干燥后褐煤水分复吸性的试验研究

在实验室条件下考察了深度干燥和轻度干燥后的褐煤在高湿度环境和自然环境中的水分复吸性。结果表明：干燥后褐煤由于自身特点,具有较大的吸水能力,但受环境条件的影响比较显著,深度干燥后的褐煤水分复吸性较强,当干燥后褐煤处于不同的湿度环境下,或复吸水分或复失水分,但最终将会趋于某一稳定水分值。建议工业化干燥过程中,干燥后褐煤的含水量略大于内含水量,当处于正常自然环境中,干燥后褐煤不会发生显著的水分复吸现象,过度干燥既不经济也无必要。     

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。     

褐煤物化结构对水分复吸的影响

阐述了褐煤中水分的赋存形态及其在受热过程中的转化行为。分析了不同提质干燥过程中褐煤物化结构的变化,探讨了褐煤物化结构与水分脱除及复吸的关系。结果表明:褐煤表面丰富的孔结构和大量亲水性含氧官能团是其水分较高的主要原因。干燥提质过程中,孔结构坍塌和交联反应的剧烈程度对于抑制复吸非常重要。加热过程中褐煤表面活性含氧官能团的数量、形成和分解行为直接影响褐煤的持水和吸氧能力,含氧官能团的分解会使煤的疏水性增加,自燃倾向性降低。最后说明褐煤提质的关键是水分的高效安全脱除,脱水煤表面氧化和水分复吸的抑制,并提出了抑制提质褐煤复吸水分的可能途径是依据不同组成、结构褐煤的水分赋存和脱除行为,针对性地改善干燥操作条件,调节样品孔径分布、比表面积和表面含氧官能团的存在形态及数量。     

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。     

褐煤干燥及复吸特性试验研究

为考察褐煤干燥过程中干燥温度、干燥时间等条件对褐煤脱水效果的影响,以及获得用于估计褐煤干燥效果和干燥时间的半经验关联式,在自主研发的单炉处理量为3kg的低温热解试验系统中进行了褐煤干燥试验,获得了干燥温度及干燥时间对预热段的干燥效果影响不大,但对恒速干燥段的影响明显,降速干燥段次之的定性结论。     

停留时间对褐煤半焦孔隙特征及水分复吸的影响

利用螺旋热解装置在不同热解停留时间下制备半焦产品,研究了停留时间等对半焦孔隙结构和水分复吸的影响;结果表明,随着热解停留时间的增加,褐煤热解半焦比表面积和孔体积增大,平均孔径减小;饱和含水质量分数随着半焦比表面积的增大而增大,且维持在8.9%～12.5%。     

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。     

褐煤干燥水分回收利用及其研究进展

褐煤干燥提质过程中的水资源化回收利用工艺技术可以提高煤阶并回收宝贵的水资源,降低干燥提质单元能耗。本文从介绍褐煤中水的存在形态出发,围绕烟气直接干燥、蒸汽流化床干燥、微波干燥、机械热压脱水干燥等工艺综述了近年来干燥水回收利用的研究现状和最新进展,讨论分析了褐煤干燥与水回收利用工艺的选择原则。在回收褐煤中丰富的水资源时,除了单纯考虑回收褐煤中的水资源,还应权衡褐煤干燥工艺、干燥温度和干燥介质、干燥水蒸气的余热利用方式以及干燥工艺上下游间的衔接等因素。基于目前褐煤资源的主要用途,将干燥尾气采用换热技术回收低温余热和干燥冷凝水直接净化处理后的二次回用技术将是以后的重要研究和应用方向。     

印尼褐煤干燥和水分再吸收特性的试验研究

利用热重分析仪(TGA)和等温吸湿实验装置对一种印尼褐煤干燥和水分再吸收过程进行了试验研究.结果表明干燥过程的平均表观活化能为25.77 kJ/mol,脱去吸附水的表观活化能为33.14 kJ/mol.吸湿等温线的形状为S型等温线,Chung Pfost数学模型更适合于拟合印尼褐煤的等温吸湿过程.     

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。     

褐煤脱水改质技术

介绍了褐煤的性质及褐煤直接发电利用过程中存在的问题,阐述了国内外褐煤脱水、改质及干燥技术的特点。振动床褐煤干燥技术处理量大,干燥效果好,过程易控,是最适合中国褐煤提质的工艺技术。     

干燥褐煤的自燃与爆炸特性试验研究

为抑制褐煤堆放时发生自燃与煤粉爆炸,利用自燃装置试验台和煤粉爆炸试验台,对褐煤及其干燥到不同水分的干燥煤进行试验研究,分析其自燃特性和爆炸特性。结果表明,对于自燃特性而言,褐煤水分减少10%,耗氧速度增加约0.17%/min,粒径减小一个等级,耗氧速度增加约0.11%/min;对于爆炸特性而言,褐煤水分减少5%,平均煤粉爆炸下限质量浓度约降低0.015 kg/m~3,温度每升高10℃,平均煤粉爆炸下限质量浓度降低约0.03 kg/m~3;总体而言,随着干燥程度的加深,褐煤自燃、爆炸特性均增强,危险性增加。     

Effect of particle size on lignite devolatilization in a fixed-bed reactor

A fixed-bed coal gasification reactor was set up which specifically simulated the devolatilization zone in a gasifier. Samples (100 g) of lignite coal in three size ranges; ?2+1 mm, ?3+2 mm and ?4+3 mm, were devolatilized in the temperature range 350–550 °C with a steam-oxygen mixture, at 1 atm. The effect of these operating variables on tar yield and composition, melting point, viscosity, specific gravity, and molecular weight distribution was determined. A first-order reaction model was fitted to the experimentally observed total loss in weight of the lignite.