16科院天力SCU褐煤过热蒸汽干燥_推动褐煤利用重大工

山东天力干燥设备有限公司山东省科学院工业节能研究中心2011-9科院天力SCU褐煤过热蒸汽干燥—推动褐煤利用重大工艺革新的洁净煤新技术报告人:李胜2009-11-28„背景和意义„国内外现状和发展趋势„科院天力国际先进的解决方案„科院天力技术基础、特色和优势„科院天力慨况„总结主要内容主要内容2009-11-28„背景和意义„国内外现状和发展趋势„科院天力国际先进的解决方案„科院天力技术基础、特色和优势„科院天力慨况„总结主要内容大纲2009-11-28背景和意义„煤炭是我国的主要能源，分别占一次能源生产和消费总量的76%和69%，在未来相当长的时期内，我国仍将是以煤为主的能源结构。2007年全国煤炭产量约25.23亿t。其中电煤的耗量超过总产煤量的50％。2007年全国供电煤耗为357g/kWh，比2005年降低9g/kWh20.4%77.8%1.2%0.6%HydroFossilNuclearOther„科院天力的成套解决方案—SCU过热蒸汽褐煤预干燥2009-11-28背景和意义„储量13%VS33%，同欧美相比，我国褐煤大规模开发利用才刚刚开始(坑口电厂、煤化工、动力煤外运）„褐煤的特点：湿度大（35-50%）、燃点低、易自燃、高污染、运输半径小。提质----↓x-↑η（利用）↓d-↑η(提质过程）2009-11-28„背景和意义„国内外现状和发展趋势„科院天力国际先进的解决方案„科院天力技术基础、特色和优势„科院天力慨况„总结主要内容大纲2009-11-28„国内褐煤干燥的工业应用还没有大规模展开„国内准工业规模褐煤预脱水装置：z燃煤烟气直接接触(90%)：链板式，移动床式，转筒干燥z间接干燥：过热蒸汽内加热流化床,(过热)蒸汽回转圆筒(天力）„国外工艺：z成熟（间接干燥90%）：德国RWE公司(DWT)的过热蒸汽流化床技术德国ZEMAG公司的间接接触回转干燥机z待开发：美国Encoal,Coaltek,K-fuel，澳大利亚Coldry，神户钢铁国内外现状和发展趋势2009-11-28„国内燃煤烟气直接接触„CK系列网带式改性、炭化炉需要控制烟气温度低，干燥褐煤最终湿含量较高，脱水能力较低„SZ振动混流干燥能将褐煤的湿含量降低10%，烟气消耗量大，运行成本高国内外现状和发展趋势2009-11-28„国内燃煤烟气直接接触高温烟气气流干燥和辊压成型工艺HPU国内外现状和发展趋势2009-11-28„国内燃煤烟气直接接触高温烟气回转圆筒干燥国内外现状和发展趋势2009-11-28„国内蒸汽间接接触蒸汽回转圆筒干燥国内外现状和发展趋势2009-11-28„国外直接烟气接触WhiteBCB国内外现状和发展趋势2009-11-28„国外间接低温--干燥德国莱茵(RWE)过热蒸汽干燥工艺z已在德国建成3套，脱水能力为110T/h，与原有电厂工艺无缝连接。国内外现状和发展趋势2009-11-28„国内蒸汽间接接触德国Cottbus加压过热蒸汽流化床国内外现状和发展趋势2009-11-28„国内蒸汽间接接触Zemag管式干燥国内外现状和发展趋势2009-11-28„背景和意义„国内外现状和发展趋势„科院天力国际先进的解决方案„科院天力技术基础、特色和优势„科院天力慨况„总结主要内容大纲2009-11-282009-11-28„什么是SHS过热蒸汽干燥(Super-HeatedSteamdrying)科院天力国际先进的解决方案循环蒸汽过热器循环风机原料干燥器（内置加热器）产品微过热蒸汽排放蒸汽蒸汽直接利用换热器余热回收冷凝液分离加热器排放混合气湿烟气空气2009-11-282009-11-28„SHS过热蒸汽干燥技术特点科院天力国际先进的解决方案2009-11-282009-11-28„SHS过热蒸汽干燥----褐煤干燥实验验证科院天力国际先进的解决方案不同实验条件下褐煤的干燥曲线和干燥速率曲线(干燥气体温度150℃)编号空气流量(kg/h)蒸汽流量(kg/h)1#602#423#244#06科院天力国际先进的解决方案„SCU过热蒸汽节洁净煤技术(Superheated-steamlow-rankCoalUpgrading)------（SFCU、SPCU、SDCU）„SFCU技术-过热蒸汽内加热流化床干燥成熟技术，单台处理量大：670MW发电机组、300MWIGCC，年产300万吨提质型煤、年处理600万吨60万吨甲醇。„SDCU技术－过热蒸汽低温蒸汽回转干燥，对原料的含水量（35~55%）和粒度（0.5~35mm)适应性广，可采用氮气保护工艺，实现深度脱水（成品含水量低于１%）：处理量50万吨的煤化工项目、150MW的发电机组高水分褐煤预干燥工程。„SPCU技术－高温快速干燥的脉冲气流干燥，快速粉碎脱水、干燥效率高，可抑制褐煤热解。适用于年产100万吨型煤项目。2009-11-282009-11-28„SCU技术研发历程和实际应用„始于1999年，2004年：过热蒸汽流化床干燥工艺(SFCU技术核心)，四套工业装置应用于纯碱行业。„2004年：河南某电厂成功提供煤粉深度干燥系统，采用氮气闭路保护蒸汽回转干燥工艺（SDCU）。„2006年：中国矿业大学提供气流+内加热流化床褐煤干燥系统(SPCU)。„2008年：过热蒸汽内加热流化床洁净煤技术（SFCU），2009年完成工业验证。科院天力国际先进的解决方案2009-11-28„SFCU过热蒸汽节能内加热流化床预干燥洁净煤技术(Super-heatedSteamFluidbedlow-rankCoalUpgrading)z华能九台电厂670MW机组(设计阶段）z泛海集团、金帝集团100万吨型煤项目（可研完成）z上电、国电15万吨型煤放大示范项目(可研、设计阶段）科院天力国际先进的解决方案内加热流化床干燥装置：内加热流化床干燥机是在常规流化床干燥机和间接加热式干燥基础上发展起来的一种新型干燥技术，它将管式或板式换热器沉浸在流态化干燥物料中，内置换热器中通有热(冷）介质，物料脱水（冷却），需要的热量主要由内置换热器提供，从而以较小的风量满足物料流化的要求。流化介质主要携带水分、维持床层颗粒正常流态化的作用。其干燥（冷却)过程主要是内置换热器与两相流的传热及两相流之间的传质。2009-11-282009-11-28由汽轮机四抽或锅炉来饱和蒸汽（0.6~0.8MPa)余热回用，加热锅炉给水过热蒸汽（110°C，0.1~0.15MPa)回锅炉给水„褐煤过热蒸汽预干燥洁净煤新技术(SFCU)科院天力国际先进的解决方案2009-11-282009-11-28科院天力国际先进的解决方案原煤量：143t/h低位热量：2700kcal/kg全水分：50％蒸汽压力：0.1Mpa蒸汽温度：112℃蒸汽流量：84t/h蒸汽压力：0.1Mpa蒸汽温度：112℃蒸汽流量：84t/h蒸汽压力：0.7Mpa蒸汽温度：164℃蒸汽流量：96t/h蒸汽压力：0.15Mpa蒸汽温度：110℃蒸汽流量：21t/h蒸汽压力：0.15Mpa蒸汽温度：110℃蒸汽流量：63t/h干燥煤量：10t/h低位热量：5100kcal/kg全水分：10％干燥煤量：70t/h低位热量：5100kcal/kg全水分：10％压力：0.55Mpa温度：154℃流量：96t/h2009-11-282009-11-28„褐煤过热蒸汽预干燥洁净煤新技术(SFCU)科院天力国际先进的解决方案（回锅炉给水系统）（余热加热锅炉给水）2009-11-28------SFCU褐煤过热蒸汽预干燥洁净煤新技术z安全：过热蒸汽系统内全部为无氧环境，低温干燥，过程安全可靠z节能：系统能耗低，乏汽余热重新利用：1t水/0.3t蒸汽z节水：蒸发出水分全部回用，节约水资源z环保：工艺气体为纯过热蒸汽、无废气排放z无缝链接：通过在输煤或磨煤工段设置独立干燥岛，实现技改和新上项目的前后工艺无缝链接科院天力国际先进的解决方案2009-11-28------SFCU褐煤过热蒸汽预干燥洁净煤新技术z经济：高床层专利，产能比RWE高2-3倍，节省投资60%z可靠：2004年成功工业应用，目前建成4套，2009年10月通过验证系统确定工业生产工艺参数。z处理量大：单台75m2流化床能满足年产500万吨提质褐煤要求z成套工艺技术国际首创：已获国内授权专利两项，已申请国际专利，处于国际领先水平。科院天力国际先进的解决方案2009-11-28------SFCU褐煤过热蒸汽预干燥洁净煤新技术z减排--褐煤变“烟煤”：z发热量提高40%,燃料消耗减少5%，燃烧效率提高约1.2%,CO2减少0.05-0.1吨/Mw.h，5~10%，以2010年28GW的装机量计：z发电煤耗降低10-12g/Kw.h,年节煤1848万吨，z上网电价降低8-15元/Mw.hz新建670MW发电机组投资降低5亿元,节约静态建设投资111.9亿元zCO2减排600万吨/年，CDM支持近37000万元/年科院天力国际先进的解决方案2009-11-28„年产100万吨提质褐煤干燥工艺比较科院天力国际先进的解决方案干燥工艺干燥热源能耗/吨产品运行成本/吨产品数量投资万元安全性环保节能备注SFCU过热蒸汽流化床（天力）饱和蒸汽0.2t蒸汽；5.1kw.h9.06元1台3500褐煤接触环境为过热蒸汽，安全过热蒸汽完全回收利用，节能节水无尾气排放、占地面积小过热蒸汽流化床（RWE）饱和蒸汽0.2t蒸汽；9.2kw.h11.52元1台9000褐煤接触环境为过热蒸汽，安全过热蒸汽完全回收利用，节能节水无尾气排放、占地面积小SDCU过热蒸汽回转干燥（天力）饱和蒸汽0.2t蒸汽；6.4kw.h9.84元2台4800褐煤接触环境为过热蒸汽，安全过热蒸汽完全回收利用，节能节水无尾气排放、占地面积大管式干燥机ZEMAG饱和蒸汽0.55蒸汽；1.82kw.h17.6元4台3500褐煤接触环境为少量热空气，较安全尾气直接排放，不节能占地面积大烟气转筒干燥机热烟气（350℃）139kg煤；34kw.h37.08元2台5000褐煤接触环境为热烟气，不安全尾气直接排放，不节能占地面积大注：蒸汽按30元/吨计，电按0.6元/度计，褐煤原煤按120元/吨计2009-11-281、排气布袋除尘器a.压缩空气2.排气旋风除尘器b.排气3.返料旋转卸料阀c.加料4.加料螺旋d.蒸汽5.皮带输送机e.冷凝水6.斗提机f.压缩空气7.预混器旋转卸料阀8.预混器9.内加热流化床10.刮板输送机11.出料螺旋12.出料旋转卸料阀13.循环多极离心风机14.旋风除尘器15.布袋除尘器16.旋转卸料阀„天力公司过热蒸汽干燥工艺实际应用关键设备和工艺成熟科院天力国际先进的解决方案2009-11-28„年产300万吨提质褐煤工艺参数科院天力国际先进的解决方案2009-11-28„年产300万吨工艺参数z处理量540t/h，允许原料粒度≤3mmz初水分35%，终水分５-12%z脱水量124t/hz一次蒸汽消耗152t/h,蒸汽压力2.5MPa，锅炉6*35Tz常压流化床75m2z总装机功率4200Kwz吨产品成本：43.2元（干燥成本：15.6元）科院天力国际先进的解决方案2009-11-282009-11-28„300MW机组干燥岛工艺参数zA、处理量：200t/h脱水量：27.6t/hzB、原料：褐煤，初水≈32.83%，粒度2mm，终水分≈22.8%zC、公用工程条件：用电：380/220V热源：0.3MPa（G）饱和蒸汽，系统运行温度：110℃zD、流化床8m2两台,并联操作科院天力国际先进的解决方案2009-11-28„褐煤工业验证试验z2009年，天力公司完成工业规模褐煤过热蒸汽内加热流化床干燥的验证试验，确定了关键工艺和设备参数。干燥前的褐煤干燥后的褐煤科院天力国际先进的解决方案2009-11-28SFCU工业生产验证系统„褐煤工业验证试验z2009年，天力公司完成工业规模褐煤过热蒸汽内加热流化床干燥的验证试验，确定了关键工艺和设备参数。科院天力国际先