煤調(diào)濕技術(shù)原理

煤結(jié)焦過程中，水分不參與成焦。煤經(jīng)過干燥后，裝爐煤水分降低而且穩(wěn)定。由于焦?fàn)t在日常操作下的單位時(shí)間內(nèi)供熱量是穩(wěn)定的，一定量的煤的結(jié)焦熱是一定的。所以，裝爐煤水分穩(wěn)定有利于焦?fàn)t操作穩(wěn)定，避免焦炭不熟或過火，裝爐煤水分降低，使焦餅中心溫度在100℃左右的停留時(shí)間縮短，于是結(jié)焦速度加快、煉焦耗熱量減少。裝爐煤水分降低到6%以下時(shí)，煤顆粒表面的水膜變得不完整，水分越低，水膜越少越小完整。由于煤顆粒表面水膜阻礙煤顆粒間相對位移，所以，煤干燥后裝爐煤流動(dòng)性改善，煤顆粒之間的間隙容易相互填滿，于是裝爐煤散密度增大。裝爐煤散密度增大和結(jié)焦速電加快可使焦?fàn)t生產(chǎn)能力高，同時(shí)改善焦炭質(zhì)量或者多用高揮發(fā)分弱粘結(jié)性煤煉焦 。

煤調(diào)濕技術(shù)得到長足發(fā)展,先后開發(fā)了如下三代煤調(diào)濕技術(shù)：

第一代是導(dǎo)熱油干燥方式。該方式利用導(dǎo)熱油回收焦?fàn)t煤道氣的余熱和焦?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。

第二代是蒸汽干燥方式。該方式利用干熄焦蒸汽發(fā)電后的背壓汽或工廠內(nèi)其他低壓蒸汽作為熱源，在多管回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)中，蒸汽對煤料進(jìn)行間接加熱干燥。日本正在使用的煤調(diào)濕技術(shù)絕大多數(shù)屬于此種類型。

第三代是最新一代硫化床裝置。該裝置設(shè)有熱風(fēng)爐，采用焦?fàn)t煤道廢氣和焦?fàn)t煤氣對其進(jìn)行加工。美國、德國等國家都開始進(jìn)行裝爐煤調(diào)濕裝置的試驗(yàn)和生產(chǎn)過程，均收到了較好的效果。

受洗選工藝、外購精煤水分以及自然條件的制約，搗固焦的人爐煤水分偏高，各單種煤水分在17%~20%波動(dòng)，易造成焦?fàn)t煤氣中攜帶的水蒸氣增多，消煙除塵車點(diǎn)不著火，無法正常運(yùn)行。另外，焦?fàn)t煤水分偏高增加煉焦過程中高氨氮廢水的排放量，增加廢水處理負(fù)荷。配煤水分經(jīng)常在15%以上，增大煤槽下料、閘門的開啟、電磁振動(dòng)給料機(jī)下料、煤粉碎及焦?fàn)t熱工管理等操作難度。因此，要達(dá)到搗固焦?fàn)t控制的人爐煤水分指標(biāo)為8%~11%，必須采用煤調(diào)濕技術(shù) 。

常用的煤干燥器有轉(zhuǎn)筒干燥器、直立管氣流式干燥器和流化床干燥器等。

(1)轉(zhuǎn)筒干燥器。主體是低速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)筒，以一定的傾斜角安裝。轉(zhuǎn)筒內(nèi)設(shè)有揚(yáng)料板。濕煤從進(jìn)料箱加入轉(zhuǎn)筒的一端，用螺旋葉片推送入轉(zhuǎn)筒內(nèi)。熱氣體由轉(zhuǎn)筒的同一端或另一端送入。在轉(zhuǎn)筒內(nèi)，煤和熱氣體的流向有并流或逆流兩種。操作時(shí)，傾斜的轉(zhuǎn)筒以低速轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)入筒體的煤一面被揚(yáng)料板不斷揚(yáng)起到熱氣流中蒸發(fā)出水分，一面沿筒體縱向由高端向低端移動(dòng)，最終從轉(zhuǎn)筒的低端卸出。這種煤干燥器對上述兩種工藝流程都適用，容積蒸發(fā)強(qiáng)度為35-40kg/(m³·h)。

(2)直立管氣流式干燥器。簡稱直立管。濕煤從加料器直接送入直立管的下部。來自燃燒爐的高速熱氣流從直立管底部送入。在直立管內(nèi)，熱氣流在以大于揚(yáng)出速度夾帶濕煤上升的同時(shí)將濕煤粒迅速干燥。這種煤干燥器屬于流態(tài)化設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)是容積蒸發(fā)強(qiáng)度大，但是氣體分離設(shè)備即除塵設(shè)備比較復(fù)雜。由于揚(yáng)出速度隨煤顆粒的粒度增大而增大，所以這種設(shè)備適用于粉碎后濕煤的干燥處理。

(3)流化床干燥器。又稱沸騰床干燥器。濕煤從加料器進(jìn)入流化床內(nèi)。來自燃燒爐的熱氣流從流化床底部送入。在流化床內(nèi)，經(jīng)過氣體分布板的熱氣體向上流動(dòng)，熱氣體的流速大于流化速度而小于揚(yáng)出速度；濕煤顆粒被分散在熱氣流中呈流動(dòng)狀態(tài)，類似沸騰狀態(tài)；濕煤顆粒所含水分不斷蒸發(fā)析出，最后從流化床出口溢出。這種干燥器的效率高、生產(chǎn)能力大，適用于粉碎后濕煤的干燥處理 。

近十年來焦?fàn)t裝爐煤調(diào)濕系統(tǒng)在日本得到長足發(fā)展，日本先后開發(fā)了三代煤調(diào)濕技術(shù)：第一代是熱媒油干燥方式。第二代是蒸汽干燥方式。第三代是最新一代的流化床裝置，設(shè)有熱風(fēng)爐，采用焦?fàn)t煙道廢氣或焦?fàn)t煤氣對其進(jìn)行加熱的干燥方式。最近，美國、德國等國家都開始進(jìn)行裝爐煤調(diào)濕裝置的試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐，均取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。

河南某焦化公司生產(chǎn)中因煉焦煤中摻有浮選精煤而造成水分過高帶來的問題日益突出，例如：造成爐前煤餅倒塌、消煙除塵設(shè)施失效、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。嚴(yán)重影響生產(chǎn)、威脅著城市居民的生活環(huán)境。天地科技股份有限公司唐山分公司受委托進(jìn)行了節(jié)能轉(zhuǎn)筒煤調(diào)濕工藝及技術(shù)的研究和應(yīng)用。

我國現(xiàn)有焦?fàn)t生產(chǎn)能力較大，占世界第一位，煉焦煤水分偏高，而且優(yōu)質(zhì)煉焦煤日益短缺，圍繞現(xiàn)有焦?fàn)t和煉焦生產(chǎn)工藝，開發(fā)提高焦炭質(zhì)量和利用煉焦余熱的新工藝、新技術(shù)是適應(yīng)企業(yè)發(fā)展，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。煤調(diào)濕技術(shù)可降低入爐煤水分，降低煉焦耗熱量，增加入爐煤堆密度，提高焦炭質(zhì)量。天地科技股份有限公司唐山分公司采用節(jié)能轉(zhuǎn)筒煤調(diào)濕工藝及技術(shù)對河南某焦化公司的煉焦煤進(jìn)行調(diào)濕處理，取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

節(jié)能轉(zhuǎn)筒煤調(diào)濕技術(shù)技術(shù)參數(shù)

處理能力：80t/h（濕基）；

入料粒度：0～50mm粒級的混合精煤；

入料水分：≤20%（濕基）；

出料水分：8～12%（濕基）；

蒸發(fā)水量：7.27～8.00t水/h；

蒸發(fā)強(qiáng)度：65.6～72.2kg水/m3h；

熱風(fēng)爐發(fā)熱量：600×104kcal/h。

節(jié)能轉(zhuǎn)筒煤調(diào)濕技術(shù)工藝流程

煤調(diào)濕車間來料取自膠帶運(yùn)輸機(jī)，梨式卸料器由膠帶運(yùn)輸機(jī)截取后經(jīng)溜槽給入密封式刮板輸送機(jī)，通過溜槽進(jìn)入干燥機(jī)內(nèi)，在干燥機(jī)內(nèi)完成質(zhì)熱交換過程后由排料箱排入密封式排料刮板輸送機(jī)，經(jīng)溜槽送入皮帶機(jī)，再經(jīng)過兩條皮帶機(jī)轉(zhuǎn)載，返回原輸送系統(tǒng)。

干燥煤所用的熱介質(zhì)在熱風(fēng)爐內(nèi)制備，由鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)風(fēng)管送入的空氣和煤氣管輸送來的煤氣經(jīng)燃燒器混合后進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生熱煙氣到節(jié)能轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)內(nèi)加熱濕煤餅并蒸發(fā)吸收水分，廢氣經(jīng)排料箱、風(fēng)管進(jìn)入并列設(shè)置的一次旋風(fēng)除塵器進(jìn)行煤粉回收，初步凈化后的氣體在經(jīng)風(fēng)管由引風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管送至濕式除塵器進(jìn)一步凈化，最后潔凈的廢氣由排風(fēng)煙囪排入大氣。由一級旋風(fēng)除塵器收集下來的細(xì)煤粉經(jīng)螺旋輸送機(jī)和星型排料器閥送到出料刮板輸送機(jī)摻入干后產(chǎn)品，回入原輸送系統(tǒng)。二級濕式除塵器所排黑水入原有地溝回選煤廠集中處理。煤調(diào)濕系統(tǒng)采用智能控制及監(jiān)測，生產(chǎn)適應(yīng)能力強(qiáng)，產(chǎn)品完全能夠達(dá)到用戶的要求。