基于微波技术的褐煤脱水实验研究

 褐煤的脱水是褐煤利用的前提和基础,基于微波辐射的干燥原理,对内蒙古额吉褐煤进行微波干燥实验研究。考察了干燥时间、煤样粒径、微波功率、加热方式对褐煤脱水提质的影响,得到工艺条件为：干燥时间5min、微波功率720w、褐煤粒径3~6mm、加热方式为间歇加热,褐煤脱水率为64.10%。     

高水分燃料褐煤脱水技术

高水分燃料褐煤在我国传统的燃烧发电过程中,消耗大量能量用于蒸发水分。而我国现有的褐煤脱水技术中脱水效率低下,能耗较高。通过介绍国内外褐煤干燥脱水技术,希望能够为更有效的利用燃料褐煤提供发展思路。     

褐煤脱水预干燥技术进展

高水分褐煤直接燃烧发电效率低下,褐煤干燥技术的开发有利于扩大年轻煤种的综合利用途径,可以提高年轻煤种的市场竞争力。文章介绍了国外几种褐煤脱水预干燥技术,并分析了各自的特点。最后,探讨了我国可以借鉴的褐煤脱水预干燥技术。     

褐煤微波脱水回收利用初探

褐煤为低阶煤,含有较多的水和灰,收到基低位发热量低,这些不利因素影响了其应用.为提高褐煤质量,针对脱水、降灰已经进行了许多试验,有些已经进行了工业试验,但至今为止,经济高效的加工方式仍在探索中.考虑到部分褐煤产区缺水因素,文章提出采用微波脱水工艺提质,并把脱出的水分回收,此工艺既可提高褐煤质量又能回收脱出的水.采用这一加工方式,能够降低褐煤利用的能耗,提高其利用效率,扩大其应用范围.     

褐煤热压脱水成型试验

利用褐煤热压脱水技术对额吉露天5号矿褐煤进行热压脱水试验.通过在不同的温度、压力以及保压时间下对褐煤的脱水率、脱硫率及发热量进行了测定.试验结果表明,在温度160℃,压力15 MPa,保压时间1 min左右时,脱水率最高,达60%.该研究初步优化了额吉5号矿褐煤的热压条件.     

褐煤的脱水提质研究

对内蒙额吉褐煤,采用热压脱水方法,考察了温度、压力、保压时间对褐煤脱水提质的影响,以及工艺过程对硫分的脱除效果,实验结果表明:在160℃、7MPa和保压时间30s的条件下,褐煤水分可降至12.5%以下,水分脱除率达60%以上;在实验条件下,全硫脱除率达45%以上。     

褐煤脱水动力学性能试验研究

为考察褐煤在不同湿含量和温度下的动态脱水特性,以含氧量约10.5%的烟气为脱水介质,采用流化床脱水装置系统对采自内蒙古东部的褐煤进行脱水试验。结果表明：褐煤的流化床脱水过程分为恒速脱水阶段和降速脱水阶段,平均脱水速率随脱水温度的升高而增加。当脱水温度高于220℃时,只需5 min即可达煤样的拐点干基湿含量值（5%）;在260℃脱水温度下平均脱水速率为4.33 kg/min。最后利用傅里叶变换红外光谱仪分析了流化床脱水煤样的结构变化,发现脱水后煤样中含氧官能团降幅较大,吸收强度仅为原煤的51.03%,煤样的主体结构未发生变化。     

褐煤微波干燥炉流场数值模拟

与传统褐煤干燥方式相比,微波干燥具有快速、选择性、由内而外加热的特点。采用数值方法对微波干燥褐煤设备腔体的流场进行建模和求解,并与试验结果对比分析,验证数值方法的可靠性,从流场的角度分析了腔体结构变化对褐煤干燥速度以及微波效率的作用机理,得出不同腔体下温度、含水率、流速的变化规律,分析了微波干燥效率随流场变化的原因,得出提高微波脱水效率的腔体结构以及运行方法。     

微波场中褐煤水分脱除规律及影响因素分析

为高效便捷地脱除褐煤中的水分,以提高褐煤品质,运用微波干燥实验设备,对锡林郭勒褐煤进行微波干燥脱水及影响因素试验,分析了微波场中褐煤水分脱除规律,探索了煤颗粒粒度、微波辐射功率和初始含水率对微波干燥脱水的影响。结果表明,褐煤微波干燥存在预热、压力升高、恒速干燥和降速干燥4个阶段。预热阶段褐煤温度迅速上升,含水率基本不变。压力升高阶段内部蒸汽压力迅速升高,形成较高的总压力差,促使渗透流出现,脱水率显著增大。恒速干燥阶段蒸汽压力和脱水率保持不变。降速干燥阶段,脱水率下降,温度升高。粒度在0.6~3.0 mm时,干燥速率最快,最大为11%/min。辐射功率小于600 W时,功率越大,干燥速率越快,温升越快。初始含水率越高干燥速率越快,温升越慢。     

印尼褐煤的吸附特性及脱水研究

采用低温氮吸附法获得印尼褐煤的吸附-脱附等温线,通过对比分析得到该煤种的内部孔隙特征.实验结果表明,印尼褐煤比表面积很大,尤其是存在大量的一端封闭一端开放的孔隙结构,这是其含水量高、易吸水回潮并不易脱水的主要原因.在一定的温度条件下对其进行轴向冲击挤压处理,褐煤内部的孔径分布特征没有发生较大改变,但对中、大孔的数量影响很大,特别是半封闭孔明显减少,整体比表面积大大降低,这种改质方法将对降低褐煤的含水量和吸水性有一定的意义.     

云南昭通褐煤树脂物化学组成与分布特征

对云南昭通褐煤蜡树脂中游离酸、结合酸、树脂醇、树脂烃进行了GC-MS研究.结果显示,昭通树脂烃中D-环单芳藿烷及17β(H),21β-藿烷为含量最高的特征化合物,其它五环三萜及芳构化物质虽有分布,但量极低.树脂游离酸中正构烷酸为主要化学成分,C14～C30都有分布,其中C16,C18,C24,C28构成了含量上优势化合物,C16为含量最高的化合物.树脂结合酸中C14～C30正构烷酸其含量占绝对优势,并按C16>C18>C20>C22>C24>C26>C28顺序递减.树脂醇由C15～C30正构烷醇(C24,C26为该系列重要化合物)、C18,C23,C25,C27,C29-甲基酮,以及羽扇-3-酮、桦木-3-酮、24-甲基-5β(H)-胆甾烷-3β-醇、24-乙基胆甾-5、22-二烯-3β-醇、24-乙基-5α(H)-胆甾烷-3β-醇、23,24-二甲基胆甾-5-烯-3β-醇、C29-5β(H)、3β(OH)-甾醇等组成.稠环芳烃、松香酸、去氢松香等环状化合物含量很低或不存在,是昭通褐煤蜡与国内其它褐煤蜡组成的重大差别.     

煤泥微波干燥的试验研究

分析了国内煤泥干燥技术现状,阐述了微波干燥原理和特性,介绍了自主研发的煤泥微波干燥设备的结构与工作原理,并采用该设备在不同微波功率、输送速度及煤泥层厚度条件下对煤泥进行了微波干燥试验。试验结果表明:在微波功率为60 kW,煤泥层厚度为60 mm,输送速度为21、24 m/h,以及当微波功率为60、55、50 kW,对应煤泥层厚度为50 mm,输送速度为27m/h条件下对煤泥进行干燥,均能满足煤泥水分降低10个百分点、处理量为1 t/h的要求。     

煤炭微波脱硫影响因素的试验研究

在加入浸提剂的条件下,进行了微波辐照脱除煤中硫的试验研究。本文采用单因素方法,从微波辐照时间、功率、煤炭粒度、浸提剂浓度和液固比等方面,考察了不同因素对煤炭微波脱硫效果的影响并优化出各因素最佳的取值范围。结果表明,以NaOH作为浸提剂,微波辐照能够有效地脱除煤中硫,且煤发热量损失极少,是一种有效的脱硫方式。     

褐煤热破裂的显微CT实验

采用μCT225kVFCB型高精度显微CT试验系统并配以微型气氛炉,研究了内蒙古平庄褐煤热破裂随温度的变化关系。研究结果表明,褐煤在100 ℃左右时,大裂隙(>800 μm)占主导地位;200 ℃左右时,中等裂隙（100~400 μm）占主导地位;300 ℃之后微裂隙（<100 μm）占主导地位;热破裂的阈值为300 ℃左右;在300 ℃之前孔隙裂隙的产生发展主要是因为热破裂,300 ℃之后,微裂隙和孔隙的产生主要是因为煤体发生热解化学反应,油气逸出,固体骨架逐渐转变为半焦体。     

伊犁盆地ZK0161井褐煤中铀及其它元素的地球化学研究

用数理统计的方法,对伊犁盆地洪海沟ZK0161井的中下侏罗统11、12号煤层中的铀等59种常量、微量元素的地球化学行为进行了初步探讨。认为元素在灰分的分布和元素在内在水分及固定碳中的分布大体呈互为相反数关系,而和元素-挥发分相关系数则呈同步性变化。ZK0161井煤中U以后生铀为主,分别以可溶态和有机吸附态或结合态形式出现在12号煤和11号煤顶部的煤中内在水和煤有机质中。     

一种褐煤煤焦水蒸气和CO2气化活性的对比研究

面向循环流化床褐煤热解-部分气化-残炭燃烧分级转化工艺,以宁夏石沟驿褐煤为原料,采用水平管式炉在700～950 ℃,以快速热解和慢速热解方式制备煤焦,考察煤焦表面形貌和结构随制焦条件的变化。利用热分析技术研究气化温度、热解温度和热解速率对煤焦水蒸气和CO2气化反应活性的影响。结果表明：煤焦气化反应速率主要受气化温度影响,受热解温度的影响相对较小;煤焦分别与水蒸气和CO2气化的活性有较大差异,差异随着气化温度的升高而减小;与煤焦的水蒸气气化相比,热解条件对煤焦的CO2气化活性影响更大;煤焦水蒸气气化和CO2气化的反应性指数之间的关系可用二次曲线进行描述,在10%～80%碳转化率范围内分布活化能存在良好的线性关系。     

褐煤低温热解过程中焦油析出特性的研究

本文选用4种我国不同产地的褐煤对其在低温热解过程中焦油的析出特性进行了研究,主要考察了煤样在不同温度、不同保温时间下煤样焦油的析出特性。结果分析表明:不同产地的褐煤其焦油的析出量不同且差别较大;而在相同温度下,煤样的焦油析出率随保温时间的增加而增加;同时在相同保温时间下,煤样温度越高,焦油析出量越多。     

褐煤树脂中结合酸的化学组成与结构特征

对云南潦浒、寻甸、吉林舒兰褐煤树脂中结合酸进行了GC－MS分析,对其化学结构特征进行了对比研究。结果显示,树脂结合酸均以正构烷酸为主要成分,其分布为C12－C28,高含量的正构烷酸集中在低碳数一端。在潦浒、寻甸树脂结合酸中,C20含量最高,其次为C16,而在舒兰结合酸中,正构烷酸占绝对优势,且C16为最高含量的化合物;去氢松香酸在每个样品中含量均较低,其它三环二萜酸、如松脂酸、三达松脂酸异构体或立体异构体含量也非常低;具有五环三萜骨架的酸性物质,在潦、舒兰结合酸中比较丰富,其含量超过寻甸结合酸;在低碳数一端,存在着各种支链烷酸及苯甲酸、苯酚及取代物。对比树脂烃、树脂游离酸的结果,潦树脂结合酸与寻甸树脂结合酸无论从组成和分布上都是极其相似的,故其原料煤成煤植物和成煤环境具有相似性,与舒兰煤之生源和环境存在着本质的差异。     

新建选煤厂脱水系统自动化改造

为了提高新建选煤厂的脱水效率,提出了新建选煤厂脱水系统自动化改造研究。根据新建选煤厂脱水系统供电原理,设计了新建选煤厂脱水系统的供电结构,在选煤厂原有脱水机的基础上,对新建选煤厂离心脱水机进行改进设计,完成系统硬件的自动化改造;在系统软件的自动化改造中,依据流量计安装示意图,监测了煤泥水的入料流量,通过优化设计新建选煤厂底流站程序,实现了新建选煤厂脱水系统的自动化改造。实例分析结果表明,经过自动化改造后的脱水系统在原煤脱水过程中,可以将煤泥入料阶段、渗透膨胀阶段和脱水阶段的脱水效率提高到80%以上。     

燃煤电站直排烟囱二次脱水流场模拟与优化

在燃煤电站湿法脱硫直排烟囱内加装二次脱水装置,可较好地解决烟囱飘雨问题。为分析加装二次脱水装置前后烟囱出口含水率和内部流场的变化,并优化装置结构,使脱水率和运行阻力达到最佳匹配,采用CFD方法对烟囱内部流场进行数值模拟研究。结果表明：加装二次脱水装置后,烟囱出口烟气含水率由111 mg/m3减小到52 mg/m3;运行阻力在允许范围内增大,由195 Pa增大到699 Pa,小于1 200 Pa;烟囱出口速度由17.3 m/s增大到17.6 m/s;烟气沿烟囱内壁螺旋上升,而不再是沿中心区域直线上升;旋流板最佳叶片角度为42°。通过实际和模拟对比分析,验证了二次脱水装置的有效性和最佳叶片角度的可行性,得到烟囱内部流动基本规律和特性曲线。