1、引言
    干燥烘干機(jī)是被用來去除煙煤中的水分的。本文強(qiáng)調(diào)的足去除煙煤中的水分。要去除的煙煤中的水分主要是水基選煤工藝之后殘留的水分。20世紀(jì)六七十年代，大多數(shù)選煤廠擁有干燥機(jī)，而且這些干燥機(jī)處理了選煤廠的大部分產(chǎn)品。到了20世紀(jì)八十年代，離心干燥機(jī)的工作效率大大提高，根本上不再需要用干燥機(jī)篩選28目的部分。20世紀(jì)九十年代，工廠增加了篩網(wǎng)離心機(jī)，將煤炭離心脫水率降到325目。這意味著以典型的50劍70的哈氏可磨性指數(shù)，去除-32s日的動(dòng)力煤不再需要干燥機(jī)。但是，由于高哈氏可磨性指數(shù)，使用篩網(wǎng)離心機(jī)會(huì)導(dǎo)致不可避免的產(chǎn)品損失。因此這些擁有干燥機(jī)、處理高哈氏可磨性指數(shù)煤的選煤廠保留下，干燥機(jī)。根據(jù)審批要求以及典型的流化床十燥機(jī)昂貴的運(yùn)行成本和資金成本，那些沒有干燥機(jī)，處理高哈氏可磨性指數(shù)煤的工廠不能接受新的干燥機(jī)帶來的重大損失。本文中出現(xiàn)的十燥機(jī)設(shè)計(jì)主要強(qiáng)調(diào)：(1)熱法十燥選煤廠高哈氏可磨性指數(shù)煤中的細(xì)煤問題，(2)在產(chǎn)品易受凍的低溫環(huán)境中煤的干燥問題。
    干燥機(jī)根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)分類：
    (1)干燥室：飛灰，流化床或滾筒；
    (2)鋼化爐氣體：周圍有空氣（單程干燥機(jī)）或一部分排出氣體（氣體再循環(huán)干燥機(jī)）的回火；
    (3)系統(tǒng)壓力：正壓、負(fù)壓或推挽式的情況；
(4)燃料：煤（粉狀或塊狀）、天然氣或石油。
富通新能源銷售木屑烘干機(jī)、木屑顆粒機(jī)等機(jī)械設(shè)備。
    20世紀(jì)七八十年代典型的干燥煤是在負(fù)壓下運(yùn)行的“單程”干燥機(jī)里燃燒的煤。該干燥機(jī)在圖l中說明。這種“單程”干燥機(jī)主要應(yīng)用于需要頻繁點(diǎn)火的懸浮細(xì)煤。該“單程”干燥機(jī)有更多的活動(dòng)部分并且需要更長的停留時(shí)間，這使得它更龐大而且更昂貴。在這一時(shí)段，大約仍有20臺(tái)“單程”流化床干燥機(jī)在美國運(yùn)行，加拿大15臺(tái)，俄羅斯4臺(tái)。這些干燥機(jī)的設(shè)計(jì)為正壓、負(fù)壓和推挽式的。負(fù)壓干燥機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是可以將周圍空氣推入干燥機(jī)，防止揚(yáng)塵的產(chǎn)生。在20世紀(jì)七十年代早期，正壓流化床干燥機(jī)就因?yàn)槿菀灼鸹鸲�不適用。到20世紀(jì)80年代，大多數(shù)新的流化床干燥機(jī)為H&P或足ENI的負(fù)壓干燥機(jī)。所有這些煙煤爐干燥機(jī)都是用周圍空氣加熱氣體的“單程”干燥機(jī)。這意味著在干燥機(jī)中有充足的空氣或氧氣，使火花能夠保持在床面上，或使懸浮細(xì)煤在流化床E面起火。這些干燥機(jī)不干燥水分低于4%的煤，導(dǎo)致干燥產(chǎn)品蒸發(fā)冷卻。相對(duì)的低溫產(chǎn)品使干燥機(jī)中煤的意外燃燒溫度最小化。“單程”干燥機(jī)中氧含量越高，表明使用的是32英尺（水柱）壓降的高能濕式凈氣器。這意味著這些干燥機(jī)，一半以上的功率都用于高能濕式凈氣器。另外，典型的“單程”流化床干燥機(jī)在氣旋溢出中大約損失l%的產(chǎn)品。
    流化床的使用要求在原料中包含一些粗粒煤。因此，盡管只有濾餅需要熱干燥，也有必要在干燥器加料中增加一些離心產(chǎn)晶。盡管這些增加的原料并不會(huì)增加蒸汽負(fù)荷，但是更高的噸位要求更大的流化床，且提升粗粒煤溫度需要的熱基本上是廢熱。
    “單程”流化床干燥機(jī)包括爆破門，H的是為干燥機(jī)中的粉塵點(diǎn)火器減壓。負(fù)壓和推挽式的干燥機(jī)上的爆破門都是鉸鏈?zhǔn)降�。粉塵型點(diǎn)火器的火源足流化床前面拐角處的明火，在那里一些潮濕的原料可能被加熱。
    大約建造了170臺(tái)這種流化床干燥機(jī)。這些干燥機(jī)中的一部分30年后仍在運(yùn)行。根據(jù)大小，干燥機(jī)上的抽氣扇的馬力從1500到5000不等。這些干燥機(jī)的運(yùn)行成本參數(shù)如F;
    (1)功率一主要是抽氣扇；
    (2)燃料一用于工作的輸入熱和排入大氣中的廢熱；
    (3)損失的產(chǎn)品一在氣旋溢出／洗滌廢水中處理量損失的1%。
    這些干燥機(jī)最初是在微粒排放標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)前設(shè)計(jì)的，且是在電和煤部不貴的情況下。到了20世紀(jì)90年代，這些干燥機(jī)消耗大量的電力，加工了比所需更多的煤，損失了部分產(chǎn)品，并產(chǎn)生大量廢熱。
    改進(jìn)的干燥機(jī)應(yīng)該包括：
    (l)減少排入大氣的廢熱；
    (2)消除了在十燥機(jī)原料煤中包含粗粒煤的必要性；
    (3)減小每噸水分蒸發(fā)需要的功率；
    (4)回收在氣旋溢出洗滌廢水中失去的微粉；
    (5)產(chǎn)生一種水分低的干燥機(jī)產(chǎn)品，降低重量，使經(jīng)過干燥機(jī)的煤與干燥產(chǎn)品混合，達(dá)到所需的水分要求。
2、氣體再循環(huán)式干燥機(jī)
以前的煙煤爐水分干燥機(jī)用排入大氣的廢氣流，即周圍空氣來調(diào)節(jié)爐內(nèi)存在的氣體，這些排入大氣的廢氣包括鍋爐氣、冷卻氣、蒸汽。這些干燥機(jī)排放到空氣中的氣流量很高，且有充足的、濃度為16%～18%的氧氣在煤的干燥過程中進(jìn)行燃燒或點(diǎn)火。
    上述處理工藝可以用一部分廢氣來代替調(diào)節(jié)爐內(nèi)的氣體。該方法對(duì)處理工藝的影響如下：
    (1)由于干燥燃料的原因，導(dǎo)致干燥氣體只有1%-5%的氧氣濃度，小于煙煤燃燒所需的最低氧，氣濃度。
    (2)基于典型的50%的循環(huán)率，使排入大氣中的氣流降低，降低幅度大約為“單程”流化床干燥機(jī)蒸汽負(fù)荷的一半。
    (3)氣體再循環(huán)處理工藝導(dǎo)致廢氣或循環(huán)氣中含有45%～50%的水分，這就需要有更高的溫度（大概93℃）。由于排入大氣中的廢氣流較低而導(dǎo)致了單位廢氣產(chǎn)生更高的廢熱，但是凈廢熱率降低。
    圖2顯示的是氣體再循環(huán)的流程圖。其優(yōu)勢(shì)在于內(nèi)部氣體使煤干燥但不燃燒，而且排到大氣中氣流更少。氣體再循環(huán)干燥機(jī)是已經(jīng)經(jīng)驗(yàn)證的技術(shù)，并且已經(jīng)商業(yè)化。低品質(zhì)煤比煙煤擁有更高的揮發(fā)物含量，也就是吏低的同定碳含量，這導(dǎo)致其著火點(diǎn)很低。美國煤礦局在二十世紀(jì)四十年代為干燥低品質(zhì)煤開發(fā)出了氣體再循環(huán)干燥機(jī)。鎂鋁集團(tuán)在Sandow建設(shè)了9個(gè)氣體再循環(huán)干燥機(jī)，從1954年運(yùn)行到2007年。2006年，Prairie Mines在加拿大的薩斯喀徹溫省成功安裝了一臺(tái)氣體再循環(huán)干燥機(jī)。
  20世紀(jì)70年代，氣體再循環(huán)處理也用于制造22對(duì)焦炭電池預(yù)熱器。因?yàn)楦稍锂a(chǎn)品通常被加熱到145～205℃，因此惰性氣體和氣體再循環(huán)處理工藝的使用是焦炭電池預(yù)熱器所必需的。
2.1干燥室
    CE雷蒙德閃蒸干燥機(jī)是一種細(xì)煤的干燥機(jī)，應(yīng)用于20世紀(jì)六十年代。這是一種傳輸式干燥機(jī)，小于6.35mm的煤進(jìn)入一個(gè)垂直的干燥筒內(nèi)，煤在干燥筒的頂部溢出，并在旋風(fēng)分離機(jī)內(nèi)還原。煤在干燥機(jī)中有2～3秒的停留時(shí)間，干燥機(jī)能有效地對(duì)其干燥。該干燥機(jī)存在的問題是，由于爐內(nèi)的氣體與周圍空氣的剛火而容易被點(diǎn)燃，導(dǎo)致危險(xiǎn)。氣體再循環(huán)干燥機(jī)和閃蒸干燥機(jī)的使用解決了點(diǎn)火的問題，使閃蒸干燥機(jī)安全有效。氣體再循環(huán)閃蒸干燥機(jī)的優(yōu)勢(shì)如下：
    (1)使用氣體再循環(huán)閃蒸干燥機(jī)不要求包含任何粗粒煤，與“單程”流化床干燥機(jī)相比，這就降低了需要干燥的煤量，從而使干燥機(jī)的規(guī)�？s小，去除了加熱粗粒煤而需要的熱量。這意味著氣體再循環(huán)閃蒸干燥機(jī)只能處理濾餅。
(2)干燥機(jī)中2～3s的停留時(shí)間使得干燥機(jī)規(guī)模更小。
    (3)氣體再循環(huán)閃蒸干燥機(jī)的產(chǎn)品與“單程”流化床干燥機(jī)的產(chǎn)品含水量大致相同（約2%）。由于處理選煤廠中級(jí)顆粒的離心干燥機(jī)得到更新，變得更加有效，干燥產(chǎn)品中2%的水分只能干燥一部分濾餅，從而達(dá)到6%～8.5%的水分含量與小于50mm的產(chǎn)品混合，這就進(jìn)一步減小了十燥機(jī)的規(guī)模。
    閃蒸干燥機(jī)運(yùn)行過程中，給料時(shí)成塊的濾餅在高速率氣流中分散，其分散的速度取決于位于干燥筒底部的高速文丘里管。分散塊狀物料的速度是濾餅灰分含量的一個(gè)函數(shù)。如果濾餅含大量粘土，其代替方法是合并閃蒸干燥筒底部的介質(zhì)床。與之前的“單程”流化床干燥機(jī)相反，介質(zhì)床是一種惰性物質(zhì)流化床。濾餅和個(gè)別微粒到達(dá)介質(zhì)床，迅速地從介質(zhì)床中與分解的凝聚物輸出，然后被傳送。具體方法的選擇要取決于濾餅的預(yù)測(cè)分析。介質(zhì)床的缺點(diǎn)足導(dǎo)致系統(tǒng)壓力的提高。
2.2系統(tǒng)壓力
    如前所述，以前的“單程”流化床干燥機(jī)可以足(l)負(fù)壓干燥機(jī)；(2)正壓干燥機(jī)；(3)推挽式干燥機(jī)。負(fù)壓流化床干燥機(jī)成為首選是因?yàn)?1)負(fù)壓允許消防軟管進(jìn)入干燥室中以滅火；  (2)干燥機(jī)上任何泄漏都可把周圍空氣推入干燥機(jī)中而不是把廢氣排入大氣中。
  氣體再循環(huán)干燥機(jī)正好相反。負(fù)『玉氣體再循環(huán)干燥機(jī)中的空氣很容易進(jìn)入干燥機(jī)中，而且很難辨別泄漏源頭。如果正壓氣體再循環(huán)十燥機(jī)上有泄漏，廢氣就被排出（用來確定泄漏源頭），而且沒有空氣排放到大氣中。這就說明氣體再循環(huán)閃蒸干燥機(jī)應(yīng)該完全是正壓的。AMAX-Belle Ayr氣體再循環(huán)流化床低品質(zhì)煤干燥機(jī)(1984)和Consol-Georgetown氣體再循環(huán)閃蒸細(xì)煙煤干燥機(jī)都足推挽式系統(tǒng)，這會(huì)產(chǎn)牛間歇性點(diǎn)火（且頻率平均）。
    正壓氣體再循環(huán)閃蒸干燥機(jī)有兩個(gè)風(fēng)扇：(1)位于循環(huán)導(dǎo)管的循環(huán)扇；(2)燃燒空氣扇。這與焦炭電池預(yù)熱器、Alcoa Sandow褐煤干燥機(jī)和Prairie Bienfait褐煤干燥機(jī)的設(shè)計(jì)相匹配。
2.3產(chǎn)品回收／粒子排放控制
    使用惰性氣體的袋式除塵器用來回收產(chǎn)品和控制粒子排放，這與“單程”流化床干燥機(jī)的高能凈氣器相反。袋式除塵器有5英尺的壓降而高能凈氣器的壓降為32英尺。相對(duì)于高能凈氣器，袋式除塵器使整個(gè)干燥機(jī)的靜壓或者壓力降了一半。這就意味著氣體循環(huán)扇的馬力能夠降到“單程”流化床干燥機(jī)廢氣扇的一半，而蒸汽負(fù)荷大致相同。
    使用袋式除塵器而不是高能凈氣器的優(yōu)勢(shì)如下：
    (1)基于濾餅的干燥，袋式既可以代替凈氣器也可以代替以前“單程”流化床千燥機(jī)使用的氣旋。袋式除塵器可以放在循環(huán)氣流和廢氣流之前的內(nèi)部氣體循環(huán)中。這可以與用在Prairie-Bienfait褐煤氣體冉循環(huán)干燥機(jī)中的處理流程相匹配。
    (2)與以前的“單程”流化床干燥機(jī)中要有1%的產(chǎn)品損失不同，袋式除塵器回收r全部干燥產(chǎn)品。
    (3)每噸蒸汽負(fù)荷系統(tǒng)馬力減少了1/2。
    (4)袋式除塵器的使用消除了在處理“單程”流化床干燥機(jī)凈氣器污水時(shí)使用增稠劑的必要性。
2.4燃料
    氣體再循環(huán)閃蒸干燥機(jī)加熱器可以用煤粉、天然氣或者石油點(diǎn)火。由于爐體壓力，可能很難點(diǎn)燃?xì)怏w加熱器�，F(xiàn)有的大部分正壓氣體再循環(huán)干燥機(jī)都是由天然氣或煤粉點(diǎn)火的。由于對(duì)空氣需求量的差異，天然氣點(diǎn)火的的氣體加熱器可由I%N3%的氧氣操控，而煤粉燃料是2%～5%的氧氣。天然氣點(diǎn)火的干燥爐成本大約是煤粉燃料加熱器的一半。
2.5熱工蒸發(fā)負(fù)荷的啟動(dòng)與關(guān)閉
由于布袋除塵器的溫度限制和煤炭的點(diǎn)火潛能，在加入煤料前使干燥氣體惰性化，在沒有進(jìn)行氣體惰性化之前不能加料。這是由一個(gè)人工蒸發(fā)負(fù)荷( AEL)完成的。該AEL是空氣霧化水，會(huì)產(chǎn)生能迅速蒸發(fā)的微小液滴。AEL是一個(gè)人工的散熱器，擁有960 BTU/磅水的汽化潛熱。干燥機(jī)通過激活循環(huán)扇來啟動(dòng)。氣體加熱機(jī)／干燥爐隨后把AEL作為散熱片而肩動(dòng)，并保持一個(gè)預(yù)設(shè)的排氣溫度。燃燒過程消耗氧氣（包括過量空氣和氧氣），而系統(tǒng)中的氧氣在幾分鐘之內(nèi)會(huì)變成廢氣。AEL由一個(gè)廢氣溫度設(shè)定點(diǎn)控制，該溫度高于干燥爐控制廢氣溫度設(shè)定點(diǎn)2度。當(dāng)系統(tǒng)已經(jīng)惰性化，煤炭加料就被肩動(dòng)，控制系統(tǒng)會(huì)變?yōu)樽詣?dòng)。由于AEL和干燥爐廢氣溫度設(shè)定點(diǎn)的籌異，AEL會(huì)自動(dòng)降低煤炭水分，變成散熱片。AEL控制流程是自動(dòng)化的，如果煤炭加料突然損失，它能自動(dòng)被激活。盡管干燥爐輸出會(huì)自動(dòng)收叫原料，以免原料損失，但是AEL會(huì)更快地反映，并且保留十燥爐和管道系統(tǒng)里的熱量。處理過程在煤炭加料減少關(guān)機(jī)時(shí)和加料率低時(shí)反轉(zhuǎn)，煤炭加料關(guān)閉，并被AEL代替。在所有的煤炭都從系統(tǒng)中傳送}}{后，干燥爐關(guān)閉。
    上述大部分系統(tǒng)已經(jīng)用在最近的氣體再循環(huán)干燥機(jī)中，包括Prairie-Bienfait公司，AMAX- BelleAyr公司，Unocal-Obed公司和White Energy-Tabang公司。早期安裝的設(shè)備，如1954年建設(shè)的Alcoa-Sandow氣體再循環(huán)干燥機(jī)實(shí)際上是由氮?dú)鈫��?dòng)的。氣體霧化AEL是氮?dú)舛栊曰�的一個(gè)重大改進(jìn)。使用空氣霧化水分對(duì)氧氣濃度的影響微乎其微。
3、結(jié)論
    圖3顯示了濾餅干燥系統(tǒng)的示意圖。最佳的濾餅干燥系統(tǒng)是正壓、氣體再循環(huán)、閃蒸干燥機(jī)和人工蒸汽負(fù)荷。如果干燥機(jī)加料含粘土成分凝聚成濾餅，有必要使用介質(zhì)床以分解凝聚物。該干燥機(jī)最初的目的是處理： (1)高可磨性指數(shù)、有一定比例，-325日的煤產(chǎn)品；(2)煤炭在低溫環(huán)境q1運(yùn)輸車上的結(jié)冰問題。