高水分褐煤燃烧发电的集成干燥技术

投入58万元;增产精煤收益12915万元;减少尾煤损失2115万元;扣除新增成本117万元,年平均经济效益可达200万元左右。

6　结论

(1)浮选药剂乳化站已获国家专利,且在多家选煤厂投入使用。

(2)乳化站技术先进,节省药剂,提高了精煤产率。

(3)乳化站投资少、见效快、投资回报率高。

(4)乳化站投资风险小,即使出现了问题也不会影响生产,设备安装方便且不需停产。

(5)乳化站体积小、功率低、运转可靠、操作简单、维修量小。

参考文献:

[1]　丁立亲,等1浮选的理论和实践[M]1北京:煤

炭工业出版社,19871

[2]　刘焕胜,刘瑞芹1浮选药剂连续乳化法的研究与试

验[J]1煤炭加工与综合利用,2003,(4)1 [3]　刘文江,等1浮选药剂乳化工艺的应用及效果[J]

1煤炭加工与综合利用,2002,(6)1

[4]　廖祥国,等1浮选乳化调浆技术在田庄选煤厂的应

用[J]1煤炭加工与综合利用,2005,(2)1 [5]　孙建中,龙占元,王军1浮选药剂乳化站在选煤生

产中的应用[J]1选煤技术,2002,(6)1

文章编号:1001-3571(2006)02-0019-03

高水分褐煤燃烧发电的集成干燥技术

常春祥1,熊友辉2,蒋泰毅2

(11开滦集团公司,河北唐山　063018;

21华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉　430074)

摘要:介绍了几种国外高水分褐煤的预干燥技术,提出了今后我国在褐煤干燥技术方面的研究思路。

关键词:管式干燥;流化床蒸汽干燥;蒸汽空气联合干燥;床混式干燥;热机械脱水

中图分类号:T D94612+3 文献标识码:A

1　概述

褐煤主要分布在我国的云南、内蒙古、东北、四川等省区,其中以云南、内蒙古和黑龙江为最多。在这些地区,褐煤主要用来直接燃烧发电。由于褐煤中含有20%～50%左右的水分,如直接参与燃烧,一方面在着火过程中需要大量的能量,加之褐煤挥发分高,容易发生爆炸,因此在燃烧控制上有一定的难度;同时,由于水分蒸发的过程会带走大量热能,使得燃烧排烟热损失严重,电厂热效率低。由于煤炭的价格大部分在于运费,水分高也限制了将本地区的褐煤向远距离的电厂运输。此外,在北方寒冷季节,高水分褐煤在搬运处理各方面都十分困难。因此,提高高水分褐煤在燃烧发电利用中的竞争力,是广大褐煤发电企业面临的一项

收稿日期:2005-11-28

作者简介:常春祥(1957-),男,河北省昌黎人,高级工程师, 1982年毕业于中国矿业大学选矿工程专业,现任开滦集团有限责任公司煤炭质量检测中心主任。电话:(0315)3027661。技术难题。褐煤发电的主要缺点在于其较高的水分,因此在电厂现有技术和设备条件下,怎样高效地脱除褐煤的水分是解决此难题的重要途径之一。国外研究表明,高水分褐煤预干燥技术可以大大提高褐煤燃烧发电效率。

在国外,澳大利亚、美国、德国、希腊、波兰等国家都有丰富的褐煤资源,为了增加低阶煤在市场的竞争力,提高电厂效率,都进行了褐煤干燥技术的研究工作,如澳大利亚专门成立了CRC of Clean Power fr om L ignite和CRC Power Generati on fr o m Low Rank Coals两个联合研究中心来研究褐煤的发电利用技术,其中褐煤的预干燥处理技术是这几年的研究重点。在欧洲,褐煤的干燥也是洁净煤技术项目中的一个重要组成部分。美国针对Power R iver Basin褐煤,也在开展煤炭干燥和煤质改性的研究。印尼拥有丰富的褐煤资源,原煤灰分很低,但水分高达20%～60%,因此,印尼煤炭企业也在寻求经济高效的褐煤干燥技术,以增强印尼煤在国际市场的竞争力。

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第2期2006年4月

　选 煤 技 术

COAL　PREP ARATI O N　TECHNOLOGY

No12

Ap r12006

2　褐煤电厂预干燥技术

干燥过程中的水分蒸发是一个大量消耗热能的过程。采用传统热烟气对高水分煤进行干燥,由于蒸发的水分中含有大量的空气,因此水分的潜热不可能得到利用。因而传统的干燥技术不能适应高水分褐煤的干燥。此外,由于褐煤挥发分高,着火温度低,容易产生过热现象,发生自燃或爆炸,如为防止爆炸采用较低的热风温度,则干燥强度低、速度慢,不适合工业生产要求。所以,高水分的褐煤干燥必须采用其他干燥介质和设备来进行。国外研究表明,过热蒸汽干燥是一种十分适合干燥褐煤的新型技术。近年来,澳大利亚、德国、希腊、美国等国家都在研究开发针对褐煤的干燥工艺和设备。有些已经进入商业化运行。以下主要介绍几种比较适合于电厂系统集成,对高水分褐煤进行预干燥的技术和设备。211　管式干燥机

如图1所示,管式干燥机为一回转窑系统,在鼓形体内有一个多管系统,鼓体稍微倾斜。原煤连续不断地从上方送入干燥机管内,由于鼓体是倾斜的,当鼓体旋转时,煤不停地流到出口。干燥所需的热能由多管系统内的低压蒸汽提供,低压蒸汽沿鼓体轴向进入,并迅速向管外表面扩散。与煤一起进入机体内的空气吸收了水分以后在除尘器内与干煤粉分离,一部分重新压缩进入干燥机,另一部分排入大气

。

图1　蒸汽管式干燥机

212　流化床蒸汽干燥技术

在流化床干燥器内,蒸汽不仅是干燥介质,而且还可以作流化介质。因此,干燥蒸发的蒸汽不含空气和其他杂物,可通过以下方法进一步利用,如:蒸发的水分经过再循环作为流化介质进入流化床,利用它凝结时所放出的汽化潜热,将其压缩成为过热蒸汽。过热蒸汽将高水分褐煤流从干燥机的底部吹向沸腾床上部,产生流化现象。流化床的蒸气吸收褐煤中蒸发出的水分,原煤从干燥机的上部输入,经过旋流分离器,部分蒸汽再被导回干燥机。干燥机所需能量由蒸汽轮机提供(图2)

。

图2　流化床褐煤干燥机

213　蒸汽空气联合干燥技术

此方法为美国Power R iver Basin 的发电厂在近年开发的一种集成干燥技术。它利用从冷凝器出来

的热水作为干燥介质。虽然热水干燥比过热蒸汽干燥在干燥速度和干燥程度上要差,但用热水作干燥介质对于电厂来说是一种“废热”利用的最佳选择。如图3所示,空气被热循环水加热到110°F 后作为流化床干燥器的流化介质,同时120°F 的热水作为流化床的干燥热源介质。试验结果表明,采用此法将入炉煤水分降低后,效率大大提高,CO 2、S O 2的排放量明显减少。以实验电厂为例,煤的水分从3715%降为3114%,锅炉净效率提高了216%,净铁热流量提高218%,燃料量减少1018%,烟气量降低4%。由于煤流量减少和可磨性提高,磨煤机功耗降低17%,风机功耗降低318%。总体统计结果表明,全厂电耗降低了318%,

效果十分显著。

图3　蒸汽空气联合干燥技术工艺流程图

214　床混式干燥机

床混式干燥机(BMD )适合于电厂的预干燥

过程,利用流化床燃烧技术可实现热电联产。开发该技术最初是想利用流化床热床料的热量。将流化

2第2期 选 煤 技 术 2006年4月25日