專利名稱：褐煤干燥設備及方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及干燥技術(shù)，尤其涉及一種褐煤的干燥設備和方法。
背景技術(shù)：
褐煤是煤化程度最低的煤，因外表呈褐色或暗褐色而得名。全世界的褐煤地質(zhì)儲 量約為4萬億噸，占全球煤炭儲量的40%。我國褐煤資源豐富，據(jù)20世紀末的統(tǒng)計，全國已 有探明褐煤保有儲量1300億噸，占全國煤炭總儲量的13%左右。我國目前已探明的褐煤保 有儲量中，以內(nèi)蒙古東北部地區(qū)占有量最多，約占全國褐煤保有儲量的3 / 4;以云南省為 主的西南地區(qū)的褐煤儲量約占全國的1 / 5;東北，華東和中南地區(qū)的褐煤占全國的5%左 右。褐煤是一種高揮發(fā)分、高水分、高灰分、低熱值、低灰熔點的劣質(zhì)燃料。影響褐煤利用最 主要的因素是含水量較高，對其加工利用之前必須進行干燥處理。目前工業(yè)上現(xiàn)有主要的褐煤干燥方法主要有蒸汽管式干燥法(例如 CN101498546),煙氣干燥法(例如CN101294765A)和蒸汽流化床式干燥法(例如 CN101581533A)。其中蒸汽管式干燥法是一種以過熱蒸汽為加熱介質(zhì)的間接加熱的熱法干 燥。該方法為目前工業(yè)應用最為成熟的褐煤干燥方法，但此法能耗高，尾氣排量大。煙氣干 燥是利用高溫煙氣與褐煤直接換熱，從而讓煤中水分蒸發(fā)，此法溫度較高，危險性大。蒸汽 流化床式干燥法是讓煤在流化狀態(tài)下通過與過熱蒸汽直接換熱，達到干燥效果，并回收蒸 汽廢熱。此法系統(tǒng)較為復雜，其中涉及到的蒸汽壓縮機(熱泵)的制造較為困難，在國內(nèi)尚無 應用先例。因此，本領域中需要一種能耗低、無危險性、生產(chǎn)實施簡單且成本低廉的褐煤干燥 方法和設備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明創(chuàng)造性地提出了一種使用自然通風干燥褐煤的思路，該發(fā)明可以避免現(xiàn)有 干燥方法能耗高、排放量大、危險性高和系統(tǒng)復雜等諸多弊端，并經(jīng)實驗論證了其可行性、 經(jīng)濟性和可靠性，特別是在我國北方年平均濕度較低的地區(qū)，例如內(nèi)蒙古，該發(fā)明有極強的
i^J"^ 眉、ο本發(fā)明褐煤干燥設備包括干燥機和鼓風機，鼓風機將空氣鼓入干燥機形成氣流， 對干燥機內(nèi)的褐煤原料進行干燥。優(yōu)選地，本發(fā)明的褐煤干燥設備還包括進煤和破碎系統(tǒng)，所述進煤和破碎系統(tǒng)包 括褐煤來源；破碎來自褐煤來源地的褐煤原料的細碎機；和將細碎后的褐煤原料輸送至 干燥機的螺旋輸送機，其中所述褐煤來源地可以是褐煤開采現(xiàn)場或褐煤儲倉。優(yōu)選地，本發(fā)明的褐煤干燥設備還包括干煤儲存系統(tǒng)，所述干煤儲存系統(tǒng)包括干 煤倉進料閥和干煤倉，經(jīng)干燥機干燥后的褐煤通過干煤倉進料閥進入干煤倉。優(yōu)選地，本發(fā)明的褐煤干燥設備還包括過濾器，用于過濾穿過干燥機的氣流中攜 帶的煤粉；引風機，用于將引導氣流穿過過濾器并排向大氣；過濾器卸料閥，用于排出過濾器中過濾出的煤粉；和刮板輸送機，將通過過濾器卸料閥的煤粉輸送至干煤倉。 優(yōu)選地，所述干燥機的內(nèi)部設置有帶孔的褐煤傳送帶，被鼓風機鼓入的氣流由所
述褐煤傳送帶下方穿過該褐煤傳送帶。 優(yōu)選地，本發(fā)明的褐煤干燥設備還包括控制系統(tǒng)設置在鼓風機進風口處的濕度傳 感器，其中控制系統(tǒng)根據(jù)所述濕度傳感器檢測到的濕度值，確定褐煤干燥系統(tǒng)的運行或停止。優(yōu)選地，本發(fā)明的褐煤干燥系統(tǒng)還包括伴熱系統(tǒng)和溫度傳感器，當溫度傳感器監(jiān) 測到的溫度低于某一設定值時，所述控制系統(tǒng)自動啟動伴熱系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)根據(jù)所述褐煤傳送帶運轉(zhuǎn)一周所需的時間確定褐煤干燥系 統(tǒng)每個運行周期的持續(xù)時間。本發(fā)明的褐煤干燥方法為使環(huán)境空氣形成氣流，對褐煤原料進行干燥。優(yōu)選地，本發(fā)明的方法包括以下步驟氣流形成步驟，使空氣形成氣流；褐煤鋪設 步驟，將褐煤鋪設在帶孔的傳送帶上；和傳質(zhì)干燥步驟，使氣流從傳送帶的下方穿過所述傳
市ο優(yōu)選地，本發(fā)明的方法還包括以下步驟煤粉過濾步驟，將穿過所述傳送帶的氣流 中攜帶煤粉過濾出來；和煤粉輸送步驟，將過濾出的煤粉輸送到干煤倉。優(yōu)選地，本發(fā)明的方法還包括環(huán)境濕度檢測步驟，在所述環(huán)境濕度檢測步驟中，根 據(jù)檢測到的環(huán)境濕度，確定褐煤干燥程序的運行或停止。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法，當環(huán)境濕度低于第一濕度時，啟動褐煤干燥程序；當 環(huán)境濕度高于第二濕度時，停止褐煤干燥程序；其中所述第一濕度與第二濕度相等或不相寸。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法，還包括環(huán)境溫度檢測步驟，在該環(huán)境溫度檢測步驟 中，根據(jù)檢測到的環(huán)境溫度，確定是否啟動干燥機的伴熱系統(tǒng)。優(yōu)選地，本發(fā)明的方法還包括根據(jù)所述傳送帶運轉(zhuǎn)一周所需的時間，確定每個干 燥作業(yè)周期的持續(xù)時間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為
1、現(xiàn)有褐煤干燥基本原理大都屬于熱法干燥，通過加熱褐煤使其中水分蒸發(fā)出去，從 而達到干燥的目的。本發(fā)明的通風法，其基本原理是利用濃度梯度讓覆蓋在原煤表面及孔 隙中的水分子擴散到氣流中去。具體方法是通過風機向煤層中吹入空氣，在空氣穿過煤層 的過程中同時帶走水分。本法完全省去了加熱所需能量，蒸發(fā)單位水量所耗能量約為煙氣 干燥和蒸汽管式干燥的1/10，為蒸汽流化床干燥的1/2。2、本發(fā)明整個系統(tǒng)的運行溫度為常溫，褐煤不會有燃燒或爆炸的危險。3、由于褐煤干燥之前水分高、粘度大，它的破碎難度也大，相對于蒸汽流化床干燥 方法的褐煤破碎程度一般小于3mm而言，本發(fā)明進入干燥機的褐煤粒度為<6mm，大大節(jié)約 了破碎的能耗和投資。4、本發(fā)明所涉及的到的設備均為工業(yè)上應用廣泛的成熟設備，整個工藝流程較為 簡單，不設循環(huán)回路，適合工業(yè)推廣應用。5、本發(fā)明排放量小，綠色環(huán)保。空氣穿過煤層之后夾帶著從褐煤中揮發(fā)出來水蒸 氣和部分褐煤細粉，再經(jīng)過過濾器的過濾，褐煤細粉被過濾下來，余下氣體排走，這部分排放氣體主要成分為空氣，只是相對濕度大于環(huán)境空氣。6、本發(fā)明根據(jù)溫度和濕度對干燥系統(tǒng)進行控制，保障干燥能夠在各種溫度下順利 的進行和根據(jù)濕度狀況有條件的進行。


圖1是本發(fā)明的褐煤通風干燥法的工藝流程圖，其中
1.原煤儲倉；2.細碎機；3.螺旋輸送機；4.干燥機進料閥；5.干燥機；6.鼓風機；7.干 燥機出料閥；8.過濾器；9.引風機；10.過濾器卸料閥；11.刮板輸送機；12.干煤倉進料 閥；13.干煤倉。
具體實施例方式圖1示出了本發(fā)明的工藝流程，以及其一種具體的實施方式。如圖所示，本發(fā)明的 褐煤通風干燥法所涉及的設備包括原煤儲倉1、細碎機2、螺旋輸送機3、干燥機進料閥4、干 燥機5、鼓風機6、干燥機出料閥7、過濾器8、引風機9、過濾器卸料閥10、刮板輸送機11、干 煤倉進料閥12、干煤倉13。煤儲倉1、細碎機2、螺旋輸送機3組成進煤及破碎系統(tǒng)，干燥機進料閥4、干燥機 5、鼓風機6、干燥機出料閥7、過濾器8、引風機9、過濾器卸料閥10、刮板輸送機11組成干燥 及過濾系統(tǒng)，干煤倉進料閥12、干煤倉13為干煤儲存系統(tǒng)。本發(fā)明的基本工藝流程如下開采出的褐煤存放在原煤儲倉1中，從原煤儲倉1中 取出的褐煤原料經(jīng)過細碎機2破碎至6mm以下，再由螺旋輸送機3經(jīng)過干燥機進料閥4送 入干燥機5。鼓風機6吹入的空氣也進入干燥機5，使褐煤在干燥機5中被干燥。在干燥機 5中干燥之后的褐煤經(jīng)過干燥機出料閥7和干煤倉進料閥12最終儲存至干煤倉13。下面將根據(jù)上述工藝流程對本發(fā)明的干燥設備和方法進行詳細的說明。首先，煤儲倉1、細碎機2和螺旋輸送機3都不是必須的，可根據(jù)實際工況的需要來 確定。例如，褐煤原料也可被開采出來之后，直接通過輸送設備(例如輸送帶)直接運輸?shù)礁?燥機進料閥4，從而省去了原煤儲倉1。或者如果開采出來的或購買到的褐煤已經(jīng)預先進行 過破碎，其煤塊尺寸符合預定的要求，則無需進行破碎。同樣，螺旋輸送機3只是一種輸送 機的形式而已，根據(jù)工廠占地情況，也可以采用其他形式。由于褐煤干燥之前水分高、粘度大，它的破碎難度也大，相對于蒸汽流化床干燥方 法的褐煤破碎程度一般小于3mm而言，本發(fā)明進入干燥機的褐煤粒度可以被設定為<6mm， 從而大大節(jié)約了破碎的能耗和投資。優(yōu)選地，本發(fā)明的干燥機5為帶式干燥機。具體而言，優(yōu)選地，本發(fā)明的干燥機5 可包括殼體和位于殼體內(nèi)的傳送帶。干燥機5的殼體包括連接褐煤進料閥4的入口和連接 干燥機出料閥7的出口。干燥機5還包括位于殼體下方的若干氣流入口和位于殼體上方的 氣流出口。所述傳送帶為帶孔的傳送帶，褐煤在該傳送帶上運輸?shù)倪^程中被鼓風機6所吹入 的空氣從殼體底部的氣流入口進入，穿過所述帶孔的傳送帶，發(fā)生傳質(zhì)現(xiàn)象，以液態(tài)形式存 在于褐煤表面的水分將揮發(fā)到氣流中，并隨著氣流從氣流出口排出干燥機5，從而達到干燥 的目的。
從干燥機5出口處輸送出的干燥后的褐煤通過干燥機出料閥7和干煤倉進料閥12 最終儲存至干煤倉13。穿過傳送帶上的煤層的氣流通過所述氣流出口和相應的氣流通道進 入過濾器8，其所夾帶的細小煤粉被過濾下來，通過過濾器卸料閥10送至刮板輸送機11，最 后進入干煤倉13。其余空氣在引風機9的作用下直接排入大氣。本發(fā)明的干燥系統(tǒng)可采用間歇工作模式，配套全自動控制系統(tǒng)，通過監(jiān)測環(huán)境的 相對濕度，相應調(diào)節(jié)干燥機運轉(zhuǎn)能力。例如，可以根據(jù)環(huán)境濕度設置一個運行/停止判斷 點。在環(huán)境相對濕度為80%及以下時啟動干燥系統(tǒng)，當環(huán)境濕度為80%以上時則系統(tǒng)停止 運行。此外，也可為運行設定一個濕度區(qū)間，例如當環(huán)境濕度為50%及以下時啟動干燥系 統(tǒng)，當環(huán)境濕度提高到80%及以上時，系統(tǒng)停止運行；當環(huán)境濕度再次降低了 50%及以下時， 系統(tǒng)再次啟動，如此循環(huán)。此外，本發(fā)明的干燥系統(tǒng)還可以優(yōu)選地設置伴熱系統(tǒng)，當監(jiān)測到環(huán)境溫度下降到 某一設定溫度數(shù)值時，可使伴熱系統(tǒng)啟動，為干燥系統(tǒng)提供伴熱，以保證干燥的順利進行。 由于飽和蒸汽壓力隨著溫度的下降而降低，從而導致水蒸汽不易揮發(fā)到周圍的空氣中。例 如，所述設定溫度可以被設定為攝氏15度(或根據(jù)需要設置其他可選擇的溫度)，當溫度低 于攝氏15度以下時，開啟所述伴熱系統(tǒng)。關于濕度和溫度的測量，可以在鼓風機6入口和引風機9出口處設置濕度和溫度 傳感器，以實時地監(jiān)控溫度和濕度的變化。例如，前述環(huán)境濕度80%和環(huán)境溫度15攝氏度 可以是鼓風機6入口處的環(huán)境濕度?；蛘呖梢愿鶕?jù)干燥機5內(nèi)輸送帶運轉(zhuǎn)一周所用時間來設定每個干燥周期的時間， 以提高干燥效果。例如，如果干燥機5內(nèi)輸送帶運轉(zhuǎn)一周的時間為30分鐘，則將每個干燥 周期設定為30分鐘，這段時間用本發(fā)明的方法的干燥效率最高。 此外，干燥機5入口處設有布煤機構(gòu)，褐煤經(jīng)過干燥機進料閥4進入干燥機后被均 勻分布到干燥機5的傳送帶上，通常可使煤層厚度為設定為30mm左右，經(jīng)實驗確認，在此厚 度下可以獲得最佳的干燥效果。
權(quán)利要求
1.一種褐煤干燥設備，其包括干燥機(5)，鼓風機(6)，其特征在于鼓風機(6)將空 氣鼓入干燥機(5)形成氣流，對干燥機(5)內(nèi)的褐煤原料進行干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的褐煤干燥設備，還包括進煤和破碎系統(tǒng)，所述進煤和破碎系 統(tǒng)包括褐煤來源；破碎來自褐煤來源地的褐煤原料的細碎機(2)；和將細碎后的褐煤原料 輸送至干燥機(5)的螺旋輸送機(3)，其中所述褐煤來源地可以是褐煤開采現(xiàn)場或褐煤儲 倉(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的褐煤干燥設備，還包括干煤儲存系統(tǒng)，所述干煤儲存系統(tǒng)包 括干煤倉進料閥(12 )和干煤倉(13 )，經(jīng)干燥機(5 )干燥后的褐煤通過干煤倉進料閥(12 ) 進入干煤倉(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的褐煤干燥設備，還包括 過濾器(8)，用于過濾穿過干燥機(5)的氣流中攜帶的煤粉； 引風機(9)，用于將引導氣流穿過過濾器(8)并排向大氣； 過濾器卸料閥(10)，用于排出過濾器(8)中過濾出的煤粉；和刮板輸送機(11)，將通過過濾器卸料閥(10 )的煤粉輸送至干煤倉(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的褐煤干燥設備，其特征在于所述干燥機(5)包括 殼體和位于殼體內(nèi)部的帶孔的褐煤傳送帶，被鼓風機(6)鼓入的氣流由所述褐煤傳送帶下 方穿過該褐煤傳送帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的褐煤干燥設備，還包括控制系統(tǒng)和濕度傳感器，其中控制系 統(tǒng)根據(jù)所述濕度傳感器檢測到的濕度值，確定褐煤干燥系統(tǒng)的運行或停止。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的褐煤干燥設備，還包括伴熱系統(tǒng)和溫度傳感器，當溫度傳感 器監(jiān)測到的溫度低于某一設定值時，所述控制系統(tǒng)自動啟動伴熱系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的褐煤干燥設備，所述控制系統(tǒng)根據(jù)所述褐煤傳送帶運轉(zhuǎn) 一周所需的時間確定褐煤干燥系統(tǒng)每個運行周期的持續(xù)時間。
9.一種褐煤干燥方法，其特征在于使環(huán)境空氣形成氣流，對褐煤原料進行干燥。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括以下步驟 氣流形成步驟，使空氣形成氣流；褐煤鋪設步驟，將褐煤鋪設干燥機(5)中帶孔的傳送帶上；和 傳質(zhì)干燥步驟，使氣流從所述帶空的傳送帶下方穿過該傳送帶。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括以下步驟煤粉過濾步驟，將穿過所述傳送帶的氣流中攜帶煤粉過濾出來； 煤粉輸送步驟，將過濾出的煤粉輸送到干煤倉。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，還包括環(huán)境濕度檢測步驟，在所述環(huán)境濕度檢 測步驟中，根據(jù)檢測到的環(huán)境濕度，確定褐煤干燥程序的運行或停止。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于 當環(huán)境濕度低于第一濕度時，啟動褐煤干燥程序； 當環(huán)境濕度高于第二濕度時，停止褐煤干燥程序； 其中所述第一濕度與第二濕度相等或不相等。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述方法，還包括環(huán)境溫度檢測步驟，在該環(huán)境溫度檢測步 驟中，根據(jù)檢測到的環(huán)境溫度，確定是否啟動干燥機(5)的伴熱系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，還包括根據(jù)所述傳送帶運轉(zhuǎn)一周所需的時 間，確定每個干燥作業(yè)周期的持續(xù)時間。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種褐煤干燥的工藝方法及其所使用的設備。本發(fā)明的基本原理是利用濃度梯度讓覆蓋在原煤表面的水分子擴散到氣流中去。其基本方法是通過風機向煤層中吹入空氣，在空氣穿過煤層的過程中同時帶走水分。
文檔編號F26B25/00GK102072631SQ201010610960
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者孫慶君, 殷雨田, 王守杰, 王明坤, 甘曉雁, 章剛, 馬超 申請人:北京航天萬源煤化工工程技術(shù)有限公司