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褐煤干燥提质技术的应用与研究

褐煤干燥提质技术的应用与研究

作者：杨亚利华北电力大学

学位级别：硕士

褐煤具有煤化程度低、含水量大、挥发分含量高和热值低的特点,褐煤在我国煤炭储量中占13%,如何高效利用褐煤对我国国民经济发展具有重要意义。目前,褐煤干燥提质技术是提高褐煤利用效率的重要方法之一。本文首先对伊敏褐煤做了干燥动力... 详细信息

褐煤具有煤化程度低、含水量大、挥发分含量高和热值低的特点,褐煤在我国煤炭储量中占13%,如何高效利用褐煤对我国国民经济发展具有重要意义。目前,褐煤干燥提质技术是提高褐煤利用效率的重要方法之一。本文首先对伊敏褐煤做了干燥动力学研究,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三个干燥阶段,分析得出其干燥方程模型分别用线性干燥模型,Wang经验模型和Page模型较为合理。根据Arrhenius经验公式建立了lnk与1/T的关系,得到褐煤干燥的界面蒸发活化能Ea=17.088k J/mol,指前因子A=12.47min。其次,分别进行了35t/h工业化振动混流床烟气干燥试验、1.2t/h半工业性蒸汽管式干燥试验以及0.5t/h半工业性蒸汽管回转式干燥试验。并搭建了处理能力0.5t/h的蒸汽管回转式褐煤干燥试验台,配套进行除尘及乏气水回收设计。根据试验结果,无论烟气干燥抑或蒸汽干燥,褐煤干燥过程中主要是物理脱水,褐煤水分可干燥到20%5%之间,即可将水分由高变为中高、发热量等级由中低变为中。褐煤干燥后在堆放过程中可能出现自燃情况,需要在实际运行中高度重视;褐煤干燥后短期内基本不会出现复吸情况,全水分较为稳定。从干燥后褐煤粉化率、干燥系统热效率、环保性等方面综合考虑,蒸汽管回转式干燥装置略优于蒸汽管式干燥装置,二者均优于振动混流床烟气干燥装置。干燥系统中干燥机以及除尘器中氧量控制是安全运行的关键,需重点监测。通过降低乏气温度可以回收煤中干燥的水分,回收水的指标较好,经物理沉降后可以直接作为脱硫系统用水。

关键词：褐煤干燥提质动力学特性工业化干燥试验

褐煤干燥提质和无粘结剂成型技术的研究现状及进展

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洁净煤技术 2012年第2期18卷 35-38页

作者：余江龙 Arash Tahmasebi 李先春韩艳娜尹丰魁辽宁科技大学化学工程学院辽宁省先进煤焦化技术重点实验室辽宁鞍山114051 沈阳航空航天大学热能工程研究所辽宁沈阳110136

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... 详细信息

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。

关键词：褐煤干燥提质无粘结剂成型水分型煤强度

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褐煤干燥提质技术及其发展趋势

选煤技术 2012年第6期40卷 132-134页

作者：芦新春刘初升淮海工学院机械工程学院江苏连云港222005 中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

重点介绍了国内外褐煤干燥提质技术的发展概况,并对我国褐煤干燥提质技术的发展方向和趋势进行了初步探讨。

关键词：褐煤干燥提质发展方向利用效率

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朔中选煤厂煤泥干燥提质实践

选煤技术 2014年第5期42卷 30-32页

作者：郝俊李晓昊陈开玲朔州中煤平朔能源有限公司山西朔州036002

为解决朔中选煤厂煤泥贮运、燃用十分困难及价格低廉、难于销售的问题,采用MGT3420滚筒式煤泥干燥系统对其进行干燥提质。介绍了MGT3420滚筒式煤泥干燥系统的结构、工作原理、技术特点及技术参数,并分析了该系统的应用效果。生产实践表... 详细信息

为解决朔中选煤厂煤泥贮运、燃用十分困难及价格低廉、难于销售的问题,采用MGT3420滚筒式煤泥干燥系统对其进行干燥提质。介绍了MGT3420滚筒式煤泥干燥系统的结构、工作原理、技术特点及技术参数,并分析了该系统的应用效果。生产实践表明:采用MGT3420滚筒式煤泥干燥系统对该厂煤泥干燥提质后,煤泥水分由原来的24%降至现在的16%,发热量由原来的15.06 MJ/kg提高到现在的17.15 MJ/kg,满足贮运及与商品煤混配销售的要求,经济效益和社会效益显著。

关键词：煤泥水分发热量干燥提质滚筒干燥机

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低阶煤微波辅助热提质研究进展

煤炭科学技术 2021年第1期49卷 162-174页

作者：刘淑琴脱凯用中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

微波热处理技术具有快速均匀、选择性加热和操作灵活、安全环保的优势,为实现低阶煤的清洁高效利用提供了新途径。从低阶煤的微波辅助干燥提质和热解提质出发,综述了低阶煤对微波的介电响应特性,梳理了影响低阶煤微波干燥提质过程的因素... 详细信息

微波热处理技术具有快速均匀、选择性加热和操作灵活、安全环保的优势,为实现低阶煤的清洁高效利用提供了新途径。从低阶煤的微波辅助干燥提质和热解提质出发,综述了低阶煤对微波的介电响应特性,梳理了影响低阶煤微波干燥提质过程的因素,阐述了微波干燥提质对低阶煤品质和理化性质的作用规律,不同工艺条件对低阶煤微波热解提质的影响以及引入吸波剂和催化剂对强化低阶煤微波热解提质的作用特性。结果表明:低阶煤中的水分和矿物含量是影响其介电损耗能力的主要因素,内在水分对微波的快速响应有利于实现微波对低阶煤的快速干燥提质。微波加热干燥有效提升了低阶煤固定碳含量和燃烧热值,内在水分被优先加热发生快速迁移可促进孔隙结构形成进而增强了其可磨性,极性含氧官能团在微波诱导下易发生分解有助于抑制低阶煤的自燃倾向。相比常规热解,微波辅助低阶煤热解提质表现出加热速率快、热解效率高、焦油轻质组分丰富以及合成气产量高的优势。微波功率、辐射时间、热解终温和反应气氛是影响低阶煤微波热解提质的主要因素,基于目标导向的热解工艺参数优化是实现低阶煤高效分级分质利用的核心。利用吸波剂和催化剂充分强化低阶煤微波热解提质,有利于提高微波能利用率、加深煤热解程度、定向调控产物分布以及改善热解产物品质。此外,微波辅助低阶煤和生物质、油页岩和废塑料等富氢物质进行共热解,能够增强焦油向轻质化的转变以及提升有效气体收率,是实现低阶煤清洁高效梯级利用的重要发展方向。

关键词：低阶煤微波加热介电响应干燥提质强化热解吸波剂共热解

关于内蒙古褐煤脱水提质的煤质、水质分析研究

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关于内蒙古褐煤脱水提质的煤质、水质分析研究

作者：左静武汉工程大学

学位级别：硕士

我国现有煤矿资源主要以褐煤为主,分布上存在着严重的“富煤贫水”不合理情况,其中内蒙古褐煤储量占全国褐煤资源的80%。合理利用褐煤中的水分从而减少用水量对于区域环境保护和未来煤炭相关产业发展都是十分有利的事。本文从内蒙古地区... 详细信息

我国现有煤矿资源主要以褐煤为主,分布上存在着严重的“富煤贫水”不合理情况,其中内蒙古褐煤储量占全国褐煤资源的80%。合理利用褐煤中的水分从而减少用水量对于区域环境保护和未来煤炭相关产业发展都是十分有利的事。本文从内蒙古地区,选择赤峰、呼伦贝尔、鄂尔多斯三个典型的煤样进行研究。三种褐煤经干燥提质后,水分降低、发热量升高,煤质利用效率得到提升。其中呼伦贝尔煤样提质效果最好。此煤质是适合进行褐煤提水的煤种。对比微波脱水、蒸发脱水以及热压脱水的实用性与经济性。选择传统蒸发干燥法干燥褐煤。将干燥尾气通过冷凝回收尾气中水分。收集水分。将回收水进行水质分析。COD及水中有机物含量高,不适合直接再利用。设计吸附、过滤、化学氧化的水质净化方案。对冷凝回收水进行净化处理。处理后水质达到工业二次用水标准。为煤中提水的工业循环再利用提供了实验支持。

关键词：褐煤脱水干燥提质水质检测水质净化净化水回收再利用

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褐煤提质技术研究进展与展望

煤炭加工与综合利用 2012年第6期 47-51页

作者：蒋兆桂中铁资源集团煤炭事业部北京100039

介绍了褐煤提质的必要性以及褐煤提质工艺的发展现状,列举了蓄热式无热载体旋转床干馏工艺、输运床气化炉(TRIGTM)、固体热载体煤热解工艺等几种提质干燥工艺流程及其特点;提出了我国褐煤干燥提质技术的发展方向。

关键词：褐煤干燥提质气化发展方向

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中国褐煤提质技术现状及发展趋势

洁净煤技术 2013年第6期19卷 25-29页

作者：白中华赵玉冰黄海东杨文辉张向洲穆静静张培林史亚微北京国电富通科技发展有限责任公司北京100070 国网电力科学研究院江苏南京210003 河北省电网公司河北石家庄050021 青海省电力设计院青海西宁810008 世源科技工程有限公司北京100855

介绍了国内外典型的褐煤干燥提质技术和褐煤干馏技术以及这两类技术的优缺点。阐述了中国褐煤提质市场和主要干馏工艺的发展建设现状,总结了中国褐煤提质工业的发展情况。2008—2012年,中国干馏提质项目明显增加,而干燥提质项目数量基... 详细信息

介绍了国内外典型的褐煤干燥提质技术和褐煤干馏技术以及这两类技术的优缺点。阐述了中国褐煤提质市场和主要干馏工艺的发展建设现状,总结了中国褐煤提质工业的发展情况。2008—2012年,中国干馏提质项目明显增加,而干燥提质项目数量基本稳定,多用于坑口电厂的电煤干燥;2010年项目总量和投资额出现低点,2011年以后,中国褐煤提质项目投资额成倍增长。阐述了目前国内主要的褐煤干馏提质项目主要有国富GF褐煤提质工艺、LCC提质工艺、DG工艺直立炭化炉工艺、ZDL工艺等,并对各项目的应用情况进行对比。最后提出了中国褐煤提质技术的发展趋势主要为:减少褐煤直接燃烧,加大褐煤提质再利用;以褐煤干馏提质为主,辅以干燥提质;褐煤资源的多联产梯级利用逐步成为褐煤资源利用的主导;褐煤提质装备系统大型化将是褐煤综合利用系统装备开发的发展主流。

关键词：褐煤干燥提质干馏褐煤综合利用多联产

机械振动对褐煤过热蒸汽干燥过程中热碎特性的影响研究

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机械振动对褐煤过热蒸汽干燥过程中热碎特性的影响研究

作者：裴震中国矿业大学

学位级别：硕士

褐煤是一种高含水低阶煤,可以作为能源或者化工产品的原料。干燥提质是利用褐煤的第一步,也是不可或缺的一步。国内外现有的较成熟的褐煤干燥提质工艺以蒸发脱水技术为主。昭通褐煤的含水量接近60%,破碎设备难以将其破碎至目标粒度,细... 详细信息

褐煤是一种高含水低阶煤,可以作为能源或者化工产品的原料。干燥提质是利用褐煤的第一步,也是不可或缺的一步。国内外现有的较成熟的褐煤干燥提质工艺以蒸发脱水技术为主。昭通褐煤的含水量接近60%,破碎设备难以将其破碎至目标粒度,细颗粒又极易粘结,导致筛分困难,难以满足干燥工艺要求。针对高水分褐煤在干燥提质工艺中的上述问题,本文提出一种褐煤振动混流筛分干燥系统,并在自主搭建的试验装置上开展实验,探究振动干燥过程中不同操作条件对褐煤干燥特性及破碎规律的影响,揭示振动场对褐煤破碎行为与干燥效果的促进作用,为新型褐煤干燥装置的设计提供有益的思考。本文选用昭通三善堂褐煤作为研究对象,探究了振动场中(振动频率300cpm),不同实验条件下(干燥温度190-250℃,入料粒径为15-30 mm,干燥时间0-20 min,进料量200-400 g)出料的粒度和水分变化规律。结果表明:入料颗粒不断破碎为更小粒径的颗粒,其在物料中的占比不断减小,中间粒度的颗粒含量受自身生成速率和破碎速率的影响不断变化,进入干燥过程的后期,入料颗粒完全破碎,出料的粒度组成主要为干燥时间越长,入料粒径越小,进料量越少,干燥温度越高,出料中较小粒度含量增长趋势越显著,各因素中温度对干燥过程的影响更为深刻,干燥温度250℃下物料迅速进入恒速干燥阶段,仅10 min后物料平均含水从59.08%降到4.59%,干燥后颗粒整体碎裂程度。研究发现:各因素(入料粒度、干燥温度、干燥时间、进料量)影响下,破碎强度对颗粒群粒度分布的变化较为敏感,能很好的反映破碎前后整体粒径的分布变化情况。随着振动干燥时间的推移,出料粒度累积曲线不断向左偏移,破碎强度不断增加,最终趋于稳定。基于粒度含量的粒度-剩余水分梯度,能够较为直接表现振动干燥过程中颗粒干燥的不均匀程度。不同操作条件下,出料的粒度-剩余水分梯度随干燥时间的增加先增大后减小,表明干燥过程中有颗粒干燥效果最不均匀的时刻,干燥速率越快,该节点越早出现。利用Weibull模型实现了对褐煤振动干燥过程中水分比变化情况的拟合,不同实验条件下都具有很好的拟合性,并建立了相应的数学模型。为进一步探究振动场对褐煤干燥和破碎的促进作用,通过调节振动频率,改变振动场加载时长,研究振动形式能量的不同加载行为对褐煤颗粒干燥特性和破碎特性的影响。研究发现,振动频率对昭通褐煤干燥破碎的影响存在临界振动频率,只有当振动频率高于该激振频率时,振动形式能量对颗粒的破碎及干燥效果的促进作用才有更为明显的提升,本文试验条件下振动频率为300 cpm时,相较于200 cpm,干燥15 min后出料粒度组成和干燥程度差异达到最大,平均含水降低16.75%和破碎强度上升50.63%,200 cpm以下出料全水分和破碎强度的差异均在10%以内;昭通褐煤干燥程度随振动加载时长的增加而线性增加,振动加载时长5,10,15 min,相对于无振动干燥干燥效果分别提升了17.07%,46.08%,81.85%;振动干燥进行到一定程度后,若不改变振动频率,颗粒粒度分布会逐渐趋于稳定。运用灰色关联模型分析干燥时间,干燥温度,入料粒径,振动频率和进料量五个因素对破碎强度和粉化率的影响权重。研究发现,对破碎强度影响权重为:干燥时间>振动频率>干燥温度>入料粒度>进料量;对粉化率影响权重为:振动频率>干燥时间>入料粒度>进料量>干燥温度。建立基于神经网络的褐煤振动干燥碎裂特性预测模型,以干燥时间,干燥温度,振动频率,进料量,入料粒度作为输入神经元,出料平均含水,破碎强度和粉化率作为输出神经元,结果表明神经网络模型在干燥领域具有很好的适应性。该论文有图39幅,表8个,参考文献112篇。

关键词：褐煤破碎干燥提质预测模型