Технологический комплекс для сушки углей с высоким выходом летучих веществ, преимущественно бурых углей

Полезная модель относится к технологическим комплексам, устройствам для реализации термической сушки углей с высоким выходом летучих веществ, преимущественно бурых, и может быть использована в угольной и углеперерабатывающей отраслях промышленности, а также в энергетике.
Известна технологический комплекс для термической сушки углей в трубах-сушилках [1. И.С. Благов, A.M. Коткин. Справочник по обогащению углей. М. - Недра, 1984, стр. 524-529], на котором осуществляется сушка угля в условиях конвективного теплообмена и аэродинамического взаимодействия движущихся частиц материала с газовым потоком. Комплекс включает в себя топку с растопочной трубой, трубу-сушилку, циклон и батарейный пылеуловитель, мокрый пылеуловитель, а также скребковый барабанный питатель и гидрозатвор.
Недостатками данного технологического комплекса являются:
- невозможность сушки углей с высоким выходом летучих, вследствие взрыво- и пожароопасности;
- большие затраты энергии, так как скорость движения газов должна быть в 1,25-1,5 раз больше скорости витания наиболее крупных частиц;
Наиболее близким техническим решением к заявляемому технологическому комплексу является технологический комплекс с полностью замкнутым циклом сушильного агента [2. Муштаев В.И., Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов. М. - Химия, 1988. стр. 105-113]. Технологический комплекс включает в себя калорифер в который подается через вентилятор инертный газ, сушилку с питателем, циклон в котором происходит улавливание подсушенного материала, конденсатор смешения (скруббер), сборник конденсата и холодильник, где охлаждается и осушается отработанный газ, который снова подается в калорифер.
Недостатками данного технологического комплекса являются:
- использование специального дорогостоящего инертного газа;
- сложность комплекса вследствие наличия холодильника и конденсатора.
Целью предлагаемой полезной модели является устранение недостатков присущих аналогу и прототипу, а также обеспечение:
- взрыво- и пожаробезопасности комплекса при процессе сушки;
- сохранение летучих веществ в высушенном угле;
- экономичность эксплуатации комплекса.
Поставленная цель достигается тем, что в технологическом комплексе для сушки углей с высоким выходом летучих веществ, преимущественно бурых, включающем сушильный агрегат с трактами подачи исходного угля и разгрузки готового продукта, системами подвода инертного сушильного агента и отвода отработанного газового потока с дымососами, калорифер для получения горячего инертного газового агента, в качестве калорифера для получения инертного сушильного агента используется теплогенератор с бункером исходного топлива, дутьевым вентилятором и смесителем горячего инертного и отработанного газовых потоков, при этом комплекс дополнительно снабжен установкой классификации исходного угля по крупности, линия разгрузки верхнего продукта которого технологически связана с системой подачи угля в сушильный агрегат, а линия разгрузки нижнего продукта - с бункером исходного топлива теплогенератора, кроме того сушильный агрегат снабжен аспирационной системой, вытяжной патрубок которой гидравлически связан со всасом дутьевого вентилятора, а система отвода отработанного газового потока оборудована дополнительным газоходом с установленным на нем регулятором расхода и дымовой трубой.
Использование в качестве калорифера теплогенератора с бункером исходного топлива, дутьевым вентилятором, смесителем горячего инертного и отработанного газовых потоков и оборудование комплекса установкой классификации исходного угля по крупности, линия разгрузки верхнего продукта которого технологически связана с системой подачи угля в сушильный агрегат, а линия разгрузки нижнего продукта с бункером исходного топлива теплогенератора, обеспечивает:
- подачу на сушку сортированного по крупности угля, не содержащего мелких классов, что позволяет снизить запыленность комплекса и, соответственно, повысить взрыво- и пожаробезопасность;
- снижение расходов на термическую сушку за счет использования в качестве исходного топлива для теплогенератора мелких классов угля;
- получение инертного сушильного агента с необходимой температурой, не превышающей значение температуры, при которой начинается выход летучих веществ, что также повышает взрыво- и пожаробезопасность процесса.
Снабжение сушильного агрегата технологического комплекса аспирационной системой, вытяжной патрубок которой гидравлически связан со всасом дутьевого вентилятора, обеспечивает:
- взрыво- и пожаробезопасность процесса термической сушки за счет удаления из сушильного агрегата сухих пылевидных частиц и их сжигание в теплогенераторе;
- снижение себестоимости технологического процесса сушки за счет использования тепла, образующегося при сгорании сухих пылевидных частиц угля в теплогенераторе.
Оборудование системы отвода отработанного газового потока, с дополнительным газоходом с установленным на нем регулятором расхода и дымовой трубой позволяет с одной стороны, обеспечить инертность сушильного агента, а следовательно, взрыво- и пожаробезопасность процесса, а с другой стороны - требуемую температуру инертного сушильного агента, не превышающую критическую температуру начала выхода летучих веществ.
Технологический комплекс (см. рис. 1) состоит из установки классификации по крупности исходного продукта 1, технологически связанной с системой подачи материала (угля) в сушильный агрегат 2 и в бункер исходного топлива 3 теплогенератора 4 с системой золошлакоудаления. Сушильный агрегат имеет аспирационную систему 5, вытяжной патрубок которой гидравлически связан со всасом дутьевого вентилятора 6. Дутьевой вентилятор технологически связан с теплогенератором 4. Для смешения горячих дымовых газов и отработанного газового потока теплогенератор и смеситель 7 соединены системой газоходов. Смеситель технологически связан с дымососом 8. Система отвода отработанного газового потока сушильного агрегата снабжена вытяжным дымососом 9 и оборудована дополнительным газоходом 10 с установленным на нем регулятором расхода 11 и дымовой трубой 12.
Технологический комплекс работает следующим образом.
Исходный материал (уголь) подается на установку классификации исходного продукта 1, верхний продукт которой поступает на сушку в сушильный агрегат 2, а нижний служит топливом для теплогенератора 4. В теплогенератор с помощью дутьевого вентилятора 6 в качестве дутьевого воздуха для горения топлив подается аспирационный поток воздуха, где происходит процесс горения мелких классов угля. Процесс горения в теплогенераторе осуществляется так, что в образующихся горячих газах практически отсутствует кислород, в результате горячие газы являются инертными. Продукты сгорания - зола и шлак, извлекаются из теплогенератора с помощью системы золошлакоудаления. Полученный в результате процесса горения горячий инертный газовый поток с температурой 800-1000°С направляется в смеситель, где происходит понижение температуры газового потока до 120÷170°С (при данной температуре не происходит выделение летучих веществ), за счет подмешивания отработанного газового потока с меньшей температурой (70-90°С). После смесителя инертный сушильный агент с необходимой температурой с помощью дымососа подается в сушильный агрегат, где происходит сушка классифицированного угля(верхнего продукта поступившего с установки классификации), за счет того, что инертный газ отдает свое тепло и остужается в сушильном агрегате до температуры 70÷90°С. В результате нагрева угля происходит его сушка, то есть удаление влаги с переводом ее в газообразное состояние. При этом для того, чтобы не было подсоса наружного воздуха в отработанный газовый поток, давление в системе отвода отработанного газового потока превышает атмосферное. С помощью вытяжного дымососа 9 часть отработанного газового потока удаляется через дымовую трубу 12, а другая часть подается в смеситель. Расход отработанных газов, направляемых в смеситель, контролируется регулятором расхода 11. Для устранения «дымления» в зоне работы сушильного агрегата создается разряжение в его аспирационной системе. При этом возникающий аспирационный поток, через вытяжной патрубок сушильного агрегата, вентилятором подается в теплогенератор в качестве дутьевого воздуха.