呼伦贝尔褐煤等温干燥过程

以水分含量高达40 %的呼伦贝尔褐煤煤粉为实验物料,利用热重法研究了等温条件下的干燥特性,对比分析了温度、颗粒粒度对干燥过程的影响。实验结果表明,呼伦贝尔褐煤干燥过程具有明显的恒速干燥阶段,其特征与干燥温度和自由水含量密切相关。获得了呼伦贝尔褐煤煤粉在不同温度和粒度条件下的临界含水量(MC_cr)和平衡含水量(MC_eq),发现随着颗粒粒度的减小,褐煤煤粉干燥速率略有增大,但当粒度较小时,粒度因素对干燥过程的影响不明显。MC_cr与MC_eq均随温度的升高而减小,而随着颗粒粒度的减小,MC_cr略有降低,MC_eq略有增大。实验结果可以为褐煤制粉干燥工艺条件的选择和优化提供依据。     

褐煤深度脱水的实验研究

针对褐煤低温烟气干燥技术脱水幅度难以提高,发热量增加不多等问题,提出了低温干燥与深度脱水的联合工艺。研究了不同干燥温度、干燥时间和煤样粒度对褐煤深度脱水效果的影响,结果表明:褐煤深度脱水适宜的干燥温度为500～800℃,较为适宜的干燥时间为80 s左右,当粒度小于50 mm时,干燥产物发热量随粒度变化不大。最后提出了褐煤深度脱水最佳工艺条件和参数,即当预干燥煤的Mar约为18%,煤样粒度为-50 mm,干燥温度为700℃,干燥时间为80 s时,深度脱水产物的Mar为8%,Vdaf在46%左右,折算Qnet,ar约为21 kJ/g。褐煤深度脱水促进了褐煤发热量的进一步提高,实现了褐煤资源的增值,研究结果为褐煤低温干燥与深度脱水联合工艺技术方案的确定奠定了基础。     

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。     

城市污水厂污泥热风与浸泡油炸干燥特性研究

在120-180℃下对污泥样品进行热风和浸泡油炸实验。结果表明,污泥热风干燥过程中存在"塑性结壳"现象,严重阻碍水分的向外迁移,降低干燥速率;污泥浸泡油炸过程不存在"塑性结壳"现象,干燥效率较高;经热风干燥后的样品热值仅为12.69 MJ/kg,而经油炸干化后,其热值达到21.56-24.08 MJ/kg,是一种高热值固体燃料。     

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。     

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。     

内蒙褐煤热解特性的研究

采用非等温热重法对内蒙褐煤的热解特性进行了研究,探讨了粒度和升温速率对热解过程的影响,采用积分法和微分法相结合的方法,找到了内蒙煤干燥和热解的机理函数,求出了5种煤样的动力学参数。研究表明,褐煤的热失重过程分为4个阶段,第一阶段(室温～200℃)为干燥脱气阶段,其他3个阶段为煤热解阶段。粒度和升温速率对热失重过程略有影响。     

高温干燥对褐煤孔隙结构及水分复吸的影响

利用卧式固定床实验炉制得不同温度下干燥处理的煤样,采用低温氮吸附法测试煤样的比表面积、孔体积和孔径分布等孔隙特征参数,使用复吸实验装置测定不同干燥程度褐煤煤样的平衡含水量,探索了高温干燥处理后褐煤孔隙结构的演变与其复吸特性之间的关联规律。结果表明：褐煤原煤及不同干燥温度(600~800℃)下半焦的等温吸附曲线均属于第Ⅱ类吸附等温线,褐煤原煤、600℃和700℃干燥半焦的吸附回线均属于L1型,800℃干燥半焦的吸附回线有从L1型转变为L2型的趋势;随着干燥温度的增加,干燥半焦的比表面积先增大后减小,介孔峰值的孔径微分同样先增大后减小,而大孔孔径微分基本保持不变;分形维数D₁和D₂呈相反的变化趋势,且D₂>D₁;不同干燥程度半焦的复吸曲线变化趋势相同,且平衡含水量随着干燥温度的升高而减小;半焦复吸特性与孔隙结构有关,平衡含水率与其孔容积之间呈较好的线性关系。     

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%。     

潮湿褐煤干法分选实验研究

为提高空气重介质流化床对入料煤水分的适应性,以热气代替常温空气改善流化床对褐煤的分选效果。采用可能偏差Ep为评价指标,研究了热态空气重介质流化床的干燥温度、干燥时间和风量对褐煤分选效果的影响。结果表明:干燥温度为30~50℃时,干燥温度越高,Ep越低;干燥时间为1~5 min时,干燥时间越长,Ep越低,超过3 min后,Ep降低缓慢;风量为8~12 m3/h时,风量增大,Ep先降低后升高。煤样表面水分越高,干燥温度、干燥时间和风量变化对Ep影响越显著。表面水分1%的褐煤,干燥温度50℃、干燥时间5 min、风量10 m3/h时,褐煤分选效果最好,Ep可达到0.022g/cm3。实验证明热态空气重介质流化床可用于分选潮湿褐煤。     

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。     

低温条件下城市污泥干燥特性及动力学分析

为研究低温条件下城市污泥的干燥特性,分别在40℃、50℃、60℃、70℃下对3 mm、5 mm、7 mm、10 mm厚的污泥进行了干燥实验,得出干燥模型,并分析了干燥动力学。结果表明:污泥干燥速率与污泥厚度、干燥温度有密切关系;Midilli模型能很好的模拟污泥低温干燥过程;3 mm、5 mm、7 mm、10 mm厚污泥在40～70℃下的水分有效扩散系数分别为3.610×10~(-8)～7.440×10~(-8)m~2/s、5.670×10~(-8)～1.226×10~(-7)m~2/s、1.033×10~(-7)～2.562×10~(-7)m~2/s、1.459×10~(-7)～3.850×10~(-7)m~2/s;污泥在40～70℃下表观活化能分别为21.20 kJ/mol、23.13 kJ/mol、26.58 kJ/mol、29.32 kJ/mol。     

褐煤等温干燥过程及动力学研究

为研究褐煤干燥过程,利用煤质水分分析仪和微分热重分析方法,对不同粒级的褐煤在不同干燥温度下进行等温干燥试验,得到了样品含水率与干燥时间、干燥速率与含水率的关系曲线。通过粒级分布系数对褐煤进行含水率折算,并用不同干燥模型对试验数据进行拟合,得到了在介质温度140℃下3个干燥阶段的干燥方程及干燥动力学参数。结果表明,引入粒级分布系数得到的干燥速率特征常数k值,与不同粒级的干燥速率特征常数k的均值相近。根据褐煤的干燥速率和水分的存在形式,将褐煤干燥过程分为3个干燥阶段,分析得出干燥方程模型分别用线性干燥模型、Wang经验模型、Page模型较为合理。根据Arrhenius经验公式建立了ln k与1/T的关系,得到褐煤干燥的界面蒸发活化能Ea=17.088 k J/mol,指前因子A=12.47 min~(-1)。     

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。     

温度和相对湿度对褐煤干燥动力学特性的影响

为确定褐煤干燥最佳工艺参数,在恒温恒湿热风干燥实验台上进行了温度为50～90℃,相对湿度为10％～30％条件下的褐煤颗粒热风干燥实验.将实验数据与9种经验、半经验模型进行拟合,利用相关系数、方差、均方根误差3种统计学参数对不同模型进行评价.结果表明:Page模型相比其他模型更适合用于描述干燥过程中褐煤颗粒水分随时间的变...     

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.     

褐煤干燥提质和无粘结剂成型技术的研究现状及进展

论述了褐煤中水分的存在形式,即褐煤中的水分主要由外在水分、内在水分和结晶水组成,其中外在水分较易脱除。介绍了国内外褐煤干燥提质技术、针对高水分褐煤干燥研发的新技术及与褐煤干燥相关的其他提质技术的研究进展,其中,新研发的褐煤干燥技术中,过热蒸汽流化床褐煤干燥技术(WTA)具有效率高、能耗低、安全等特点,在单位能耗方面具有明显优势。通过对褐煤无粘结剂型煤的成型工艺及型煤耐水性能的试验研究,说明褐煤无粘结剂成型技术制备的型煤样品质量良好,吸收水分的速率大大降低,热解与燃烧活性也有所下降。最后分析了褐煤无粘结剂成型机理,即主要有沥青假说、腐植酸假说、毛细孔假说、胶体假说和分子粘合假说5种。