[发明专利]用废热汽体制备过热蒸汽的热能装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种常压热能装置，特别是一种用废热汽体制备过热蒸汽的热能装置，它主要用于本发明人设计的“用废热汽体制备过热蒸汽的褐煤干燥提质工艺”(已另行申请专利)中作为提供换热介质的热能装置，利用其对褐煤等易燃、易爆物料进行干燥脱水提质。该热能装置不是蒸汽锅炉，却可生产出与蒸汽锅炉相媲美的过热蒸汽，属于节能减耗减排、经济型的热能装备，它还可为鱼肉类食品业、糕点食品业、果蔬业、粮食行业、医药业、化工业、轻工业及军工业等高水分物料干燥脱水供热，适用范围广泛。

背景技术

我国褐煤资源储量丰富，烟煤和无烟煤等优质煤资源稀缺，高水分湿基褐煤只有干燥提质后，才能被广为利用。为此，国内的煤矿业、煤化工业、型煤产业、城市煤气业和电厂等企业纷纷采用各类干燥设备干燥褐煤。其主要设备有：单层滚筒干燥机、圆盘式干燥机、立式横流干燥机、振动干燥机、流化床干燥机和网带式干燥机等等，但能够实现高降水能力的较少，都存在很多技术问题和工艺缺陷。经比较：按热介质使用分类：应用较多的或者被市场所关注的主要有：(一)单层滚筒干燥机；(二)蒸汽导热式转鼓干燥机；(三)过热蒸汽热解式流化床干燥机等等。据专利文献报导：公开号为CN101519617A的“一种煤泥、褐煤干燥提质工艺及设备”，所用设备的前部是刮板给料机匹配的给料及导料装置，中部是干燥机，后部是卸料排料装置。物料从前向后依靠干燥主机倾斜角度及滚筒的转动扬料位移或运动，物料干燥系统通入高温烟气，烟气与物料在干燥主机内顺流进行加速等速质热交换。其干燥主机即为现有单层滚筒干燥机，卧式3-8°倾斜置放，用档轮限位大型筒体的轴向滑动，周向自转1-6r/min。由于倾斜置放，齿轮易磨损，翻转换向的难度会更大，高温550-720℃不利于挥发分的保护，对设备的安全性有影响。介质与褐煤同向顺流干燥，高温介质首先接触的是高湿低温物料，当接近干燥尾声阶段，介质的载湿能力减弱，高湿含量的介质最后接触的是烘后干煤，吸附将大于解吸是不可避免的。因此降水能力低下，褐煤提质后热值增加幅度小，挥发分大量破坏，排除废气温度高，易烧毁袋式除尘器，据报导得知，热效率为30-50％。采用湿法除尘，又人为的产生污水，增加环保处理难度，是一种亟待改进提高的工艺技术。目前，在国际市场上比较有影响的是外国导热式转鼓干燥机，该技术由若干根钢管与两端的管板焊接结构，外罩厚钢板为鼓板，鼓板壳内为蒸汽通道，钢管(φ50-150mm)内是褐煤干燥重要通道，褐煤在卧式7-20°倾角的转鼓内、通过传动机械的作用、转鼓4-15r/min的周向自转、依靠钢管内的螺旋导板实现物料位移、进出物料；蒸汽压力较低，一般为4巴，温度≤180℃，对褐煤的挥发分确实能起到保护作用。但其对于高水分湿基褐煤，管束内的弹簧导板会经常出现不导料的堵死现象，造成设备停产，检修需要抽出弹簧导板、疏通管道，较为麻烦。另外轴向进汽阀要求精度较高，需要配套专用蒸锅炉来作热源，其一次性投资较大，设备维护量也较大，维修费用高，运行成本高，尚不能完全被市场所接受，也应该是亟待改进和提高的产品。公开号为CN101519614A的“一种富含水褐煤干燥成型提质工艺”，就是在此基础上的转鼓干燥技术，只是在造粒环节上增加新的配套设备，但仍然存在上述问题和缺陷。公开号为CN101260307A的“一种褐煤干燥提质装置及工艺方法”其以过热蒸汽为介质，采用流化床干燥装置，热解式干燥。所用装置包括褐煤分室干燥装置、流化床热解装置、热解气体燃烧装置及其辅助装置。经过干燥后的褐煤进入热解装置析出挥发分与液体产物，挥发分送入燃烧装置燃烧，并产生烟气与蒸汽、烟气与部分蒸汽被送入干燥装置内作为干燥介质。其余蒸汽被送入热能装置内提供热能热源，干燥装置采用链条移动式物料输送方式，烟气与蒸汽分室干燥与排除。该工艺需要高温度300-500℃和较高压力的蒸汽，褐煤中挥发分是煤化工考查的重要指标，而该技术经过热解干燥，褐煤中大量挥发分释出并送入燃烧室燃烧，挥发分在提质过程中就被烧掉有些可惜。烘干后褐煤只能用于做为电煤和动力煤，销售渠道变窄，用途受到了限制，售价也会受影响。公开号CN101581532A“多效过热蒸汽褐煤干燥系统及其工艺”，它包括串联的多级干燥装置，其中每级干燥装置均设有加料装置，出料装置及至少一级除尘装置，除尘装置末端通过加压装置将一部分尾气送回本级干燥装置，另一部分尾气作为热源送入下一级干燥装置；其中，一级干燥装置与蒸汽热源连接，末级干燥装置的除尘装置通过加压装置将一部分尾气送回本级干燥装置，另一部分尾气排空。该工艺采用多级流化床干燥机与由多级串联的旋风除尘器和电除尘器组成的多级除尘装置，多级内加热流化床干燥机串联操作，第一级所产生的乏气经除尘后用作第二级的加热介质，第二级的乏气经除尘后作为第三级的加热介质，冷凝水全部回流锅炉再利用，蒸汽锅炉为该工艺的主要热源，并且系统设备重复设置，工艺较繁锁。