems to a certain extent. Based on this understanding, this paper of lignite drying and upgrading technology expansion based on the analysis, on the application of the technology in coalf red boiler f ue gas waste heat recovery was studied. So as to provide reference for interested in this topic.

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