某褐煤干燥系统工艺设计研究

何丽霞

【摘 要】介绍了对某火电厂褐煤干燥系统的规模、工艺的选择、工艺流程的制定和主要设备的选型。

【关键词】褐煤干燥；滚筒干燥机

1 概况

随着煤炭企业整体技术装备水平的不断提高，煤炭脱水问题正日益得到广泛重视。通过火力干燥的方式对煤炭产品进行深度脱水处理，这样可以有效提高其发热量指标及储装运性能，使之各项指标满足用户对煤的要求，而且具有明显的经济效益、环境效益和社会效益。

某火电厂干燥车间通过干燥褐煤作业，使褐煤水分符合产品水分要求。干燥煤种为0～50mm的褐煤，入料水份为38%，干燥后产品水分为28%，处理能力40t/h。工作制度按24h/d计算。

2 干燥工艺的选择

制定干燥系统的工艺流程需认真贯彻煤炭工业的规程规范，提高投资效益；积极吸收国内外干燥车间设计的长处，优化工艺方案；力求做到技术与装备先进、适用、可靠。此外，还需遵循以下基本原则：

1）采用新工艺与新设备，提高作业效率；

2）采取有效的生产组织、劳动安全与环境保护措施；

3）充分结合各不稳定因素，考虑必要的不均衡系数后进行设备合理选型；

4）干燥机的设计，确保对褐煤的适应性强，不沾粘筒体内壁且高效节能；

5）注重选用性能先进、工作可靠、操作方便的新型、高效、节能型设备；

6）还充分考虑机电设备检修的需要，配备必要的检修设备。

2.1 干燥工艺系统构成

煤泥干燥系统主要由以下6部分组成：

1）入料系统：原料煤由原有破碎机破碎后落到原煤入干燥车间带式输送机上，经带式输送机机头溜槽给入原煤缓冲仓，进而进入干燥脱水系统；

2）供热系统：热风炉系统确保向干燥系统提供稳定的高温热介质；

3）干燥脱水系统：选用给料密封螺旋给料机、滚筒干燥机、密封排料罩等设备，完成高水分物料与高温热介质的质热交换；

4）环保除尘系统：选用旋风除尘器、引风机、二道湿式除尘器等设备回收干燥产品中的微细颗粒，同时实现尾气达标排放。

5）配电测控系统：成套配电装置、测控操作台、就地箱、电动执行器等电气设备实现干燥系统集中或就地自动控制。

6）产品运输系统：选用胶带运输机将干后产品运输运出车间外，在车间外通过转载带式输送机将干燥后的褐煤运至储煤厂。

2.2 工艺流程

制定干燥系统的工艺流程需认真贯彻煤炭工业的规程规范，提高投资效益；积极吸收国内外干燥车间设计的长处，优化工艺方案；力求做到技术与装备先进、适用、可靠，此外，还需遵循以下基本原则。

1）与厂区的生产组织和管理相适应；

2）采用有效的生产组织、劳动安全与环境保护措施；

3）采用新工艺与新设备，提高作业效率。

4）考虑必要的不均衡系数后进行设备合理选型；

5）滚筒干燥机的设计，确保对褐煤的适应性强；

2.2.1 干燥工艺流程简述

所需干燥的褐煤经破碎机破碎后给到入干燥车间的带式输送机上，再经机头溜槽进入缓冲仓，仓下设密封给料机，通过给料机进入干燥机内，在干燥机内完成热交换干燥过程后由排料罩排入密封式产品出厂胶带输送机。

干燥褐煤所用的热介质（或称热烟气）在炉内制备，产生热烟气到滚筒干燥机内加热湿煤并蒸发吸收水分后，经排料罩、风管进入一次旋风除尘器进行粉煤回收，初步净化后的气体再经风管由引风机通过风管送至湿式除尘器进一步净化，最后洁净的废气由排气烟囱排入大气。由一级旋风除尘器收集下来的细煤粉经双层锁风阀、螺旋输送机送到产品出厂带式输送机掺入干后产品。二级湿式除尘器所排黑水入循环水池，循环水泵出口装两个阀门，一个连接湿式除尘器补水管道，一个连接回沉淀池的管道。设有两个沉淀池，煤泥水经二级沉淀后由潜水泵将清水抽出至循环水池，沉淀后的煤泥由抓斗起重机抓出沉淀池。

3 主要工艺设备选型

1）滚筒干燥机

干燥系统主机选择Φ2.4×22m滚筒干燥机，其工作原理为：褐煤进入滚筒干燥机后由螺旋大倾角导料板（1区间）将其迅速导向倾斜扬料板（2区间），并随滚筒的转动和筒体的倾斜度，被自筒底提至筒顶而落下，形成“料幕”，高温烟气从中穿过使湿煤预热并蒸发部分水分，当物料又被提起、洒落重复几次后，移动到活动蓖条式翼板（3区间）段，预热过的活动蓖条式翼板夹带物料提起洒落重复多次，与物料形成传导和对流质热交换，随滚筒的转动，物料又被提起、洒落，再次与烟气进行较为充分的质热交换。物料中的水分也就不断被蒸发，当物料移动到第五区间时，一部分物料已经干燥便从扬料板蓖条的间隙漏下，不再参与提升，另一种湿的物料仍然留在扬料板圆弧内，被提升、洒落、破碎、干燥。物料到达第六区间时，物料与烟气基本完成质热交换，物料成为干后产品，烟气成为废气，为减少扬尘，第六区间不设扬料板，使物料滑落至排料箱，完成整个干燥过程。

此系列高效节能滚筒干燥机除独特的滤饼破碎装置和自动清扫装置外，还具有以下显著特点：

①可根据不同的物料性质（水分、灰分、粒度组成）改变运行参数，使物料在干燥机筒体内能够形成稳定的全断面料幕，质热交换更为充分；

②干燥机抗过载能力强；

③干燥机表面涂耐高温漆，防止干燥机在运行过程中受热面漆脱落；

④干燥机实现了“零水平推力”，大大减少了挡托轮的磨损，筒体运转平稳可靠；

⑤干燥机采用“调心式托轮装置”，使托轮和滚圈的配合永远呈线性接触，从而大大降低了磨损和动力损耗；

⑥干燥机采用了无动力螺旋进料，不但解决了堵料和粘结问题，同时把断续的进料变成连续的给料，而且对煤泥滤饼进行有效的破碎。

2）消烟除尘设备

本设计中干燥车间的除尘系统兼并考虑了产品的回收和干燥废气的净化。除尘系统采用三道除尘，第一道除尘采用排料罩重力沉降除尘，第二道除尘采用旋风除尘器，主要回收废气中的粗颗粒产品，第三道除尘作用湿法除尘。

二级除尘器采用螺旋顶板式旋风除尘器，此种机构的旋风除尘器消除了上灰环，使进入除尘器的含尘气体顺利地向下螺旋推进，设有细灰短路外排，其除尘效率可达85%。

三次除尘选用SCC4040型湿式除尘器。湿法除尘一直作为干燥系统废气排放的常用把关设备，在本设计中选用干燥机相配套的SCC4040型湿式过滤除尘器。除尘器采用了耐高温、耐腐蚀、耐磨损的不锈钢衬里，该除尘器是在同一塔体内将冲击水浴除尘和水膜过滤除尘串联在一起，含尘气流以一定的速度冲入水中，并以一定的气流速度返上，在水中形成鼓泡，慣性及润湿作用，将气流中的大尘粒捕集下来，然后气流再以较低速度向上通过水雾层，微小尘粒通过水雾吸附下来，含尘气流通过冲击水浴，水膜过滤等作用后，达到高效净化的目的。该除尘内加装了两道旋流板脱水装置，净化后的废气绝无“黑雨”现象。

4 结语

褐煤是泥炭成岩作用后的产物，具有水分高、挥发分高、孔隙度大、热值低、含有不同数量的腐植酸等特点。挥发分高的煤容易发生爆炸，因此本工艺需设置温度检测、压力检测，对干燥机入口温度可根据需要在炉体配套控制系统进行调节。本次设计依据褐煤的煤质特点，结合业主生产需求，确定了合理的干燥工艺，使褐煤干燥系统实现连续化、自动化和工业化。

【参考文献】

[1]尚庆雨.褐煤干燥脱水提质技术现状及发展方向[J].洁净煤技术，2014，20（6）：1-4，45.

[2]韩海涛，邹继军.褐煤干燥工艺研究[J].科技信息，2012（17）：488-489.endprint