翟子玮 石鹏远 卢长洁(山东科技大学，山东 青岛 266590)

新型煤干燥装置
——双板式流化干燥装置

翟子玮 石鹏远 卢长洁(山东科技大学，山东 青岛 266590)

“富煤，贫油，少气”是我国能源资源的鲜明特点。我国是煤炭储量和产量大国，低阶煤在我国煤炭储量产量中占比很高。这些煤具有水分大、挥发分高、化学反应性好等特点。但由于低阶煤全水和内水含量高，如果大规模开发利用，必须进行干燥预处理。本团队设计了一种双板式流化干燥装置，充分利用高温烟道气体热量对低阶煤干燥，有效避免颗粒飞灰，降低旋风分离装置的负荷，为低阶煤进行提质的干燥过程提供了合理的解决办法。

煤炭；流态化；干燥

1 设计背景

中国煤炭资源储量相对丰富,查明煤炭资源储量为1892亿t,其中褐煤、长焰煤等低阶煤约占全国煤炭储量的30%，低阶煤属于一种煤化程度低的煤种，其水分含量大多为20%-50%。有发达的孔隙和表面，故活性高，吸水性强，因其热值低而难直接用于电厂发电。同时高水分含量也使得其不适于远距离运输，这也是长期制约低阶煤资源利用的瓶颈之一[1]。而通过干燥处理降低煤的水分，一方面可以提高热值和能量密度，降低运输成本，另一方面还能提高下游装置的利用效率，降低设备规模[2]。目前国外发达国家开发出了多种低阶煤干燥提质加工技术和工艺，主要包括回转管式干燥工艺、流化床干燥技术、床混式干燥工艺、热压脱水工艺和气流干燥工艺等，而国内的低阶煤干燥处理行业也在不断发展。

2 设计内容

传统式均为一组布风板，而本装置在此基础上改为双板式，有利于提高低阶煤中的水分吸收率以及与高温烟道气的热交换速率。装置在出风管处设有旋风分离器，可以使在干燥系统中未进入到料仓的细小颗粒在此处分离下来，从而避免了其随气体排入到大气中去，因此可避免粉尘排放，减少对大气的污染。同时装置设有密闭的料仓，当低阶煤干燥过后可直接进入料仓，由于密闭的环境，可有效避免提质后的产品与空气中的水蒸气接触，防止二次吸收。装置外设有多个观察孔，有利于工作人员随时观察干燥器工作情况，把握过程进行程度。该装置外表面设置有石棉保温层，可保证壳内有持续较高的温度，有利于提高干燥提质效率。

3 核心技术与结构说明

本装置干燥方式主要采用对流干燥，高温烟道气掠过物料表面，向物料供热，使其中的湿分汽化，核心技术为流态化干燥技术，此技术中，低阶煤颗粒类似液体流动，高温烟道气与低阶煤颗粒之间的传热、传质速率高，有利于低阶煤的干燥提质。

装置包括进料系统、鼓风系统、干燥系统、分离系统和料仓五个部分。进料系统和鼓风系统通过干燥系统连接分离系统和料仓。干燥系统2为主体部分，包括流化床6（壳体、进料管、进风管、出风管、高温气管）和干燥机构，壳体上部连接进料管和出风管，壳体左侧连接高温气管，壳体下侧连接进风管8，干燥机构包括布风板3、风帽和下料斗，布风板与壳体内壁固接，风帽连在布风板上端，下料斗穿过布风板中部并与布风板连接。布风板上开有多个风孔，风帽设有多个。壳体外设有石棉保温层，壳体外壁上开有多个观察孔，观察孔内装有透明板。进料系统5包括进料仓、控制阀和螺旋给料机，进料仓通过控制阀连接螺旋给料器，螺旋给料器的下端连接进料管。鼓风系统7包括高温气管、控制阀。分离系统1包括旋风分离器，出风管的出口端连接旋风分离器，旋风分离器通过管道连接料仓

图1 双板式流化干燥装置结构原理图

4 工艺流程

本装置设有两组干燥机构，废弃的高温烟道气连续通过控制阀进入高温气管从而进入流化床内，与此同时风连续从进风管进入流化床内；进料仓中的物料连续通过控制阀进入螺旋给料器，从而进入流化床。在流化床中的壳体内，风通过风孔穿过风帽对物料吹拂；高温烟道气流过固体颗粒层，当流速增加到一定程度时，高温烟道气对固体颗粒产生的作用与固体颗粒所受的其他外力相平衡，固体颗粒悬浮运动，呈现类似流体状态。固体颗粒通过两组干燥机构，完成传质过程和传热过程，从下料斗排出壳体外，进入料仓，同时高温烟道气和风携带细小颗粒从出风管进入旋风分离器进行分离回收，从而完成物料干燥。

5 创新点

该装置利用高温烟道气对物料进行加热干燥，有利于提高低品位热源的回收利用率。装置内部设有两组干燥机构，有利于提高低阶煤中水分的吸收率以及与高温烟道气的热交换效率，从而使得干燥效果更好。旋风分离器可以使在干燥系统中未进入到料仓的细小颗粒在此处分离下来，进入料仓，从而避免了其随气体排入到大气中去，因此可避免粉尘排放，减少对大气的污染。当低阶煤干燥过后可直接进入料仓，由于其设计为密闭的环境，因此可有效避免提质后的产品与空气中的水蒸气再一次接触，防止二次吸收。壳体的外表面设置有石棉保温层，可保证壳体内具有持续较高的温度，对物料的干燥效果更好。壳体外壁上开有多个观察孔，有利于随时观察情况。

6 结语

本团队设计的双板式流化干燥装置，充分利用高温烟道气热量，可以有效避免细颗粒夹带，降低旋风分离装置的负荷，为低阶煤进行提质的干燥过程提供了合理的解决办法。本装置应用领域广泛，除了煤炭领域以外，还能应用于饲料工业、油砂、油页岩处理等领域，若能得到大规模应用，对于进入新常态的中国经济将会有积极的作用。

[1]赵鹏.李文博.梁江朋.谷小会.低阶煤提质技术现状及发展建议[J].洁净煤技术.2015(01).

[2]朱川.杨晓毓.邵徇.低阶煤干燥脱水技术的研究[J].洁净煤技术.2013(01).