[发明专利]固体颗粒物料气力分级预热调湿方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于固体颗粒物料分级预热调湿预处理技术领域，特别涉及利用烟气等热风介质对固体物料进行气力分级与预热调湿的固体颗粒物料气力分级预热调湿方法及装置；可用于煤炭、生物质等固体颗粒物料的分级调湿干燥，在焦化、热解、气化、燃烧等能源化工领域具有广泛的应用。

背景技术

固体颗粒物料分级和调湿是过程工业中重要的预处理技术。例如，在煤炭炼焦过程中，要求至少80％以上的煤粒度小于3mm，但实际的洗精煤中小于3mm的煤一般不超过60％，这样需要对煤进一步破碎。若不分级直接破碎，原来小于3mm的煤颗粒将会被进一步破碎变得更小，这不仅浪费了不必要的能量，且过细的煤粉在装焦炉时会造成大量粉尘扩散损失，并造成污染。另一方面，装焦炉前的煤水分含量应该在6-9wt.％，但实际的洗精煤的水含水量一般大于10％，若直接装炉焦化，蒸发其水分要消耗大量的高品位热量(来自焦炉煤气燃烧室)，延长成焦时间，造成巨大的能源浪费。相反，若洗精煤水分过低，会造成装炉煤捣固困难，影响焦炭质量。由此可见，分级、调湿预处理技术对煤焦化过程具有重要意义。

目前，固体颗粒物料分级技术主要包括筛分分级技术和气力分级技术两大类。筛分分级是通过筛分机对煤进行分级(CN2042755)，这种方法将煤最小能筛分到6mm，小于6mm时易造成筛子堵塞等问题。气力分级技术(CN200710113660.0)是近年来出现的分级技术，它是通过气力风选对固体物料进行分级，气力分级技术适用粒度可至0.5mm，且不存在堵塞等问题。

固体颗粒物料调湿技术按发展历程可分为三代：第一代是以导热油为热载体、多管回转式干燥机为干燥设备，该技术流程复杂、装置庞大、操作环节多、投资高、很少被采用；第二代是以蒸汽为热载体、多管回转式干燥机为干燥装置，该技术中物料与蒸汽间接换热、装置投资大，且无法直接利用烟道气等低温废热；第三代是采用流化床装置进行热风调湿(CN200710014386.1，CN00123021.2)。该工艺流程短、结构简单、运行成本低、便于检修、占地面积小，该技术采用热风和物料直接接触的方式，传热效率高，可直接利用烟气等低品位热介质，因此节约了焦炉的高品位能，同时缩短了成焦时间，实现节能减排。另外，如果采用适当干燥设备，调节烟气流，还能同时实现固体颗粒分级功能。但是，若固体颗粒物料粒度分布范围较广，则部分能达到流化的要求，部分达不到流化要求，整体流化质量变差，不利于物料流化干燥，同时，固体颗粒物料的湿度一般会随着粒径的变化而变化，若不考虑粒径对湿度的影响全部混合在一起干燥，会导致部分过调湿，而部分调湿不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固体颗粒物料气力分级预热调湿方法及装置；其方法是通过将流动的热气体介质(如焦炉热烟气)和固体物料的热传导作用以及动量传导作用相结合，在同一过程中同时实现固体物料的预热调湿和分级；该方法优点在于能有效利用(焦炉)烟道气等所含的低品位废热，部分替代焦炉高品位热能(如焦炉煤气燃烧热)、提高焦炭生产效率、节能减排等；同时利用动量传导的作用过程，对焦煤进行粒度分级，降低物料预破碎处理成本。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的固体颗粒物料气力分级预热调湿方法，所述固体颗粒物料的气力分级和预热调湿在气力分级预热调湿装置中进行；

所述气力分级预热调湿装置包括：

相互连通的位于下部的下部流化床和位于所述流化床之上的上部气流床；以及

与所述上部气流床上部相连通的气固分离器；

所述固体颗粒物料由安装于所述上部气流床的固体颗粒物料供给口进入所述上部气流床；

进入的固体颗粒物料在上部气流床和下部流化床中，在位于所述下部流化床下部的热风介质进口流入的热风介质作用下，被分成上部小颗粒物料预热调湿层和下部大颗粒物料预热调湿层；

所述上部小颗粒物料预热调湿层的小颗粒物料向气固分离器流动，其流动过程中被干燥成湿度为6wt-9wt％的产品物料，该产品物料由设于气固分离器底部的产品物料出口流出而被收集；

所述下部大颗粒物料预热调湿层的大颗粒物料由位于所述下部流化床底端的大颗粒物料出料口出料，并送入粉碎装置经粉碎后作为产品物料收集。

所述热风介质的流速为6m-8m/s。

所述热风介质为燃烧烟气或经预热的预热空气，其温度为150-400℃。

本发明提供的固体颗粒物料气力分级预热调湿装置，其包括：

相互连通的位于下部的下部流化床1和位于所述流化床1之上的上部气流床2；以及