СУШИЛКА С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ И СПОСОБ СУШКИ ВЛАЖНОГО СЫРЬЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ СУШИЛКИ С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ
FLUIDISED BED DRIER AND DRYING METHOD OF WET RAW MATERIAL USING FLUIDISED BED DRIER

Область техники
Настоящее изобретение относится к сушилке с псевдоожиженным слоем для сушки влажного сырья, такого как уголь, загружаемого в коксовую печь, и способу сушки влажного неочищенного порошка с применением сушилки с псевдоожиженным слоем.
Уровень техники
При производстве коксов загружаемый уголь сушат перед тем, как подавать в коксовую печь для повышения качества коксов и производительности коксовой печи. Содержание влаги в неосушенном коксе коксовой печи в основном приблизительно 9-13%, и угли сушат в угольных сушилках до содержания влаги 5-6%.
Известно использование сушилок с псевдоожиженным слоем для сушки таких углей. Например, в сушилке с псевдоожиженным слоем, раскрытой в патентном документе 1, влажное сырье загружается на газораспределительную тарелку посредством загрузочного лотка, и греющий и ожижающий газ подается из-под газораспределительной тарелки таким образом, что формируется псевдоожиженный слой на газораспределительной тарелке и влажное неочищенное сырье сушится в псевдоожиженном слое.
Однако согласно такой обычной сушилке с псевдоожиженным слоем, поскольку влажное сырье загружается в пространство псевдоожиженного слоя на газораспределительную тарелку прямо под загрузочным лотком с убывающей скоростью, в пространстве непосредственно под загрузочным лотком, мелкие отверстия газораспределительной тарелки засоряются загруженным таким образом влажным сырьем. Это является причиной неполной сушки из-за прекращения ожижения. Кроме того, засоренные отверстия газораспределительной тарелки требуется пробивать для удаления засора каждый раз, когда сушилку с псевдоожиженным слоем останавливают для ремонта, таким образом, требуется огромное количество времени и работы.
Патентный документ 1: японская патентная публикация №2938029.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является предотвращение засорения газораспределительной тарелки сушилки с псевдоожиженным слоем влажным сырьем, загружаемым загрузочным лотком.
В настоящем изобретении поставленная задача достигается посредством диспергирования потока влажного сырья, падающего с загрузочного лотка, или увеличением скорости потока греющего и ожижающего газа, вдуваемого в пространство непосредственно под загрузочным лотком из-под газораспределительной тарелки.
Другими словами, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения при сушке влажного сырья в сушилке с псевдоожиженным слоем, для загрузки влажного сырья через загрузочный лоток и подачи высокотемпературного газа в качестве греющего и ожижающего газа из-под распределительной тарелки таким образом, чтобы формировать псевдоожиженный слой на газораспределительной тарелке для сушки влажного сырья, газ вдувается через газодувную форсунку, установленную на участке внешней стенки, между основанием загрузочного лотка и псевдоожиженным слоем для диспергирования потока влажного сырья, падающего из загрузочного лотка.
Согласно первому варианту часть высокотемпературного газа может использоваться как газ, выдуваемый из газодувной форсунки.
Согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения при сушке влажного сырья сушилкой с псевдоожиженным слоем, для загрузки влажного сырья через загрузочный лоток и подачи высокотемпературного газа в качестве греющего и ожижающего газа из-под распределительной тарелки таким образом, чтобы формировать псевдоожиженный слой на газораспределительной тарелке для осушки влажного сырья, скорость потока греющего и ожижающего газа, вдуваемого в пространство непосредственно под загрузочным лотком из-под газораспределительной тарелки, устанавливается быстрее, чем скорость потока греющего и ожижающего газа, вдуваемого в другие области пространства, не непосредственно ниже загрузочного лотка из-под газораспределительной тарелки.
Согласно настоящему изобретению поток влажного сырья, падающий с загрузочного лотка, диспергируется таким образом, что влажный поток с загрузочного лотка не падает интенсивно на определенную площадь непосредственно под загрузочным лотком и газораспределительная тарелка предохраняется от засорения.
Далее согласно настоящему изобретению скорость потока греющего и ожижающего газа, вдуваемого в пространство непосредственно под загрузочным лотком из-под газораспределительной тарелки, ускоряется таким образом, что засорение редко происходит в области газораспределительной тарелки непосредственно под загрузочным лотком, где в основном оно часто происходит, и газораспределительная тарелка предохраняется от засорения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1A - вид продольного сечения, показывающий первый вариант осуществления сушилки с псевдоожиженным слоем согласно настоящему изобретению;
Фиг.1B - вид сечения I-I, взятого на Фиг.1А;
Фиг.2 - основной вид, показывающий условия продувки высокотемпературного газа через газодувную форсунку;
Фиг.3A - вид, показывающий конструкцию газодувной форсунки;
Фиг.3B - вид, показывающий конструкцию газодувной форсунки;
Фиг.4A - вид поперечного сечения, показывающий предпочтительное расположение газодувной форсунки;
Фиг.4B - вид продольного сечения, показывающий предпочтительное расположение газодувной форсунки;
Фиг.5A - вид продольного сечения, показывающий второй вариант осуществления сушилки с псевдоожиженным слоем согласно настоящему изобретению;
Фиг.5B - вид сечения II-II, взятого на Фиг.5А;
Фиг.5C - вид сечения III-III, взятого на Фиг.5А; и
Фиг.5D - вид сечения III-III, взятого на другом примере Фиг.5А.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны на основе вариантов применения настоящего изобретения для сушки угольного порошка для коксовой печи (далее называемый просто «угольный порошок»).
Первый вариант осуществления
На фиг.1A показан вид продольного сечения первого варианта осуществления сушилки с псевдоожиженным слоем согласно настоящему изобретению, и на фиг.1В показан вид I-I, взятый на Фиг.1А.
Как показано на Фиг.1А и 1В, отходящий газ сгорания (далее называемый «высокотемпературный газ»), имеющий температуру примерно 150-250°С, образуемый в коксовой печи (не показано), сжимается компрессором 1 и направляется в дутьевые камеры 4а и 4b, которые расположены под сушилкой 3 с псевдоожиженным слоем, по газовой магистрали 2, в качестве греющего и ожижающего газа. Высокотемпературный газ, поступивший в дутьевые камеры 4а и 4b, проходит снизу вверх через газораспределительную тарелку 5, расположенную выше дутьевых камер 4а и 4b и удаляется через линию отвода газа 6. Пространство в сушилке 3 с псевдоожиженным слоем делится на две сушильные камеры 3а, 3b разделительной перегородкой 7, а дутьевые камеры 4а и 4b расположены под сушильными камерами соответственно.
Угольный порошок в качестве влажного сырья загружается в сушилку 3 с псевдоожиженным слоем с помощью загрузочного лотка 8, и формируется псевдоожиженный слой 9 на газораспределительной тарелке 5 посредством увеличения воздушного потока за счет подачи высокотемпературного газа через газораспределительную тарелку 5. Угольный порошок сушится в этом псевдоожиженном слое 9 таким образом, чтобы иметь предопределенную температуру и соотношение влагосодержания и разгружается посредством разгрузочного лотка 10.
Первый байпасный трубопровод 11 проходит от газовой магистрали 2, и через первый байпасный трубопровод 11 часть высокотемпературного газа вводится в пространство около линии отвода газа 6 в верхней части сушилки 3 с псевдоожиженным слоем. Высокотемпературный газ, вводимый в первый байпасный трубопровод 11, предотвращает образование точки конденсации вокруг и ниже по потоку линии отвода газа 6.
Далее от первого байпасного трубопровода 11 проходит второй байпасный трубопровод 12, через этот второй байпасный трубопровод 12 часть высокотемпературного газа вдувается в газодувную форсунку 13. Газодувная форсунка 13 расположена на участке внешней стенки 3с, между основанием загрузочного лотка 8 и выше псевдоожиженного слоя 9, и через газодувную форсунку 13 часть высокотемпературного газа вдувается в сушилку 3 с псевдоожиженным слоем. Здесь второй байпасный трубопровод 12 может ответвляться от газовой магистрали 2.
На фиг.2 схематично показаны условия продувки высотемпературного газа через газодувную форсунку 13. Как показано на Фиг.2, высокотемпературный газ, выдуваемый через газодувную форсунку 13, диспергирует поток угольного порошка (влажного сырья) таким образом, что угольный порошок, падающий из загрузочного лотка 8, не падает интенсивно в область непосредственно под загрузочным лотком 8. С помощью такой конструкции область газораспределительной тарелки 5 непосредственно под загрузочным лотком 8 предохраняется от засорения угольным порошком.
На фиг.3A и 3B показаны примеры конструкции газодувной форсунки 13. Для того чтобы эффективно диспергировать поток угольного порошка высокотемпературным газом, выдуваемым из газодувной форсунки 13, может использоваться форсунка с расширяющимся устьем, как показано на Фиг.3А. Далее тот же самый эффект может быть получен посредством множества газодувных форсунок 13, распыляющих в различных направлениях, как показано на Фиг.3В.
На фиг.4A показан вид поперечного сечения, иллюстрирующий предпочтительное расположение газодувной форсунки 13. На фиг.4В показан вид продольного сечения, иллюстрирующий предпочтительное расположение газодувной форсунки 13.
Высокотемпературный газ из газодувной форсунки 13 обеспечивает вдувание падающего угольного порошка в направлении разгрузочного лотка сушилки 3 с псевдоожиженным слоем, чтобы диспергировать поток угольного порошка. Здесь разделительная перегородка 7 в сушилке 3 с псевдоожиженным слоем должна предохраняться от изнашивания при попадании вдуваемого угольного порошка. Таким образом, предпочтительно, чтобы отношения высоты Н от основания газодувной форсунки 13 до верхней поверхности псевдоожиженного слоя 9, горизонтального расстояния L от газодувной форсунки 13 до разделительной перегородки 7, вертикального угла θv и горизонтального угла θh газодувной форсунки 13 должны соответствовать отношению следующего неравенства (1):
Здесь, когда сушилка с псевдоожиженным слоем имеет одну сушильную камеру и не имеет разделительной перегородки, вышеупомянутое неравенство (1) рассчитывается при L, равном расстоянию от газодувной форсунки 13 до внутренней стенки сушилки с псевдоожиженным слоем на стороне разгрузочного лотка.
Второй вариант осуществления
На фиг.5A показан вид продольного сечения, иллюстрирующий второй вариант осуществления сушилки с псевдоожиженным слоем согласно настоящему изобретению; на фиг.5B показан вид продольного сечения II-II на фиг.5А, иллюстрирующий предпочтительное расположение газодувной форсунки; и на фиг.5C и 5D показан вид сечения III-III, взятого на Фиг.5А.
На Фиг.5А-5D, отходящий газ сгорания (далее называемый «высокотемпературный газ»), имеющий температуру приблизительно 150-250°C, образуемый в коксовой печи (не показано), сжимается компрессором 1 и вводится в дутьевые камеры 4а и 4b, которые расположены под сушилкой 3 с псевдоожиженным слоем, через газовую магистраль 2, в качестве греющего и ожижающего газа. Высокотемпературный газ, введенный в дутьевые камеры 4а, 4b, проходит вверх через газораспределительную тарелку 5, расположенную над дутьевыми камерами 4a, 4b и выводится через линию отвода газа 6. Пространство в сушилке 3 с псевдоожиженным слоем делится на две сушильные камеры соответственно. Далее, перед дутьевой камерой 4а, область непосредственно под загрузочным лотком 8 отделена от других областей посредством разделительной перегородки 14. В частности, как показано на Фиг.5С-5D, разделительная перегородка 14 установлена, чтобы отделять область непосредственно под загрузочным лотком 8 от остальных областей.
Угольный порошок в качестве влажного сырья загружается в сушилку 3 с псевдоожиженным слоем через загрузочный лоток 8 и образует псевдоожиженный слой 9 на газораспределительной тарелке 5 посредством увеличения воздушного потока за счет подачи высокотемпературного газа через газораспределительную тарелку 5. Угольный порошок сушится в этом псевдоожиженном слое 9 таким образом, чтобы иметь предопределенную температуру и соотношение влагосодержания, и удаляется через разгрузочный лоток 10.
Первый байпасный трубопровод 11 проходит от газовой магистрали 2, и через первый байпасный трубопровод 11 часть высокотемпературного газа вводится вблизи линии отвода газа 6 в верхней части сушилки 3 с псевдоожиженным слоем. Высокотемпературный газ, вводимый в первый байпасный трубопровод 11, предотвращает образование точки конденсации вокруг и ниже по потоку линии отвода газа 6.
Далее, от газовой магистрали 2, проходит второй байпасный трубопровод 12. Через второй байпасный трубопровод 12 вводится высокотемпературный газ в область непосредственно под загрузочный лоток, которая отделена разделительной перегородкой 14 в дутьевой камере 4а, и через газовую магистраль 2 вводится высокотемпературный газ в другие области.
Регулировочный клапан 15 для потока установлен на втором байпасном трубопроводе 12, и регулировочный клапан 16 для потока установлен ниже точки ответвления второго байпасного трубопровода 12.
С такой конструкцией согласно настоящему варианту осуществления регулировочные клапаны 15, 16 для потока, установленные на втором байпасном трубопроводе 12, и газовая магистраль 2 регулируются таким образом, чтобы обеспечить скорость потока греющего и ожижающего газа, вдуваемого в область непосредственно под газораспределительной тарелкой 5, выше скорости потока греющего и ожижающего газа, вдуваемого в другие области, находящиеся не непосредственно под загрузочным лотком под газораспределительной тарелкой. Соответственно засорение происходит редко в области непосредственно под загрузочным лотком 8 газораспределительной тарелки 5, где в основном происходит засорение, так что газораспределительная тарелка 5 защищена от засорения.
Согласно вышеописанному варианту осуществления скорости потока высокотемпературного газа из второго байпасного трубопровода 12 и газовой магистрали 2 регулируются так, чтобы обеспечить скорость потока греющего и ожижающего газа, вдуваемого в область непосредственно под загрузочным лотком 8 под газораспределительной тарелкой 5, более высокой; однако диаметры второго байпасного трубопровода 12 и газовой магистрали 2 можно регулировать или можно установить устройство для сжатия газа на втором байпасном трубопроводе 12, чтобы достигнуть той же цели.
Далее, согласно поставленной задаче, высокотемпературный газ вводится в пространство непосредственно под загрузочным лотком 8 в дутьевой камере 4а из второго байпасного трубопровода 12, отходящего от газовой магистрали 2; однако можно отдельно установить независимый газопровод.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Настоящее изобретение применимо не только для сушки угольного порошка для загрузки в коксовую печь, но также для сушки другого влажного сырья, такого как гранулированный шлак и известняк. Кроме того, высокотемпературный газ, используемый как греющий и ожижающий газ, в сушилке с псевдоожиженным слоем не ограничивается отходящим газом сгорания коксовой печи, здесь также может использоваться выхлопной газ пламенной печи или сушильной печи.