一种降低煤炭干燥系统的干燥器中氧气浓度的方法

摘要

本发明涉及一种降低煤炭干燥系统的干燥器中氧气浓度的方法，包括：(1)将煤送入干燥器中进行干燥，将干燥煤后的废气送入除尘器中进行除尘处理；(2)除尘后，将废气送入热回收换热器中，进行放热、湿法除去小颗粒煤尘并脱水，使废气温度降至20～25℃；(3)将一部分废气送入冷风混合器，与沉降室出来的高温烟气进行二次混合，使混合气温度为220～240℃后再次送入干燥器，对煤进行干燥；(4)重复步骤(1)～步骤(3)，使干燥煤后的废气多次循环混合，将干燥器内氧气浓度降至15％以下。本发明方法措施彻底，从根本上杜绝煤尘爆炸事故的发生；将废气循环利用，减少排放；将废气余热进行回收，节约能源。

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭干燥方法，更具体地，涉及一种降低煤炭干燥系统的干燥器中氧气浓度的方法。

背景技术

在神东矿区，有一部分矿井开采出来的原煤水分很高，如昌汉沟煤矿生产出来的原煤水分在28％左右(这样的煤也常被称为煨煤)，经洗煤厂水洗后，水分更是在30％以上。由于煤中水分很高，导致煤炭发热量较低，水洗后的产品煤发热量在4600-4700Kcal/kg之间，煤炭价格很低且难以开拓市场。这就需要采用干燥的方法来降低煤炭水分，以提高煤的发热量。

由于干燥器的干燥能力要求，流过干燥器的热风量很大，每小时约27万立方米热空气。被干燥的煤中含有大量的煤尘，在将220℃～240℃热风送入干燥器的过程中，由于煤尘颗粒小，容易被干燥，这样干燥器就存在大量过干燥煤尘。在风流的带动下，大量煤尘颗粒在干燥器内处于悬浮状态，干燥器煤尘浓度约30g/m³，已接近煤尘爆炸浓度极限。为防止煤尘爆炸，采取火星过滤器过滤热风中混入的火星、采取综合防静电措施防止干燥器内产生静电火花、采取监测监控系统防止干燥器内出现高温点，这些措施没有控制干燥器内煤尘浓度和氧气浓度，一旦有意外情况干燥器内出现火星、火花等高温点，干燥器内仍存在较为严重的煤尘爆炸隐患。

另外，现有技术中，从干燥器出来的废气约80℃、湿度约为100％，其中含有大量热量，直接向大气中排放将浪费能源。

发明内容

本发明提供一种降低煤炭干燥系统的干燥器中氧气浓度的方法，降低干燥器内气流中氧气含量，使得干燥器煤尘由于缺氧而不能爆炸；同时回收废气中的热量。

本发明的煤炭干燥系统包括用于提供高温烟气的热风炉、用于高温烟气沉降的沉降室、用于补入冷风的冷风混合器、用于将混合气输入至干燥器的热风机、干燥器、用于对废气除尘的除尘器、热回收换热器和将废气引出的排风机，以及将煤引入和引出干燥系统的胶带机、给料器等。

本发明的方法包括以下步骤：

1、将煤炭送入干燥器中进行干燥，将干燥煤后得到的废气送入除尘器中进行除尘处理；

2、除尘后，将废气送入热回收换热器中，进行放热、湿法除去小颗粒煤尘并脱水，使废气温度降至20℃～25℃左右；

3、将一部分废气送入冷风混合器，与沉降室出来的高温烟气进行二次混合，使混合气温度为220℃～240℃后再次送入干燥器，对煤进行干燥；

4、重复步骤1～步骤3，使干燥煤后的废气多次循环混合，将干燥器内氧气浓度降至15％以下。

优选地，步骤3中的高温烟气的氧气浓度为1～2％，温度为700℃～800℃。

优选地，步骤4中将干燥器内氧气浓度降至12％以下。此浓度下可以有效抑制瓦斯及煤尘爆炸。

优选地，步骤3中采用调节混合器冷风门使得混合后气流温度为220℃～240℃。

优选地，热回收换热器为两级废热回收：一级废热回收，用喷淋换热制取60℃～75℃的热水，直接用于传统暖气片采暖；二级废热回收，用喷淋换热器吸收排风废热转移到循环水里面，循环水作为热泵系统的低温热源。

优选地，步骤1中的废气温度约为80℃～85℃、湿度约为100％。

优选地，步骤1中的除尘器为旋分除尘器。

优选地，干燥器可以是振动混流干燥器。

优选地，第一次干燥煤后得到的步骤1中的废气的氧气浓度为18％。

优选地，检测气流温度、压力、粉尘、二氧化碳、一氧化碳、氧气浓度及方法由系统的安全监测监控系统完成。

本发明方法的有益之处在于：从降低干燥器内氧气浓度入手防止煤尘爆炸事故发生，干燥器中氧气浓度可控制在12％以下，在这样氧气浓度下，即使是瓦斯也不能爆炸，可完全防止煤尘爆炸事故的发生，措施彻底，从根本上杜绝了煤尘爆炸事故的发生；将废气循环利用，减少排放；将废气余热进行回收，节约了能源。

附图说明

图1是本发明干燥系统结构示意图。

具体实施方式

结合附图和具体实施例详细说明本方法，但本方法并不限于本申请的附图和具体实施例。

含水率约为28％的煨煤经胶带机1和干燥器(唐山神州机械公司生产的200t/h振动混流干燥器)上部的给料器8进入干燥器7，干燥后从干燥器7底部出口排到胶带机13上，由胶带机13拉出。其中降低干燥器7中氧气浓度的过程包括以下步骤：

1)从干燥器7顶部出来的温度为80℃、湿度为100％、含氧量为18％的热风由风道9送入旋风除尘器10中，由旋风除尘器10除去大颗粒粉尘；

2)经旋风除尘器10除去大颗粒粉尘后，将废气由风道16送入热回收换热器14中，在热回收换热器14中充分放热、湿法除去小颗粒煤尘并采取栅网等去雾器脱去水分后，成为温度为20℃、氧气浓度15％的废气。在此过程中，在放出大量热量的同时，大量的水蒸汽将变为液态水；

3)废气由风道11引入排风机12中，排风机12排出的废气一部分经风道15循环返回冷风混合器4开口处，与从热风炉2进入沉降室3后再出来的700℃高温烟气混合，并调节使混合后的气流温度在220℃，并通过热风道5由热风机6再次送入干燥器7中；多余的废气由排放口向大气中排放掉。这样废气一次循环混合后，进入干燥器内的混合后的热空气中氧气浓度可降低至15％左右。

4)废气多次循环混合后，进入干燥器内的混合热空气中氧气浓度可稳定在12％以下，可完全防止煤尘爆炸事故的发生。

在本方法中，由于排风温度高，为80℃左右，湿度高达100％，便于回收，所以采用两级热回收。

①一级废热回收，用喷淋换热制取70～75度的热水，直接用于传统暖气片采暖。

②二级废热回收，用喷淋换热器吸收排风废热转移到循环水里面，循环水作为热泵系统的低温热源。制热工况时，热泵系统提取循环水中的热量，循环水温度降低5℃；制冷工况时，热泵系统向循环水中放热，循环水温度提高10℃。经过热泵系统后的循环水再重新送入矿井回风热交换器进行热交换，循环往复。

热回收系统可以采用专利矿井回风热能提取装置(200720043354.X)和地下水方式的地能辐射冷暖系统(200520118456.4)。这两项专利公开的全部内容通过引用的方式结合在本发明中。

回收热量的数值在热风炉燃烧煤产生热量的20～40％之间，由于不同煤炭用户对煤质要求不同，干燥系统干燥参数也根据干燥后煤质要求不同进行调整，不同季节也有较大影响，具体数值取决于整个系统干燥能力。总体上，年干燥能力100万吨煤且水分降低10个百分点(如水分从30％下降到20％)，年节约燃煤4000～5000吨。减少的废气排放量方面，主要为系统向大气中排放粉尘量减少60％(正常情况下60％～80％废气要回到混合器与烟气混合，随热风炉燃烧状态不同，混合器冷风门开度也不同，导致冷热风混合比变化所致)，一氧化碳、二氧化碳等排放量基本无变化。