褐煤干燥技術(shù)有高溫煙氣干燥、水蒸氣干燥、機械熱擠壓(MTE)技術(shù)等。高溫煙氣干燥的使用相對成熟,其中滾筒干燥(褐煤烘干機)為國內(nèi)多采用的典型技術(shù)。
機械脫水技術(shù)在選煤廠已廣泛應(yīng)用,但其處理能力和脫水效率尚難達到褐煤脫水的要求。
蒸發(fā)脫水技術(shù)可以降低褐煤的水分,提高褐煤的熱值,但簡單的蒸發(fā)脫水難以改變褐煤的物理化學(xué)結(jié)構(gòu),不能解決易自燃和重新吸水等問題,可以作為進一步熱解前脫水技術(shù)使用。
非蒸發(fā)脫水技術(shù)是將褐煤與高溫高壓水蒸氣直接接觸,使水分呈液態(tài)脫出,不需要蒸發(fā)潛熱,熱效率高。褐煤受高溫高壓作用的影響,其組成和性質(zhì)會發(fā)生相應(yīng)的變化,變化趨勢類似于煤化程度的增強。目前很多國家包括日本,德國和美國都在開發(fā)非蒸發(fā)干燥脫水技術(shù)。
滾筒干燥技術(shù)
原煤倉中的原煤(常溫)通過給料機進入褐煤烘干機的滾筒,在干燥滾筒入口與熱風爐提供的煙氣混合(約650℃)。在轉(zhuǎn)動的滾筒內(nèi),滾筒壁上的揚料板使物料在干燥筒體內(nèi)行程穩(wěn)定,形成全斷面料幕,使煙氣與原煤充分交換熱量,交換時間在25-35分鐘左右。滾筒末端的干燥煤溫度上升為 60℃,煙氣溫度下降到120℃左右。
特點:該技術(shù)可以將褐煤水分降至12-15%左右,脫水率高,運行成本低,熱值提升至4500大卡以上,投資小見效快。
蒸汽筒式干燥技術(shù)
該技術(shù)的干燥介質(zhì)為飽和蒸汽(壓力為0.15-0.55 MPa),采用間接加熱。
常壓下用低壓蒸汽通過管式干燥器將煤(粒度<3mm)加熱到大約100℃,使水分蒸發(fā),并和煤一起進入干燥器的空氣作為脫水介質(zhì),通過除塵器將煤粉分離,部分空氣經(jīng)壓縮進入干燥器循環(huán),部分排入大氣。
特點:生產(chǎn)不連續(xù),投資成本比較大,安全性較高。
直接加熱干燥脫水方法——流化床干燥技術(shù)
利用成熟的流化技術(shù)干燥褐煤,可以提高效率和處理能力,但要求原煤粒度均勻。在流化床干燥器內(nèi),過熱蒸汽將褐煤流從干燥器的底部吹向沸騰床上部從而產(chǎn)生流化現(xiàn)象。流化床中的蒸汽吸收褐煤原煤中蒸發(fā)出的水分,原煤從干燥器的上部輸入,經(jīng)過旋風分離機,蒸汽再被部分導(dǎo)回到干燥器。
特點:投資成本高,對褐煤顆粒度要求高,運行成本較高。
非蒸發(fā)脫水方法——熱壓脫水工藝
將褐煤加熱到不大于220℃的條件下,通過機械擠壓將水脫出。由于熱壓脫水是在熱和機械力共同作用下,將褐煤中水分以液態(tài)形式脫除,可以大幅降低能耗。為了使干燥介質(zhì)均勻分布在煤層中,原煤必須用壓盤稍微預(yù)壓一下。預(yù)壓時,熱水從壓盤里的噴灑系統(tǒng)均勻地分布在煤層表面。在飽和蒸汽壓力下,水進入壓力室,熱水經(jīng)過煤層并且向煤釋放所有的熱量,然后用蒸汽加熱并使煤中的水分部分從煤層中脫離出來。最后再經(jīng)機械壓力和進一步閃蒸過程,脫除大部分水分。目前這種裝置已在澳大利亞一電廠建一套 25t/h 的中試裝置,裝置運行狀況良好,技術(shù)基本成熟。
特點:投資大,工藝過程長,控制困難。
床混式干燥技術(shù)
以流化床作為熱源,干燥機是在蒸汽環(huán)境下工作,這就有可能回收蒸汽的潛熱,將之送回干燥工序中使用,過熱蒸汽高速進入干燥管底部,從流化床分出的一股熱床料流在干燥機燃料入口前就同過熱蒸汽混合。蒸汽攜帶著燃料同床料一起經(jīng)過干燥器后進入旋風分離器,干燥燃料和床料從蒸汽流中分離后直接送往流化床鍋爐燃燒。一部分蒸汽從旋風分離器回收后被返回到干燥機的底部重新與新的床料混合。從燃料中蒸發(fā)的其它蒸汽從蒸汽循環(huán)管路中分離后被引到熱交換器,蒸汽被冷凝。此干燥機沒有運動部分和熱交換器,建造簡單。燃料中的水分不進入鍋爐,排煙熱損失減少,煙道可以小型化,降低了鍋爐的投資和規(guī)模。
特點:對褐煤顆粒度要求高,篩下粉煤不易處理,成本相應(yīng)提高,機械運動設(shè)備少。
混流干燥脫水方法
濕物料從頂部進入振動混流干燥器后,在多層干燥床作用下分散形成物料長龍,一部分粒度小于床孔的細物料穿過床孔垂直下落,大部分粗粒物料形成振動疏松料層沿床面水平移動,移至端部灑落到下一層干燥床上。低溫大風量熱氣流分為垂直氣流和水平氣流,分別從垂直和水平兩個方向充分的、高強度的接觸物料干燥。在干燥器內(nèi)有垂直和水平流動的物料,也有熱風與物料之間垂直方向和水平方向的逆流,形成特有的混流干燥作用。大部分物料從干燥器的底部輸出,極小部分細物料隨氣流進入除塵器,除塵器分離出的物料作為產(chǎn)品回收。該技術(shù)可脫去褐煤水分10%左右,熱值提升至3500大卡左右,單臺設(shè)備干燥能力較大,可以達到300萬噸/年,但脫水率低。
特點:投資較高,單臺設(shè)備干燥能力大,脫水率低,篩孔易堵塞,熱交換效率低。
過熱蒸汽干燥工藝
SFCU是利用褐煤內(nèi)水分蒸發(fā)所形成的過熱蒸汽為與褐煤接觸的流化介質(zhì),通過再生器或流化床內(nèi)置換熱器間接提供干燥所需要的能量,可以回收全部干燥所供給的熱量,蒸汽消耗只有常規(guī)間接蒸汽回轉(zhuǎn)干燥機的20%。德國RWE公司已在德國建成3套過熱蒸汽干燥技術(shù)裝置,最大脫水能力達到110t/h。
特點:過熱蒸汽熱源系統(tǒng)建造投資成本高,適合大規(guī)模使用。
