褐煤振动热压脱水工艺条件研究_陈月鹏

第20卷第3期洁净煤技术Vol.20No.32014年5月Clean Coal TechnologyMay2014褐煤振动热压脱水工艺条件研究陈月鹏，陈腊梅，赵猛男（中国矿业大学化工学院，江苏徐州221116）摘要：以云南昭通年轻褐煤为原料，采用振动热压联合脱水工艺进行脱水实验，研究了温度、压力、振动时间及激振力4个工艺条件对褐煤脱水率的影响，通过对脱水率的计算，考量振动热压脱水的工艺性能，确定褐煤脱水的最佳工艺条件。

结果表明，褐煤振动热压脱水工艺中，温度和压力是影响褐煤脱水成型的重要因素，在振动－静压力－热的协同作用下，褐煤可在较温和工艺条件下、较短作用时间内高效脱除水分，振动作用可加速褐煤脱水，脱水率可达60%以上。

关键词：褐煤；振动；热压；脱水中图分类号：TD849.2文献标志码：A文章编号：1006－6772（2014）03－0054－03Technological conditions of lignite mechanicalvibration and thermal dehydrationCHEN Yuepeng ，CHEN Lamei ，ZHAO Mengnan（School of Chemical Engineering and Technology ，China University of Mining Technology ，Xuzhou 221116，China ）Abstract ：Taking lignite from Zhaotong ，Yunnan Province as raw material ，adopt the dehydration technology which combines vibration and heat pressing technologies to carry out experiment．Investigate the influence of temperature ，pressure ，vibration time and exciting time on dehydration rate of lignite．Based on the dehydration rate ，evaluate the technological performance and determine the best process．The study also can provide theoretical basis for the promotion and application of the technology at industrial level．The results show that ，temperature and pressure are important influencing factors on lignite dehydration．With the synergistic action of vibration ，static pressure and heat ，the lignite can be dewatered quickly under mild reaction condition．Vibration can accelerate the dehydration speed ，the dehydration rate is more than 60percent．Key words ：lignite ；vibration ；heat pressing ；dehydration收稿日期：2014－03－18；责任编辑：孙淑君DOI ：10．13226/j．issn．1006－6772．2014．03．014基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（2013DXS02）作者简介：陈月鹏（1991—），男，山东聊城人，在读本科生。

E －mail ：chengyuepeng@163．com引用格式：陈月鹏，陈腊梅，赵猛男．褐煤振动热压脱水工艺条件研究［J ］．洁净煤技术，2014，20（3）：54－56．CHEN Yuepeng ，CHEN Lamei ，ZHAO Mengnan．Technological conditions of lignite mechanical vibration and thermal dehydration ［J ］．Clean Coal Technology ，2014，20（3）：54－56．0引言近年来，随着中国经济的发展，能源短缺的局面一再出现，煤炭作为中国主要能源，其开发愈发受到关注。

目前全国探明的褐煤储量约占全国煤炭资源的13%左右［1］。

褐煤主要用于直接燃烧发电。

由于褐煤含水高，容易自燃等不适合长途运输，并在燃烧过程中会产生大量灰尘和CO 2，严重污染大气［2－6］。

褐煤原煤通过干燥成型后提高了发热量和能量密度，降低了长途运输成本［7－8］。

关于褐煤热压脱水成型的工艺国内外已有较多研究，笔者将振动压实与褐煤热压脱水相结合，考察了温度、压力、激振力、脱水时间对褐煤脱水效果的影响，对褐煤振动热压脱水干燥工艺的应用提供了基础数据。

1实验材料与方法1.1实验材料实验用煤取自云南昭通，取样后的煤样用颚式破碎机破碎，经过筛分，制取－6mm 褐煤，将制好的煤样用塑料袋密封好，隔绝空气阴凉处保存。

利用褐煤振动热压脱水成型装置研究温度、压力、激振力、脱水时间对褐煤脱水率的影响。

对昭通褐煤进45陈月鹏等：褐煤振动热压脱水工艺条件研究2014年第3期行工业分析，褐煤原煤全水分50.06%，空气干燥基水分11.59%、灰分18.59%、挥发分37.43%、固定碳32.39%。

1.2实验方法实验流程如图1所示。

取质量为m 1的褐煤粉煤，先将褐煤加压至2MPa ，待温度达到实验要求开始计时，加热10min 后，立刻将褐煤加压至实验压力，开启振动机。

达到振动指定时间，关闭振动机，之后关闭加热电源，保证实验过程中的安全性。

泄压后，取出煤饼，记录煤饼的质量为m 2，进行脱水率的计算。

A =（m 1－m 2）/（m 1Y ）式中，A 为脱水率，%；m 1为原煤质量，g ；m 2为脱水后型煤质量，g ；Y 为原煤含水率，%（实验所选用褐煤，计算原煤含水率为50.06%）。

图1褐煤脱水试验流程2实验结果2.1温度对褐煤脱水率的影响温度对褐煤脱水干燥影响非常大，是褐煤脱除水分极其重要的因素。

实验在褐煤样品粒度为－6mm ，压力为16MPa ，激振力为5kN ，振动时间为10s ，保压时间为10min 的条件下，考察不同干燥温度对褐煤脱水率的影响，结果如图2所示。

由图2可知，干燥温度越大，褐煤的脱水率越高，温度由100ħ上升到200ħ，脱水率由20.62%增加到62.92%，这是由于温度的升高，褐煤体系发生复杂的物理化学作用，表面收缩、疏水性增强等［9－11］，间接促进了褐煤中水分的移除。

2.2压力对褐煤脱水率的影响压力对褐煤脱水干燥的影响很大，是褐煤提质的关键因素。

实验在褐煤样品粒度为－6mm ，干燥温度为200ħ，激振力为5kN ，振动时间为10s ，保图2褐煤脱水率随温度变化曲线压时间为10min 的条件下，考察了压力对褐煤脱水率的影响，结果如图3所示。

图3褐煤脱水率随压力变化曲线由图3可知，压力对脱水率的影响效果显著，原因是压力挤压将褐煤体系压实、孔隙缩小，褐煤进一步固结，褐煤中水分得以排出。

当压力由6MPa 升高到14MPa 时，脱水率由52.44%升高到73.71%。

此脱水过程无需吸收气化潜热［12－14］，热效率高。

2.3激振力对褐煤脱水率的影响激振力是本实验中需要重点研究的内容，通过改变振动的幅度来探究激振力对褐煤脱水率的影响。

本实验中褐煤样品粒度为－6mm ，干燥温度为200ħ，压力为16MPa ，振动时间为10s ，保压时间为10min 。

实验中考察了不同的激振力对褐煤脱水率的影响，结果如图4所示。

图4褐煤脱水率随激振力变化曲线由图4可知，振动的作用可加速褐煤的脱水、缩短挤压时间，提高生产效率；当激振力从0到5kN ，552014年第3期洁净煤技术第20卷褐煤的脱水率从50.44%到64.92%，脱水率随着激振力的增大而升高。

2.4振动时间对褐煤脱水率的影响通过改变振动时间探究振动对褐煤脱水率的影响。

实验中褐煤样品粒度为－6mm ，干燥温度为200ħ，压力为16MPa ，激振力为5kN ，保压时间为10min 。

考察了振动时间对褐煤脱水率的影响，结果如图5所示。

振动作用能够促进颗粒物的压实，热压作用下，振动的加入对褐煤脱水具有促进作用。

由图5可知，从0到100s 时，脱水效果比较明显，从100s 到500s 脱水率变化不再明显。

图5褐煤脱水率随振动时间变化曲线3结论1）温度和压力是影响褐煤脱水成型的重要因素。

将振动压实条件加入到褐煤热压联合脱水工艺中，有效脱除了褐煤水分，在温度为200ħ、压力为16MPa 、激振力为5kN 、振动时间为10s 时，脱水率可达到64.92%。

2）加入振动条件后褐煤脱水率有所提高，但随着振动时间的延长，可能会使褐煤强度下降，影响褐煤脱水后的成型，因此在实际生产中，为提高生产效率，可加入振动因素，但是要控制振动时间不宜过长。

工业生产过程中，应根据具体生产要求确定各因素，在最经济的条件下得到合格的产品。

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