專利名稱：控制煉焦煤濕度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制煉焦煤濕度的方法，屬于煉焦備煤技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
在煉焦煤的準(zhǔn)備過程中，常常因洗選、天氣等原因?qū)е滤葺^大，從而導(dǎo)致焦?fàn)t產(chǎn)能降低、煉焦耗熱量升高、焦炭質(zhì)量變差、蒸氨廢水量增加、對焦?fàn)t的壽命影響也較大。由于煉焦煤資源的枯竭，搗固焦?fàn)t將大量建設(shè)，搗固焦?fàn)t對煤料的水分穩(wěn)定性要求較高，為滿足生產(chǎn)需要，將煉焦煤水份穩(wěn)定控制一定的范圍，業(yè)界開發(fā)了一系列煤調(diào)濕方法(CoalMoisture Control簡稱CMC)。目前主要有三種CMC方法一是導(dǎo)熱油調(diào)濕方法，利用導(dǎo)熱油回收焦?fàn)t煙道氣的余熱和焦?fàn)t上升管的顯熱，然后，在多管回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)中導(dǎo)熱油對煤料進(jìn)行間接加熱，從而使煤料干燥，該種煤調(diào)濕系統(tǒng)流程復(fù)雜、設(shè)備龐大、操作環(huán)節(jié)多、故障率高、投資較高，現(xiàn)在已很少建設(shè)。二是蒸汽調(diào)濕方法(回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)煤調(diào)濕)，利用干熄焦蒸汽發(fā)電后的背壓汽或工廠內(nèi)的其它低壓蒸汽作為熱源，在多管回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)中，蒸汽對煤料間接加熱干燥，蒸汽煤調(diào)濕裝置設(shè)備少，流程簡單，但蒸汽消耗大，系統(tǒng)氧含量不宜控制，易發(fā)生著火事故。三是焦?fàn)t煙道氣調(diào)濕方法(流化床煤調(diào)濕)，煤料由濕煤料倉送往兩個(gè)室組成的流化床干燥機(jī)，從分布板進(jìn)入的熱風(fēng)直接與煤料接觸，對煤料進(jìn)行加熱干燥。這種調(diào)濕方式煤料與煙道廢氣直接換熱，效率高，但因有10％～30％的細(xì)煤粉被廢氣攜帶出，所以，必須設(shè)置龐大的除塵設(shè)施。
根據(jù)上述煤調(diào)濕方法存在的問題，本領(lǐng)域需要一套安全、高效、節(jié)能且投資省的煤調(diào)濕方法。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種流程簡單、設(shè)備少的煉焦煤濕度控制方法，該方法還能有效降低干燥系統(tǒng)的含氧量，保證系統(tǒng)的安全性。
本發(fā)明的技術(shù)方案為 焦?fàn)t燃燒后產(chǎn)生的廢氣直接排入大氣，廢氣中的余熱得不到利用。本發(fā)明充分利用干熄焦蒸汽發(fā)電后的背壓汽或工廠內(nèi)的其它低壓蒸汽以及焦?fàn)t廢氣。系統(tǒng)采用蒸汽進(jìn)行間接干燥的同時(shí)采用焦?fàn)t廢氣直接干燥。
具體地，控制煉焦煤濕度的裝置主要由蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)、螺旋輸送機(jī)組成。來自煤粉計(jì)量分析單元的濕煤粉經(jīng)過計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量后，在螺旋輸送機(jī)的輸送下進(jìn)入蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)的回轉(zhuǎn)筒體內(nèi)，焦?fàn)t廢氣與物料經(jīng)螺旋入口處并流進(jìn)入，從出料箱頂部排出，同時(shí)帶走干燥過程中產(chǎn)生的水蒸汽。干燥機(jī)內(nèi)的蒸汽管內(nèi)通有過熱蒸汽。該蒸汽可以是熄焦蒸汽發(fā)電后的背壓汽或工廠內(nèi)的其它低壓蒸汽。焦?fàn)t廢氣可根據(jù)系統(tǒng)需要直接從煙道引至加熱系統(tǒng)，簡單可行。
本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明采用焦?fàn)t廢氣作為系統(tǒng)載氣，帶走水汽的同時(shí)對煤料進(jìn)行直接加熱，提高了干燥機(jī)的干燥效率，同時(shí)防止干燥后的水分結(jié)露，降低系統(tǒng)氧氣含量(使系統(tǒng)含氧量穩(wěn)定的保持在13％以下)，防止系統(tǒng)著火爆炸，使系統(tǒng)運(yùn)行更安全。且蒸汽用量減少，運(yùn)行成本降低。



圖1為控制煉焦煤濕度的工藝示意圖。
其中，圖中編號表示1待干燥煤料，2螺旋給料器，3回轉(zhuǎn)干燥機(jī)，4傳動(dòng)電機(jī)，5下料口螺旋輸出器，6除塵器粉塵出口，7尾氣出口，8除塵器，9煙囪，10回轉(zhuǎn)干燥機(jī)蒸汽管，11煤料干燥腔，12焦?fàn)t廢氣入口。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。控制煉焦煤濕度的工藝及系統(tǒng)裝置示意圖見圖1。
本發(fā)明控制煉焦煤濕度方法是 一、根據(jù)需要確定干燥后的煤料的水分(搗固煉焦工藝用煤水分要求10±1％，頂裝煉焦工藝用煤水分要求根據(jù)系統(tǒng)密封能力而定一般要求6％—9％)，根據(jù)被干燥煤料流量、比熱、溫度、水分等計(jì)算干燥物料需要的絕對熱量。
二、根據(jù)蒸汽的品質(zhì)、焦?fàn)t廢氣的熱參數(shù)、傳熱管的材質(zhì)等確定所需要的熱源蒸汽和廢氣(載氣)流量。可以根據(jù)熱力學(xué)原理及相關(guān)計(jì)算公式，編制計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算。
三、干燥系統(tǒng)主要由蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)、螺旋給料器3組成。蒸汽走管內(nèi)，煤料和廢氣(載氣)走管外。
來自煤粉計(jì)量分析單元的濕煤粉經(jīng)過計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量后，均勻的加入到回轉(zhuǎn)干燥機(jī)3內(nèi)，濕煤粉在螺旋給料器2的輸送下進(jìn)入蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)3內(nèi)的煤料干燥腔11，在此煤粒與回轉(zhuǎn)干燥機(jī)內(nèi)布置的通有過熱蒸汽的蒸汽管10充分接觸干燥，物料中的濕分被不斷蒸發(fā)，物料從干燥機(jī)入口向出口方向運(yùn)動(dòng)，成為濕含量為10±1％的產(chǎn)品，產(chǎn)品從干燥機(jī)下料口5經(jīng)螺旋輸送機(jī)匯合后，輸送至煉焦工段。
干燥過程中產(chǎn)生的水蒸汽由來自焦?fàn)t的廢氣(載氣)經(jīng)尾氣出口7帶出。焦?fàn)t廢氣作為載氣能有效提高干燥機(jī)的干燥能力，防止干燥后的水分結(jié)露，降低系統(tǒng)氧氣含量，防止系統(tǒng)著火爆炸。
利用干熄焦蒸汽發(fā)電后的背壓汽或工廠內(nèi)的其它低壓蒸汽與焦?fàn)t加熱后的廢氣一起進(jìn)行裝爐煤水份控制，能有效降低干燥系統(tǒng)的含氧量，使系統(tǒng)含氧量穩(wěn)定的保持在13％以下，提高了系統(tǒng)的安全性，且對減少蒸汽用量，降低干燥成本也十分有效。這種方法的特點(diǎn)是可以根據(jù)煉焦備煤配套工藝的需要，安全、高效、低成本、低投資的將裝爐煤的水份穩(wěn)定控制在某一范圍內(nèi)，具有良好的推廣價(jià)值。
實(shí)施例1 本實(shí)施例濕煤處理能力330t/h，煤料經(jīng)過干燥系統(tǒng)后，水分從11.6％調(diào)整到9％，從而滿足搗固焦?fàn)t生產(chǎn)需要。
具體方法如下 設(shè)定煤料密度1400kg/m3，堆密度820kg/m3，處理能力330t/h，煤入口溫度與大氣溫度一致取30℃，煤的比熱1.05kJ/kg.℃，煤出口溫度80℃，煤的水份平均下調(diào)3％，間接干燥介質(zhì)為過熱蒸汽，蒸汽壓力1.2MPaG，蒸汽溫度300℃，蒸汽經(jīng)系統(tǒng)后全部變成300℃的飽和水。直接干燥載氣為焦?fàn)t廢氣(組成為CO222％，H2O5％，O22％，N271％)，載氣入口溫度190℃，載氣出口溫度90℃，干燥器筒體為普通不銹鋼，內(nèi)部傳熱管束為特殊雙向不銹鋼，根據(jù)熱力學(xué)第一定律計(jì)算可知當(dāng)載氣流量13396kg/h，蒸汽消耗量約22404kg/h即可滿足煤料干燥要求。
具體計(jì)算過程如下，也可以根據(jù)熱力學(xué)原理及相關(guān)計(jì)算公式，編制計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算 1、載氣比熱參數(shù)計(jì)算 根據(jù) CO2、HO2、O2、N2的比熱參數(shù)分別為

同理 載氣各組分質(zhì)量流量 CO2質(zhì)量流量13396×22％＝2947.12kg/h HO2質(zhì)量流量13396×5％＝669.8kg/h O2質(zhì)量流量13396×2％＝267.92kg/h N2質(zhì)量流量13396×71％＝9511.16kg/h 對應(yīng)摩爾流量 CO2摩爾流量＝2947.12/44＝66.98kmol/h HO2摩爾流量＝669.8/18＝37.21kmol/h O2摩爾流量＝267.92/32＝8.3725kmol/h N2摩爾流量＝9511.16/28＝339.68kmol/h 載氣各組分供給系統(tǒng)熱量 載氣供給系統(tǒng)總熱量
2、蒸汽供給熱量 蒸汽壓力1.2MPaG，蒸汽溫度300℃，查表有H1＝3045.8kJ/kg； 蒸汽經(jīng)系統(tǒng)后全部變成300℃的飽和水，查表有H2＝1343.3kJ/kg； △H＝—(H2—H1)＝1702.5kJ/kg 3、系統(tǒng)運(yùn)行過程中煤料吸收的熱量 (1)煤料中水吸收熱量＝水的汽化熱+水從30℃升高到90℃吸收的熱量水的摩爾流量＝330000×0.03/18＝550.00kmol/h 水的汽化熱＝△vapHm＝40.63kJ·mol-1 氣化吸收熱量＝40.63×550000＝2.234×107kJ/h 水汽從30℃升高到90℃吸收的熱量＝

(2)煤料從30℃升高到80℃吸收的熱量
(3)煤料調(diào)試需要總熱量
4、蒸汽耗量
注(1)、所有熱力學(xué)數(shù)據(jù)摘自《化工熱力學(xué)》第二版朱自強(qiáng)徐訊編 (2)、熱利用效率按100％計(jì)算。
但是，如果全部以蒸汽為熱源，蒸汽消耗量將達(dá)到

且用蒸汽的余熱加熱后的空氣(氧含量20.9％)作為載氣，系統(tǒng)中氧含量易超過13％，而系統(tǒng)煤粉濃度長期處在爆炸極限內(nèi)(35～2500g/m3)，一遇到引燃的火種，將會產(chǎn)生爆炸。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1控制煉焦煤濕度的方法，其特征在于采用蒸汽進(jìn)行間接干燥的同時(shí)采用焦?fàn)t生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣作為載氣直接干燥。
權(quán)利要求2根據(jù)權(quán)利要求1所述控制煉焦煤濕度的方法，其特征在于所述蒸汽是干熄焦蒸汽發(fā)電后的背壓汽或其它低壓蒸汽。
權(quán)利要求3根據(jù)權(quán)利要求2所述控制煉焦煤濕度的方法，其特征在于控制煉焦煤濕度的系統(tǒng)主要由回轉(zhuǎn)干燥機(jī)(3)、螺旋輸送機(jī)組成，待干燥煤料(1)經(jīng)過計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量后，在螺旋給料器(2)的輸送下進(jìn)入回轉(zhuǎn)干燥機(jī)(3)內(nèi)的煤料干燥腔(11)，焦?fàn)t廢氣與待干燥煤料(1)經(jīng)螺旋入口處并流進(jìn)入，從出料箱頂部尾氣出口(7)排出，同時(shí)帶走干燥過程中產(chǎn)生的水蒸汽；干燥機(jī)內(nèi)的蒸汽管(10)內(nèi)通有過熱蒸汽，該過熱蒸汽是熄焦蒸汽發(fā)電后的背壓汽或其它低壓蒸汽。
權(quán)利要求4根據(jù)權(quán)利要求3所述控制煉焦煤濕度的方法，其特征在于所述焦?fàn)t廢氣是直接從煙道引至回轉(zhuǎn)干燥機(jī)(3)。
權(quán)利要求5根據(jù)權(quán)利要求4所述控制煉焦煤濕度的方法，其特征在于控制煉焦煤濕度的方法包括以下步驟
a、根據(jù)需要確定干燥后的煤料的水分，搗固煉焦工藝用煤水分10±1％，頂裝煉焦工藝用煤水分6％—9％；
b、根據(jù)被干燥煤料的流量、比熱、溫度、水分等計(jì)算干燥物料需要的絕對熱量；
c、干燥系統(tǒng)主要由蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)(3)、螺旋給料器(2)組成，過熱蒸汽走蒸汽管(10)內(nèi)，煤料和廢氣走蒸汽管(10)外的煤料干燥腔(11)；
根據(jù)蒸汽的品質(zhì)、焦?fàn)t廢氣的熱參數(shù)、傳熱管的材質(zhì)，根據(jù)
計(jì)算確定所需要的熱源蒸汽和廢氣流量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制煉焦煤濕度的方法，屬于煉焦備煤技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種流程簡單、設(shè)備少的煉焦煤濕度控制方法，該方法還能有效降低干燥系統(tǒng)的含氧量，保證系統(tǒng)的安全性。本發(fā)明充分利用干熄焦蒸汽發(fā)電后的背壓汽或工廠內(nèi)的其它低壓蒸汽以及焦?fàn)t廢氣，采用蒸汽進(jìn)行間接干燥的同時(shí)采用焦?fàn)t生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣作為載氣直接干燥。提高了干燥機(jī)的干燥效率，同時(shí)防止干燥后的水分結(jié)露，降低系統(tǒng)氧氣含量(使系統(tǒng)含氧量穩(wěn)定的保持在13％以下)，防止系統(tǒng)著火爆炸，使系統(tǒng)運(yùn)行更安全，且蒸汽用量減少，運(yùn)行成本降低，具有良好的市場應(yīng)用前景。
文檔編號C10B57/10GK101372625SQ20081030512
公開日2009年2月25日 申請日期2008年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者洋 汪, 張初永, 燕 劉 申請人:攀枝花新鋼釩股份有限公司