褐煤流化床提质性能研究

针对褐煤水分高、发热量低、易风化自燃等特点,以内蒙古褐煤为研究对象,进行了褐煤静态干燥实验和褐煤提质多因素实验。以O2体积分数10.5%的烟气为干燥介质,在分析褐煤流化床提质干燥机理的基础上,对褐煤进行流化床动态提质实验。结果表明:褐煤提质水分控制在5%左右为宜。褐煤粒级小于3 mm时,温度对煤样干燥速度影响最大,其次是煤样粒度,风速对干燥速度影响最小。确定全粒级、0.5~1.25、1.25~2、2~3 mm褐煤临界流化风速分别为38、20、40和50 m3/h。褐煤适宜提质温度和时间分别为200~240℃和5~8 min。最后建立了褐煤提质模型,说明褐煤提质规律与提质介质温度、风速密切相关,该模型对褐煤提质生产具有指导作用。     

褐煤热风-红外联合干燥方式优化与物性分析

褐煤干燥脱水是实现其高效利用、节能减排的重要技术措施。基于不同热风温度(60℃,80℃,100℃)和煤样粒度(小于2 mm, 2 mm～5 mm, 5 mm～7 mm, 7 mm～10 mm, 10 mm～13 mm)对高西沟低阶褐煤单一热风干燥特性进行探讨,依次采用单一热风干燥、热风-红外串联和热风-红外并联联合干燥方式,通过实验分析了干燥过程褐煤水分比和干燥速率的变化特征,应用比能耗(Q_SEC)和能效(η_e)对比了三种干燥方式的能耗,采用SEM和FTIR分别分析了煤样表观形貌和官能团。结果表明：单一热风干燥温度越高,煤样与空气温差越大,煤样获得的热量越高,干燥速率越快;煤样粒度越小,煤样水分比下降越快,结束时的水分比越低;热风-红外串联联合干燥转换时间节点越早,所需干燥时间越短,在热风与红外干燥阶段干燥速率各出现一次最大值;并联干燥中褐煤水分比呈指数下降,并以降速期为主要阶段;三种干燥方式按比能耗由大到小依次为单一热风干燥(334.54 MJ/kg)、热风-红外并联干燥(273.89 MJ/kg)、热风-红外串联干燥(121.18 MJ/...     

褐煤干燥特性研究

流化床干燥褐煤具有快速干燥脱水特性,对于内蒙古褐煤煤样,当干燥温度小于200℃时,去除煤样外在水分达到煤样临界干基湿含量所用的最短时间为8min。而当干燥介质温度大于220℃时,干燥速度加快,达到煤样临界干基湿含量的时间缩短到5min。干燥脱水特性方程,符合单项扩散模型,其干燥规律与干燥介质温度和风速有密切关系。     

流化床干燥过程中分粒级褐煤的自燃特性研究

以氧含量为10.5%的模拟烟气作为干燥气体在流化床干燥器中对通辽分粒级褐煤的自然特性进行了研究,考察了粒度为0.5～1.25mm、1.25～2.0mm、2.0～3.0mm三个粒级煤样的自然特性.实验结果表明:干燥过程中发生自燃的危险性随着干燥温度和干燥时间的增加而增加;煤样粒级增加,发生自燃的危险性增大;控制干燥时间不超过8min,可在200℃～240℃下安全的完成干燥过程,不发生自燃.     

褐煤热解半焦性质研究

以锡林郭勒褐煤为原料,研究褐煤的热解特性;考察了热解温度等因素对褐煤热解过程以及产物性质的影响。研究结果表明:锡林郭勒褐煤在热解温度520℃,停留时间为1.5 h,煤样粒度为13~20 mm的条件下,可以制备高发热量的半焦,此时半焦发热量为27.81 MJ/kg;锡林郭勒褐煤最佳热解温度480~520℃,半焦发热量25 242~27 162 kJ/kg;半焦产率55%~56%。     

宝日希勒褐煤的热压提质试验研究

介绍了气流干燥技术的优点,并利用HPU试验线对宝日希勒褐煤进行了热压提质研究。煤样热重分析表明宝日希勒褐煤适宜的干燥温度为105～371℃。通过分析干燥温度、给料频率对提质煤粉水分的影响及提质煤粉水分对型煤质量的影响,说明提质煤粉水分随干燥温度的升高而降低,随给料频率的增加而增大,宝日希勒褐煤适宜的干燥温度为220～320℃,给料频率为30～50 Hz;提质煤粉较适宜的水分范围为5%～13%,最佳水分为5%～8%,此时,型煤抗压强度可达900 N/个以上,落下强度超过80%。因此,以高温烟气为干燥介质,采用气流干燥技术对宝日希勒褐煤进行脱水干燥提质是可行的。试验结果为拓展宝日希勒褐煤的加工利用途径提供了依据,也为其他地区的褐煤提质提供参考。     

流化床干燥过程中全粒级褐煤的自燃特性研究

本文以氧含量为10.5%的模拟烟气为干燥气体在流化床干燥器中对通辽全粒级褐煤的自燃特性进行了研究,考察了粒度0.5～3.0 mm的煤样的自燃特性.实验结果表明:干燥过程中发生自燃的危险性随着干燥温度和干燥时间的增加而增加;在气流温度为200℃和220℃条件下可安全完成干燥过程:若控制干燥时间不超过8 min,可在200℃～240℃下完成干燥过程.不发生自燃.     

内蒙古某褐煤干燥特性的实验研究

利用热风干燥实验装置对内蒙古某褐煤进行不同温度、不同风速、不同粒度的干燥特性研究。结果表明：降低褐煤的粒度可有效缩短干燥时间;热风风速对褐煤的干燥速率影响很小,干燥适宜温度为150~165℃,在此温度区间内干燥时间较理想,进一步提高风温虽然有助于提高干燥效率,但有发生自燃的危险。     

褐煤热水干燥改质后的性能研究

褐煤在我国煤炭能源中占有很大比重,因其含水量高、灰分大、容易风化、发热量低的缺点使褐煤的利用率较低。为了提高褐煤的利用率,采用高压釜热水干燥工艺对褐煤进行改质,并将改质的褐煤成型,研究其改质成型后的特性。实验结果表明：经热水干燥后褐煤中的水分、灰分、挥发分的含量有所降低,但固定碳和发热量有所提高;煤样粒度、干燥温度、成型压力对褐煤抗压强度的影响较为显著;热水干燥后褐煤的成型性明显增强,使煤球的抗压强度接近褐煤有粘结剂冷压成型煤球的强度,并且成本低于有粘结剂成型煤球的强度。     

典型褐煤干燥技术比较

分析了国内外典型褐煤干燥技术的原理、关键参数、技术特点等,并从技术适应性、工艺条件、干燥效果、环境影响等方面进行综合评价比较。结果表明:美国K-Fuel工艺要求入炉粒度较其它技术大,适应性稍差;褐煤提质后均可作为锅炉燃料。干燥温度越高,褐煤干燥效果越好。德国泽玛克管式干燥成型技术、美国K-Fuel工艺为带压干燥,其他工艺为常压工艺。5种工艺可降低水分7.0%～25.0%,增加热值3.24～5.94kJ/g;澳大利亚BCB工艺、神华HPU-06工艺、德国泽玛克管式干燥成型技术产品为型煤,规格可调;其他工艺产品粒度变小。神州干燥-干选联合工艺回吸可能性大、自燃特性改善不明显,其余工艺深度脱水后可防止自燃,不易回吸。5种工艺污染物排放均较为简单,对环境影响较小。     

褐煤干燥后水分复吸的实验研究

空气湿度是产生复吸的重要条件,湿度越高复吸的程度越高;自然条件下,温度越高复吸速度越快;产物粒度越小复吸速度和复吸程度越大。深度干燥煤的复吸水主要发生在煤堆表面。研究了高温烟气干燥褐煤的水分复吸性能,结果表明,在6％～11％的全水含量范围内,干燥煤复吸后水分升高幅度基本一致。在此全水范围内干燥煤全水高低不会影响复吸结果。     

内蒙古霍林河褐煤热力初步改质研究

针对褐煤水分高、易风化破碎、氧化自燃、利用率低等问题,采用热力脱水方法对内蒙古霍林河褐煤进行了实验室改质研究,分析了改质温度、停留时间、原煤粒径对褐煤改质效果的影响。结果表明:改质温度、停留时间对褐煤改质效果影响显著,原煤粒径对褐煤改质影响不明显,当处理温度为300℃,停留时间为20 min时,褐煤改质效果最好;此时,褐煤Mad降低了79.75%,H含量增加了153%,O含量降低了62.47%,C含量提高了72.46%,N含量增加了26.09%,Qgr,ad增加了108.50%,Qnet,M增加了161.86%;褐煤改质过程明显降低了煤中Mad和O含量,并使C含量和发热量大幅提高,改质效果明显,这将为褐煤热力改质的应用奠定基础。     

褐煤低温干燥特性的实验研究

中国褐煤储量丰富,但较高水分极大地限制了其开采和利用,对其进行脱水提质是解决褐煤高效利用的关键。通过热重分析仪（TGA）对HL和YN的不同粒径褐煤,分别在50,80和110℃等温干燥2h。结果表明：在每个干燥温度下煤样都能达到恒重,随着温度的升高煤样总失重增加,说明煤中水分与煤表面之间具有不同的结合强度;随着水分的降低,水分蒸发所需能量增加,煤水之间的相互作用加强,其中包括氢键和微孔对水的束缚力。粒径0．250～0．150mm、水分26．61％的HL褐煤在50c（二干燥后,水分降至6．96％,此时水分以分子层水的形式存在;干燥温度升至110℃时,煤中水分并未明显降低,说明煤中官能团与水分子间形成的氢键对水分有强烈的吸附作用。HL褐煤50℃干燥后,0．150～0．074mm和0．074～0．038mm煤样残留水分分别为6．52％和3．93％,均低于0．250～0．150mm煤样的6．96％,说明0．250～0．150mm煤样中不能脱除的残留水是孔隙水,被禁锢在狭小空间内。     

褐煤干燥特性及产品特性研究

通过对内蒙古锡林浩特褐煤的热重分析可知,褐煤干燥过程约30 min,干馏过程约1.5 h。对不同粒径褐煤进行了干燥特性研究,说明+100,100～50,-50 mm原煤完全干燥分别需要4.0,1.0,0.5 h,粒径越小,煤样失重率越大,干燥速度越大,达到相同干燥效果所需的干燥时间也越短。最后分析了干燥温度对产品特性的影响,同时测试了干燥、干馏提质产品的自燃特性和复吸水特性,结果表明:与原煤相比,150,200℃产品挥发分分别提高了33.72%和31.13%,更易发生自燃,而550℃干馏过程中挥发分降低了30.89%,热稳定性大幅增加;150,200,550℃产品吸氧量分别提高了0.43,0.65,0.72 cm3/g;干燥产品燃点要低于原煤,而干馏产品燃点则高于原煤;干馏煤因改变了孔隙结构,最高内在水分降低,即复吸水的能力降低。因此,干燥提质产品与褐煤性质基本一致,而干馏提质产品性能则获得较大改善。     

不同干燥程度胜利褐煤燃烧与自燃特性

为了探究高水分褐煤干燥后的燃烧与自燃特性变化,采用一维火焰炉、煤粉着火炉以及自燃试验台对不同干燥程度的胜利褐煤进行了试验研究。试验结果表明,试验样品的着火温度随着干燥程度的增加而降低,随着风煤比的增加而增加,煤粉细度同样会对着火温度产生影响。在燃用干燥褐煤过程中宜采用较高一次风率以提高制粉系统的安全性。胜利褐煤及其干燥褐煤均属于极易燃尽煤种,燃尽率均在99.4%以上,水分的变化对燃尽率影响不大。建议胜利褐煤与20%水分干燥褐煤的运行氧含量控制在3.5%左右。随着干燥程度的加深和粒径的减小,褐煤越容易自燃。胜利褐煤干燥到20%以下可能有自燃的风险。     

印尼高水分褐煤干燥特性研究

以印尼高水分褐煤为试验对象,采用蒸汽管回转干燥技术对其进行静态、动态干燥试验研究。褐煤干燥速率特性试验表明,褐煤粒径和质量基本相同时,干燥蒸汽温度越高,水分蒸发速率越快,褐煤干燥速率越大;褐煤质量相同时,褐煤粒径越小,干燥时间越短,干燥速率越大;褐煤粒径相同时,褐煤质量越小,干燥时间越短,干燥速率越大;褐煤干燥速率曲线常在煤中水分低于空干基水分前出现拐点,即进入干燥降速阶段。通过对褐煤干燥前后的粒径分布、热稳定性分析可知,褐煤干燥过程伴随着细颗粒煤粉的产生,褐煤干燥后细颗粒煤粉增加了14.87%;褐煤干燥前后TS6分别为10.3%和19.2%,均属于低热稳定性煤,且干燥后褐煤的热稳定性好于干燥前;干燥后褐煤的反应开始温度RI和燃尽指数Cb分别降低了7℃和0.1112,相差较小,均极易着火和燃尽。     

振动床混流干燥系统热效率研究

振动床混流干燥系统由热风系统、干燥系统和除尘系统三部分组成,旨在降低褐煤水分,提高单位褐煤的发热量,以提高褐煤质量。由于振动床混流干燥是一种新型干燥系统,因此需要对干燥系统进行测试,并研究振动床混流干燥系统的热效率。通过现场测试,针对不同煤流量分别测得干燥系统进出口的温度、湿度、风量及测定干燥前后煤样的水分及发热量。采用了熵焓值计算方法,得出干燥不同煤量所需的理论风量。通过对比理论风量与测试风量,分析研究干燥系统的热效率,找出干燥效果不佳的直接原因和干燥系统改进的方法,为振动床混流干燥系统的改进提供理论支持。     

单颗粒褐煤高温烟气干燥过程数值模拟

褐煤干燥对于提高其品质具有重要意义。为了模拟高温烟气干燥这一高温差、变温差非稳态传热传质过程中褐煤内水分蒸发过程,采用有限体积法建立了一维球坐标系下蒸发界面向内迁移的单颗粒褐煤干燥数学模型,并利用该模型分析了初始烟气温度和颗粒粒径对单个褐煤颗粒干燥特性的影响。模型模拟结果与实验结果对比表明二者变化趋势一致,所建模型能较好地反映出高温烟气干燥过程中褐煤内水分蒸发过程。结果表明,初始烟气温度越高,颗粒粒径越小,蒸发界面向内迁移速度越快,水分脱除越快,干燥时间越短;蒸发界面平均迁移速度均与初始烟气温度和颗粒粒径呈线性关系;在初始烟气温度700℃下,较短的停留时间使得颗粒表面温度未达到挥发分析出温度,本研究中不同粒径褐煤颗粒在干燥过程中基本没有挥发分的析出。