[发明专利]一种过热蒸汽与高频联合干燥褐煤的装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种褐煤干燥装置及工艺，尤其涉及一种过热蒸汽与高频联合干燥褐煤的装置及工艺。

背景技术

褐煤的干燥技术很多，主要有热烟气直接接触干燥、饱和蒸汽间接干燥、热油干燥、热水干燥和过热蒸汽干燥等。热烟气直接接触干燥采用高温烟气与褐煤直接接触脱除褐煤中的水分，其具有工艺简单、操作方便、处理量大、易于工业化等优点，是目前较为成熟的一种褐煤干燥技术，但存在易自燃爆炸、余热利用困难等缺点。饱和蒸汽间接干燥采用低压饱和蒸汽为干燥介质，通过管壁传热间接加热褐煤脱除水分，其具有安全性高、能连续操作运行等优点，但也存在处理能力小、耗能及耗水量大等不足。热油干燥是以油类为干燥介质，把煤和油混合成浆，一般在常压下加热脱水。热水干燥方式是将煤水混合物装入高压容器内，密闭后加热该高压容器，使处于高温高压热水中的褐煤的水分以液态形式排出。热油干燥和热水干燥技术目前仍处在试验阶段，工艺尚不成熟。过热蒸汽干燥是指利用过热蒸汽直接与物料接触而去除水分的一种干燥方式，其具有节能效果突出、干燥品质好、无失火和爆炸危险、传热传质效率高等特点，适合进行褐煤的干燥。

专利（200910015753.9）公开了一种过热蒸汽褐煤预干燥装置及其工艺，将将内加热流化床与过热蒸汽干燥嫁接的干燥工艺，适合于褐煤的干燥处理，具有先进、高效、安全等优点。但是，褐煤过热蒸汽干燥存在恒速干燥阶段和降速干燥阶段。在恒速干燥阶段，褐煤干燥的水分主要是外在水分，干燥速率较快，能量利用率高。而在降速干燥阶段，褐煤干燥的水分主要是内在水分，干燥速率的变化规律已与物料性质及内部结构有关，总的表现为水分自物料内部向表面转移的速率低于物料表面向干燥气体的汽化速率，蒸发已由表面汽化控制转变成内部扩散控制，在该阶段干燥速率急速下降，能量利用率降低。因此，该装置及其工艺在褐煤干燥的后期即降速干燥阶段，会存在干燥速率小、干燥时间长且耗能大等不足，需要对该工艺进行改进。

本发明将利用高频干燥技术具有适合物料内部水分干燥的优点，采用该技术替代过热蒸汽干燥技术用于干燥褐煤的内在水分，进一步优化褐煤的干燥效果，提高能量利用率。

发明内容

本发明提出采用过热蒸汽内加热流化床干燥技术和高频干燥技术联合干燥，即采用过热蒸汽内加热流化床技术干燥褐煤的外在水分，采用高频干燥技术干燥褐煤的内在水分，合理利用能源，提高了褐煤干燥效果。为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种过热蒸汽与高频联合干燥褐煤的装置，包括至少一个内置换热器的内加热流化床干燥机、高频干燥机和外部换热器；内加热流化床干燥机设有加料装置以及除尘装置；内加热流化床干燥机的内置换热器与饱和蒸汽连接，内加热流化床干燥机的流化床与过热蒸汽连接，内置换热器还与冷凝水系统连接；内加热流化床干燥机的乏气经除尘装置除尘并经加压装置加压、除尘装置除尘后一部分返回流化床，另一部分经外部换热器与加压后的空气换热后排空，被加热的空气经通风系统进入高频干燥机。

所述除尘装置由旋风除尘器和电除尘器组成；其中乏气经旋风除尘器除尘后，收集的干粉送入成品区，乏气经加压装置加压后进入电除尘器除尘，除尘后一路返回流化床，另一路经外部换热器与加压后的空气换热后排空。

所述内加热流化床干燥机的进料口、出料口以及旋风除尘器的出料口均与卸料阀连接。

所述加料装置包括料仓，料仓与螺旋式输送机配合，螺旋式输送机与卸料阀Ⅰ连接，卸料阀Ⅰ与内加热流化床干燥机连接。

所述加压装置为风机。

所述高频干燥机发射频率为6.78MHz或13.56MHz或27.12MHz或40.68MHz的电波，使物料中电介质的分子在变化的电场作用下反复极化，在正负两个电极之间的分子不断摩擦振动，产生热能，使物料中的水分汽化。

高频干燥的原理为：发射频率为6.78MHz（或13.56MHz、27.12MHz、40.68MHz）的高频电波，处于电场中的物料的极性分子将重新排列，带正电的一端朝向负极，带负电的一端朝向正极。若改变电场方向，则极性分子的取向也随之改变。若电场迅速交替地改变方向，则极性分子亦随着迅速摆动。由于分子的热运动和相邻分子间的相互作用，极性分子随电场方向改变而做的规则摆动将受到干扰和阻碍，即产生了类似摩擦的作用,使分子获得能量，产生热能，物料中的水分汽化。由此可见，高频干燥主要是使物料内部的水分子作用而汽化从而达到物料干燥的目的，因而该干燥技术非常适合于褐煤内在水分的干燥。