褐煤干燥技术研究进展
褐煤提质技术发展现状与分析
![褐煤提质技术发展现状与分析](https://img.taocdn.com/s3/m/0ef6dae0b1717fd5360cba1aa8114431b90d8e1b.png)
褐煤提质技术发展现状与分析褐煤提质技术发展现状与分析褐煤是一种低质、低热值、高水分、高挥发分的煤种,通常不被视为传统化石燃料。
然而,随着全球能源需求的不断增长和化石燃料资源的日益枯竭,褐煤作为一种相对丰富的煤炭资源,逐渐引起了人们的关注。
通过提质技术,可以显著提高褐煤的热值、密度和稳定性,使其成为更高效的能源来源。
本文将介绍褐煤提质技术的发展现状,并对其进行分析。
一、褐煤提质技术发展现状1.干燥技术褐煤水分含量较高,导致其热值和燃烧效率较低。
干燥技术是褐煤提质的首要步骤,通过降低褐煤中的水分含量,提高其热值和燃烧性能。
目前,常用的干燥技术包括自然晾晒、热风干燥、微波干燥等。
其中,热风干燥和微波干燥具有处理速度快、节能环保等优点,受到广泛关注。
2.热解技术热解技术是通过高温加热褐煤,使其发生热分解,生成固体炭、液体产品和气体产物。
该技术可以有效提高褐煤的碳转化率和热值,同时还可以去除部分水分和挥发分。
常见的热解技术包括高温热解、中温热解和低温热解等,其中高温热解具有处理效果好、产品收率高等优点,但设备投资和运行成本较高。
3.气化技术气化技术是通过化学反应将褐煤转化为气体燃料,主要包括水蒸气气化和氧气气化等。
水蒸气气化是将褐煤与水蒸气在高温下反应,生成氢气、一氧化碳等可燃气体;氧气气化是将褐煤与氧气在高温下反应,生成二氧化碳、一氧化碳等可燃气体。
气化技术可以有效提高褐煤的能源利用效率和减少环境污染。
二、褐煤提质技术发展分析1.技术挑战褐煤提质技术发展面临的主要挑战包括:设备投资和运行成本较高、能效低、副产品处理困难等。
此外,由于褐煤的燃烧过程中会产生大量的二氧化碳等温室气体,如何减少温室气体排放也是褐煤提质技术发展面临的重要问题。
2.节能环保要求随着全球能源结构的转变和环保意识的提高,节能环保已经成为褐煤提质技术发展的重要趋势。
通过提高能效、减少废弃物排放和采用清洁生产工艺等措施,实现褐煤提质过程的节能环保。
褐煤干燥技术进展及应用
![褐煤干燥技术进展及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/4ce520a8284ac850ad02422e.png)
1 1 1 直接 加热转筒干燥 .. 褐煤 直接加热转筒干燥 器示 意 图如 图 l 所示 。 其 基本 流程是 : 一定粒 度 ( 将 一般 小 于 3 i 的褐煤 输 0m1 l )
程, 如何提高 干燥过 程能量 利用 效率 , 低单位 产 品 降 成本 ,是提 高褐煤 等低 阶煤种 市场 竞争 力 的关 键 因
素 。 文 主 要 对 目前 工 业 中 开 发 应 用 较 为 广 泛 的褐 煤 本
人 口处温度 较 高的热 烟气 与高水 分含 量褐煤 颗 粒接 触 , 口端 低温高湿度 的热烟气与低 水分较高温 度 的 出
直接 加 热 转 筒 干 燥 技 术在 内蒙 古锡 林 郭 勒 盟 建 成
6 0 / ×10th褐煤干燥示 范生产线一期工 程 。
收 稿 日期 :0 2 0- 8 2 1- 2 0 作者简 介 : 靖 ( 96 ) 男 , 田 18 一 , 江苏 睢宁 , 士 , 08年本 科毕 业 于中 国矿业 大学 化工 学院 化学 工程 与工艺 专业 , 硕 20 现主 要 从 事褐煤 综合利用 技术 的研 发工作 ,- a l ta jn  ̄ i O . O 。 E m i :i n i gw SI C I 1 n
管式干燥器示 意图如图 2 示 。 所
褐煤
蒸
褐煤
水
废气
A— A
干 燥 产 品
图 3 褐 煤 蒸 汽 管 间 接 加 热 转 简 干 燥 器 示 意 图
管外 ; 而蒸 汽管 间接加热 干燥 器 中蒸汽走 管 内 , 走 煤 管外 , 并且换热管数 目相对较 少 [] 两者 的相 同点是 4。 - 5
褐煤干燥脱水技术的研究进展
![褐煤干燥脱水技术的研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/000d3e43cf84b9d528ea7a1b.png)
2 2 热脱 水工艺 / .. 法
该工 艺过程 与 前述方 法不 同之 处在 于其水 的移 除状态 不 同 , 为热 法 脱水过 程 。 源 为过热 热 蒸气 ,工 艺过程 温度 为大 约 2 5C。因此 为维持 3" 水分 不被 汽化 , 系统 压力必 须维 持在 同温度 下水
或微弱 结合 的水 ,经过等温 抽气 即可 出去 。二 , 在微孔 中有紧 紧吸住 的水 , 它们在适 度增 高的压 力和温度 下可 以 出去 。 ,水还 能化 学吸 附在 煤 三 上, 这种水 只有在 较高 的蒸汽压力 下才能释放 出 来 。第三 种水 同煤 中含氧 官 能 团的热 分解 相 联
天。 经过 蒸汽 处理后 ,电厂用处理过 的褐煤将 是
50 00吨/ , 天 这就意 味着 燃料运 输量减 少了 5% 0。 因此 煤炭 干燥 技 术 的开 发有 利于 扩大 年 轻煤种 的综合利用途 径 , 可以很大程度 上提 高年轻煤种
的市场竞 争力 。
12 褐煤 中的水分 .
在 于运 费, 水分高 也 限制 了将本 地 区的褐煤 向远
游 装 置 的利 用效 率 , 降低设 备规 模 。T b r G io .
源是 关键 问题 。 国褐煤 资源储 量大 , 由于褐 我 但
煤水 分含 量很 高 ,如直接 参与燃烧 , 方而在着 一
R z o y …曾做过试 验 ,用褐煤 ( 19 M / g o gn i 1. 3 J k 热 值 ,4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ. 2 水 分 )经 2 0 6 P 的蒸汽处 理后 , 2 5% .2Ma 水分 降至 1. 3 , 4 4 % 热值 增加到 1 . 8 M / g 增 8 04J k ,
・
褐煤干燥技术现状及应用潜力的探讨
![褐煤干燥技术现状及应用潜力的探讨](https://img.taocdn.com/s3/m/88f9312f5901020207409c42.png)
曲 洋
( 中国矿业大学( 北京)化 学与环境工程学院,北京 1 0 0 0 8 3 ) 摘 要: 分析褐煤性质 的基础上 , 指 出了褐煤 干燥提 质的必要性 。介绍 了国 内外典型褐煤干燥技术 , 分析 了这些技 术的利 用状况及优 缺点 。从资源需求和经济效益角度对褐煤干燥技 术潜 力进行分析并展望其前景。 关键词 : 褐煤 ; 提质技术 ; 应用潜力; 节 能 近年来,煤炭消费量 随经济增长逐年上升。随 着 中 国煤 炭 资 源 的不 断 表 1德国典型干燥技术 表 2日本典型干燥技术 减少 和烟 煤 价格 大 幅上 涨,基于这样紧缺 的资源 U B C 热 ① 艘陴粒 度上 ①破 碎工艺 . ① 工 艺 为 非 蒸 已在 印度 尼西 情况下,国内大型矿业集 油工 艺 限 :5 I ml @蠼 油混台 制鲁工 发脱 水工艺 。 亚 Kl l f i m l  ̄ @ 脱水 工艺 艺: 将煤与 石油羹 轻 @ 用 轻 油 去 除 省建 成 1 座产 能 团对 开采 和 利 用褐 煤 资 压力: 质油 混合后 加入 重 { 再 煤 中 的水 分 . 为 6 0 O t  ̄ 的示 4 0 0 ‘ 4 5 珊 a 油, 制成棍 台体 。 加 工 过 程 中 褐 萜工 厂. 源愈加 重视【 l J 。 中国拥有 温 度: @脱 水工艺 在一定 煤 基 幸 艘 生 1 3 0 ℃ 6 0 ℃ 温度 和压力 下加热 化 学反应.提质 丰富的褐煤资源,开发褐 脱水 。 后 的 福 煤 发 热 ④固 涟分离 : 利用离 量 可 以 达 到 低 煤资源燃 烧发 电,是经济 心机 分离脱 水后 煤 阶 烟 煤水 平 , 且 发展的必然趋势 。 与油 , 轻质 油可循环 不 易再碾 水、自 使用 . 燃. 1 褐 煤 干 燥必 要 性 ⑤成 型工艺 采用对 辊式 压块机 将其 压 褐煤煤阶低,发热量 块成 型. D - - K 工 高 温高 压 褐煤 在非蒸 发条 件 ①工 艺为 非藻 较低, 挥发分 较高, 一般在 艺 下进 入加 热压 力釜, 发 脱水 工艺。 使水 分 液体状 态 @ 该工 艺是 l 司 4 5 %~ 5 5 %, 且易风 化变质, 从褐 煤中 脱出 , 最 后 戢 式饱 和蒸汽 进行 固液 分离 。 其 煤 脱 水的 改进 装 导致氧含量增加 , 热值 降 质变 化类 似天 然的 置内有 4台压 煤化 作用 。 力釜 , 可实现 半 低, 燃点 降低 。由于褐煤 中含有较高水分 , 若将其 直接参与燃烧 ,由于水分 液化 二 混莒条 件: 将褐 煤与 蒗化 二甲 蒸 发过 程带 走大量 热 能, 甲醚固 ℃ 、0 . 7 8 Ma 醚混 台. 煤中水 被快 体 脱水 回收条 件 : 速抽 提 出来形 成饱 则 在 燃烧 过 程 中需 消耗 法 2 5 ℃ 、0 5 3 MP a 和溶 液. 用 过滤 的 方法 分离 千{ 曩 和 大量能量 ,同时使燃 烧排 液 相:在一 定条件 下 闪燕箍 相回 收二 烟热损失 大,降低 发电热 早 醚 二 甲醚蒸 气 被压缩 到 0 MP I 效率 。 另外 , 较 高水分含量 进 行液 化。 再 重新 加 热到 3 6 ℃并 循环 致使 褐 煤 只 能在 当地 使 使用 用,若进 行 长距 离输 送 , 。 则增加煤炭成本。此外 , 在北方高寒地 区,富水褐煤在搬运 和储存 展褐煤提质技术相关研究并取得一些进展… 3 . 1 H P U工艺技术 等方面都 十分 困难。 基 于褐煤 的性质, 若不经过干燥 提质, 直接燃烧 的热效率较低且 由中国矿业大学( 北京) 与神华 国际贸易公 司联合 开发的的褐煤 不利于长距离输送和贮 存。而褐煤干燥后, 水分 显著 降低 , 发热量大 脱水热压提质 H P U工艺技术,是在参 考怀特能源公 司 B C B技术 的 结合 国内相关技术研发的一套新型提质技术。依托 H P U工 幅提高, 方便 于运输和贮存。因此, 开发高效褐煤干燥技术并 进行相 基础上, 连 釜 捧 水 0 剂 醚 @ 点 对 压 互 无 褥 艺技 术 的示 范 项 目——神华 宝 日希勒 1 . 0 Mt / a 褐 煤提 质 项 目于 关基础理论研究具有重大意义。 2 国外典型褐 煤干燥工艺 2 0 0 9 年试车成功, 现 已进入整改环节 。 3 . 1 . 1 工艺过程 澳大利亚 、 美 国、 德 国、 日本等 国家都有 丰富的褐 煤资源,为 了 增加低阶煤在市场 的竞争力,提高效率 , 在较早时期各 国已经开始 将含水褐煤送入复合破碎机破碎 , 破碎 粒度上限为 3 m m, 破碎后 入原料仓 , 经 由螺旋给料机 加入 直管 式干燥器, 与 干燥器 中约 7 0 0  ̄ C 进行褐煤干燥技术 的研究工作, 并取得很大进展 l o ] 。 高温烟气混合, 粉煤中的水分被高温热烟气蒸发带走, 干燥后煤粉最 2 . 1德国典型干燥技术 德 国褐煤资源十分丰富, 对于褐煤干燥技术 的研究 起步也 比较 高内水 < 1 O %。固 、 气两相进人旋风分离器分离 。 煤粉分离后进人热 早, 较为典型的技 术有 蒸汽回转管式干燥技术 、 科林 D WT蒸汽流化 压机高压成型。携带少量煤粉 的气流则进入布袋 除尘 器, 净化后 的 尾气通过引风机经烟囱排人 大气 , 收集的煤粉进入成型机成 型。其 床干燥技术及 M T E热压脱水工艺, 详见表 1 。 2 . 2日本典 型干燥技术 直管干燥器为 主副管式, 具有 自主知识产权 。 3 . 1 . 2工艺效果 日本 的典型干燥技术有 U B C 热油工艺, D — K工 艺, 其均为非蒸 提质后褐煤水分 由 3 3 %降到 8 %~ 1 0 %,煤质发热 量提高了 6 . 3 发脱水工艺, 这对于防止原煤复吸水 分及 自燃有 良好效果 。较为新 型的脱水技术为液化二 甲醚 固体脱水法, 由于我 国将建设大型 D ME k J/ g , 产出型煤成球率较高。H P U 技术主要是利用高温烟气对褐煤 项 目, 因此该技术具有很大应用潜力 。详见表 2 。 进行 闪蒸提质 , 在无粘结剂条件下 迅速压制成型。 工艺系统包括原煤准备系统 、 热烟气系统 、 干燥 系统 、 热压成 型 2 . 3美 国和澳大利亚典型干燥技术 冷却系统 、 成 品输送储存 6大系统和循环 流化床高温烟气炉 、 美国和澳大利亚是煤炭 资源 大国, 其对于褐煤提质研究 也很 深 系统 、 入, 典型的工艺有 K燃料工艺 、 B C B工艺及“ 冷干” 工艺, 详见表 3 。 直管式气流干燥器和无粘结剂高压对辊成型机等关键设备 。 3 . 2其他典 型干燥工艺 3 国内干燥工艺介绍 大唐国际锡林浩特褐煤滚筒干燥技术该 工艺干燥设备为带有 目前, 国内许多高校 、 科研机 构和相关 的发 电企业都 在积极 开
褐煤干燥氧化技术
![褐煤干燥氧化技术](https://img.taocdn.com/s3/m/98d7ff5aa31614791711cc7931b765ce04087a63.png)
褐煤干燥氧化技术
褐煤干燥氧化技术是一种将褐煤转化为高效能源的先进技术。
褐煤是一种含水率较高的煤种,其水分含量通常在20%至60%之间。
在传统燃烧过程中,褐煤的高水分含量会导致能源浪费和环境污染。
因此,干燥氧化技术应运而生。
干燥氧化技术通过对褐煤进行干燥处理,将其水分含量降低到可接受范围内。
这一过程的基本原理是利用热能将褐煤中的水分蒸发出来,使其变为干燥的固体燃料。
通过这种方式,褐煤的能量密度得以提高,燃烧效率也会显著提升。
干燥氧化技术的一个重要步骤是煤炭的干燥过程。
在干燥过程中,褐煤被加热至高温,使其内部的水分蒸发。
为了保证干燥过程的高效进行,通常会采用间接加热方式,即通过热介质将热能传递给褐煤。
这样不仅可以避免直接燃烧褐煤产生的污染物,还可以提高热能利用率。
干燥过程完成后,褐煤会变得干燥且易燃。
此时的褐煤已经具备了更高的能量密度,可以更有效地用于发电、供热等用途。
此外,干燥氧化技术还可以减少褐煤燃烧过程中产生的氮氧化物和二氧化硫等有害气体的排放,从而降低环境污染的程度。
通过褐煤干燥氧化技术,可以实现对褐煤资源的高效利用,提高能源利用效率,减少环境污染。
这对于提高能源供应的可持续性,保
护环境以及减少碳排放具有重要意义。
褐煤干燥氧化技术已经在许多地方得到了广泛应用。
不仅在能源领域,也在工业生产中得到了应用。
随着技术的不断进步和改进,相信褐煤干燥氧化技术将会在未来发挥更大的作用,并为能源转型和环境保护做出更大的贡献。
褐煤脱水提质技术的研究与进展
![褐煤脱水提质技术的研究与进展](https://img.taocdn.com/s3/m/5836134dbe1e650e52ea9944.png)
用后残留、保存下来的水分,煤化程度越浅,内水
含量越高;化合水为煤中矿物质含有的结晶水和 吸附水。实验表明,褐煤的外水、内水和化合水分 别约占全水分的60%、30%、10%¨4|。王秀军等 将褐煤中水分按存在形式分为外表水(外在水 分)、毛细水(内在水分)和结合水(结晶水和吸附 水),其中内在水分是吸附在褐煤内部的毛细孔 隙内,在常温下不易脱除,只有加热到一定温度时 才能逸出…。 虽然目前关于褐煤中的水分有很多种分类方 法,但并没有一个统一的衡量标准和表征参数,笔 者认为褐煤中的水分赋存形式应该与其和煤表面 及大分子结构的结合形式和能量大小有关,因此 褐煤中的水分赋存形式以及脱水能耗可以从本征 能量的角度加以归类。
收缩,胶质体结构受到破坏,毛细微孔的孔径相应 减少,水分蒸发逐渐受到毛细管浓缩作用的影响, 蒸发干燥速率降低,该阶段是褐煤中自由水和部 分束缚水的干燥过程,主要受弯曲液面毛细管力 的影响;随着干燥过程的进行,褐煤中存在于微孔 中的水分被脱除,这部分水在褐煤表面与含氧官 能团以氢键连接形成水分子簇状结构,由于氢键 作用,这部分水比毛细管孔中的水更难蒸发脱除, 干燥速率继续减少,这一阶段脱除的是物理吸附 和化学吸附的水分,其蒸发过程主要受脱附与吸 附作用控制¨5|。 由于褐煤的多孔结构及胶质体特征,使得干 燥后的褐煤表面出现大量空的孔洞、裂缝,比表面 积增大,在潮湿的环境中容易再次吸水,产生复吸 现象,这在一定程度上影响了褐煤脱水效果。
nism in in lignite
to were
(State Key Laboratory of Clean Energy utilization,zhejiang university,Hangzhou 3 10027,China)
on
the existing
褐煤干燥脱水提质技术现状及发展方向_尚庆雨
![褐煤干燥脱水提质技术现状及发展方向_尚庆雨](https://img.taocdn.com/s3/m/9d8534cfb9f3f90f76c61b9a.png)
第20卷第6期洁净煤技术Vol.20No.6 2014年11月Clean Coal Technology Nov.2014低阶煤提质利用技术专题[编者按]2013年中国原煤产量36.8亿t,低阶煤(包括褐煤、长焰煤、弱黏煤和不黏煤)在中国煤炭储量及产量中均占50%以上,已成为中国能源生产和供应的重要组成部分。
低阶煤具有水分高、灰分高、发热量低、氢氧含量高、易燃易碎等特点,不适宜直接燃烧和运输,利用能效低,污染严重,因此必须对低阶煤进行提质利用,降低其灰分和水分,提高发热量,或者生产高附加值产品。
近年来,低阶煤提质利用技术已有所突破并开始工业化应用,但总体来看,仍处于起步期,大规模低阶煤提质利用技术尚未完全成熟,诸多问题亟待解决。
煤炭工业发展“十二五”规划提出“加强低阶煤提质技术的研发和示范”,国家能源科技“十二五”规划也将低阶煤提质改性技术列入重大技术研究领域。
鉴于此,本刊组织了“低阶煤提质利用技术”专题,系统报道了低阶煤提质利用技术的研究现状及发展方向,重点介绍了低阶煤流化床提质、热解提质、超临界乙醇脱氧、干法分选及低阶煤制备水煤浆、活性焦、气化催化剂、提取腐植酸等技术,以期为提高低阶煤利用效率,实现低阶煤规模化应用提供技术参考。
褐煤干燥脱水提质技术现状及发展方向尚庆雨1,2,3(1.煤炭科学技术研究院有限公司节能工程技术研究分院,北京100013;2.煤炭资源开采与环境保护国家重点实验室,北京100013;3.国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京100013)摘要:为实现褐煤合理、高效利用,减轻褐煤利用中的环境污染,阐述了国内外褐煤干燥脱水提质技术现状,论述了国内褐煤干燥脱水提质技术工业化示范项目的进展情况,说明褐煤经干燥脱水提质处理后,可脱除褐煤中大部分水分,发热量显著提高,提质后的褐煤具有较高的附加值,便于运输、贮存及综合利用。
针对褐煤干燥脱水提质过程中存在的烟尘排放量大、能耗高、余热难以回收利用、干燥褐煤成型率低、型煤易爆裂产生碎块等问题,从加强褐煤性质和干燥脱水基础理论研究、加强干燥工艺及其配套干燥设备的研发、加强褐煤干燥后产品利用技术研究3方面提出了褐煤干燥脱水提质技术的发展方向。
褐煤干燥提质技术现状及发展趋势
![褐煤干燥提质技术现状及发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/8d02d162bf1e650e52ea551810a6f524ccbfcb72.png)
Research Status and Development Trend of Lignite Drying and Upgrading Technology 作者: 邰世康[1];杜坤[2];王雅静[2];程世升[3];陆文劼[4];邓旭[2];陈梦圆[2]
作者机构: [1]中国神华国际工程有限公司,北京10007;[2]中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083;[3]中国神华国际工程公司,北京100007;[4]中化商务有限公司,北京100045
出版物刊名: 化工管理
页码: 82-83页
年卷期: 2021年 第34期
主题词: 褐煤干燥;提质技术;褐煤热压提质(HPU)
摘要:文章总结了褐煤回转管式干燥工艺、泽玛克(ZEMAG)褐煤干燥技术、UBC褐煤提质技术、BCB褐煤提质技术及褐煤脱水热压提质(HPU)技术等5种褐煤提质技术,得出未来应重视
利用数值模拟的方法为褐煤提质技术基础理论和技术改造升级提供理论支撑;介绍了褐煤热压提质(HPU)工艺流程,结合中试验研究和分析HPU褐煤气流干燥中试成果,探究褐煤气流干燥操作和使用特点,掌握颗粒与高温烟气的换热规律.。
褐煤干燥技术分析比较
![褐煤干燥技术分析比较](https://img.taocdn.com/s3/m/13969a8f8762caaedd33d422.png)
S IC &TCNLG C NE EH00Y. E
匪圆褐煤 干 燥 技 术 Nhomakorabea 析 比较 ①
常 海 峰 ( 东华 工程 科技股 份有 限公 司 合肥 2 0 2 3 0 4) 摘 要: 我国褐煤 资源丰富 , 褐煤含 水 分高, 灰分 高, 热值 低 , 宜长途运输 。 不 本文介绍 了几种 主流的褐煤干 燥工艺及在 国 内外的应 用现状 , 并比较 褐 煤干 燥 的技 术 特点 。 关键 词 : 褐煤 干燥 脱水 中 图分 类号 : K1 3 T 7 文 献标 识码 : A 文章 编号 : 6 2 3 9 ( 0 2o () 1 1 2 1 7 - 7 1 2 1 ) 6c-o -0 2 褐 煤 是 一 种 煤 化 程 度 介 于 泥 炭 与沥 青 煤 之 间的 棕 黑 色 的 低 级 煤 , 泥 炭 经 成 岩 是
和脱水 , 即脱 除 结 合 水 时 , 于褐 煤 与 结 合 果 , 大 的 增加 了干 燥 机 的 有 效 干 燥 面积 , 由 大
色 , 般 暗 淡 或 呈 沥 青 光 泽 , 得 名 褐 煤 。 能 量 才 能 够 进 行 。 一 步提 高温 度 , 导 致 一 故 进 将
简单 。 要 通过 检 测 干 燥 机 出 口煤 的水 分 , 主
煤 , 一 种 煤 化 程 度 介 于 泥 炭 与 沥 青 煤 之 是 间 的棕 黑 色 的低 级 煤 , 呈褐 色 、 褐 色 或 黑 黑
2褐煤干燥技术特点 以及 生产应用
褐 煤在 常 温 下加 热 到 1 0 以 上时 , 部 接 式 ” 燥 带来 的 问题 。 2 结 构 合 理 , 用 0。 大 干 () 采
干燥。 原理为 : 煤仓中的原煤( 其 原 常温 ) 通 德 国RW E 司( 公 DwT法) 在流 化床 干燥 煤 炭 总 储量 的 1 % 。 煤有 以下 特 点 : 水 过 给 料 机 进 入 干 燥 机 的 滚 筒 , 干 燥 滚 筒 器 内 , 热 蒸 汽 的 吹 入 , 3 褐 高 在 过 使褐 煤 流 在 沸 腾 床 分、 低热 值 、 自然 、 易 易风 化 , 以 不 易 长期 入 口与 热 风 炉 提 供 的 烟 气 ( 5 ℃) 合 。 所 约6 0 混 褐 煤 放 入 锅 炉 中燃 烧 将 导 致 火 焰 温 度 降 料 在 于 燥 筒 体 内形 成 稳 定 的 全 断 面 料 幕 , 低 , 效率下 降 ; 时也很难满足 气化 、 热 同 液 大 约2 mi ~3 mi 左右 烟 气 与 原 煤 充 分 5 n n 5
褐煤的提质干燥成型技术
![褐煤的提质干燥成型技术](https://img.taocdn.com/s3/m/b125301152d380eb62946d57.png)
褐煤的提质干燥成型技术2.1 褐煤提质干燥技术富含水褐煤的干燥提质是在一定温度下经脱水后将褐煤转化成具有类似烟煤性质的提质煤。
现在的提质干燥技术有以下几种。
2.1.1流化床干燥技术流化床干燥技术是20世纪60年代发展起来的一种气固两相流干燥技术,热容量系数可达8000~25000kJ/(m3h℃)[2],热效率可达60%~80%,广泛应用于化工、医药、轻工、食品及建材工业中。
湿物料在气流干燥器中先除去表面水分,然后在流化床干燥器中去除结合水分。
目前流化床干燥机用于煤粉干燥的较少,仍处于实验室研究阶段,中国矿业大学对通辽褐煤在流化床干燥器中的干燥特性进行了研究。
对于褐煤而言,干燥技术的难点在于如何防止干燥过程中的燃烧爆炸、粒度分布范围广设备内停留时间不均匀以及处理量大(小时处理量数数以万吨记)等问题。
可以预见,以烟道气为干燥介质,采用部分废弃循环的流化床干燥系统具有很大的潜力,大连理工大学正在进行这方面的开发工作。
2.1.2滚筒干燥技术滚筒干燥机主要由倾斜转动的长筒构成。
湿物料在筒内前移过程中,直接或间接得到了干燥介质的传递热量而达到干燥的目的。
此类干燥器广泛应用于化工、食品、粮食、矿物等行业中各种散粒物料的干燥,现已发展到溶液及膏状物料的干燥上。
滚筒褐煤干燥技术脱水率高,可以将褐煤水分降至15%,热值提升至4500大卡左右。
其原理是放入充满约的滚筒。
与烟气充分,物料在干燥器内的停留时间一般在30分钟左右,从而使褐煤得到干燥。
褐煤干燥工艺流程图如图所示。
将原料煤破碎至0-50mm后,经胶带输送机和刮板输送机最终进入JNG节能滚筒干燥机。
在倾斜转动的滚筒内,由滚筒壁上的抄板使褐煤在干燥筒体内形成全断面料幕,与高达500℃的高温热风进行接触,交换热量,干燥后由排料箱排入密封式排料刮板输送机,经溜槽送入胶带输送机,最终送入料仓。
旋风除尘器收集的细煤粉经螺旋输送机和星型排料器送到出料刮板输送机,汇入干燥后煤输送系统。
褐煤的干燥技术思路
![褐煤的干燥技术思路](https://img.taocdn.com/s3/m/2be913203169a4517723a3c4.png)
浅谈褐煤的干燥技术研究思路摘要:介绍了几种褐煤干燥技术,提出了今后我国在褐煤干燥技术方面的研究思路。
关键词:管式干燥;流化床蒸汽干燥;蒸汽空气联合干燥;床辊式干燥;热机械脱水中图分类号:tb 文献标识码:a 文章编号:1007-0745(2013)05-0351-011 褐煤提质干燥概述富含水褐煤属于煤化程度较低的煤种,主要分布在我国内蒙古、云南、东北、四川等地。
褐煤的特点是水分高、孔隙度大、挥发分高、热值低,含有不同数量的腐植酸。
褐煤的氧含量高达15% 一30% ,化学反应性强,热稳定性差,块煤加热时破碎严重,存放在空气中容易风化变质,碎裂成小块甚至粉末状,使热值更加降低。
由于褐煤中含有15%—50% 的水分,将其直接参与燃烧或煤的气化,一方面在着火过程中需要消耗大量的能量;另一方面褐煤挥发分高,容易发生爆炸。
此外,由于水分蒸发的过程会带走大量热能,使得燃烧排烟热损大,发电热效率低,温室气体的大量排放以及对褐煤气化工艺的要求苛刻,使富含水褐煤的使用面临特殊的挑战。
大量开采水分高的褐煤直接用于燃烧,不仅锅炉燃烧不稳定,而且效率低。
高水分含量使得这些煤种只能在当地使用,不可能长距离运输,极大地限制了煤炭的开采规模。
因此,开发先进的富含水褐煤干燥成型技术和设备,对于提高富含水褐煤的市场竞争力,降低使用成本具有重要意义。
富含水褐煤的干燥提质是在一定温度下经脱水后转化成具有类似烟煤性质的提质煤。
提质后的褐煤将更有利于综合利用、运输和贮存。
国内外主要的褐煤脱水技术有:热脱水技术,机械脱水技术,机械,热脱水技术以及热干燥技术。
2 褐煤的热干燥技术2.1 旋转管式干燥技术。
旋转管式干燥机为一回转窑系统,.. 其干燥方法是在常压下,用低压蒸气通过管式干燥机将煤加热到大约100。
c,使水分蒸发,并利用和煤一起进入干燥机的空气作为脱水介质,通过除尘器将煤粉分离,部分空气经压缩进入干燥机循环,部分排入大气。
此法为目前工业应用最为成熟的褐煤干燥方法。
浅析褐煤干燥成型技术现状
![浅析褐煤干燥成型技术现状](https://img.taocdn.com/s3/m/fde03817ff00bed5b9f31d4d.png)
褐煤干燥工艺研究
![褐煤干燥工艺研究](https://img.taocdn.com/s3/m/162f8b5877232f60ddcca14a.png)
23 床混式干燥脱水 _ 这种技术最初 的想法是想利用流化床热床的热量 干燥机是在蒸 汽环境下工作 . 这就 有可能 回收蒸 汽的潜热 . 将之送 回干燥工序 中使 用 过热蒸汽高速进 入干燥管底部 . 从流化床分 出的一股热床料 流在 干燥机燃料人 口前 就立 即同过热蒸汽混合 蒸汽携带着燃料同床料 一 起经过干燥器后进入旋 风分离器 . 在那里 . 干燥燃料 和床料从蒸 汽流 中分离后直接送往 流化床锅炉燃烧 一部分蒸汽从旋风分离器回收后 2 褐 煤 干 燥脱 水 工 艺 被返 回到干燥 机的底部重新 与新 的床料混合 从燃料中蒸发的其他蒸 在那里 能被冷凝 . 者 或 褐煤干燥 脱水技术 主要有机械脱水 、 蒸发脱水和非蒸发脱水 等三 汽从蒸汽循环管路 中分 离后被引 到热 交换器 . 作为给水加热器或空气 预热器 大类 . 生产中主要 以蒸发脱水工艺为主 . 具体有以下几种工艺 : 2 管式干燥脱水 . 1 3 褐 煤 的 深 度 干燥 以 回转窑为干燥设备 . 在鼓形体安装一个多管系统 , 如下 图所示 。 鼓体稍微倾斜。 原煤连续不断地从上方送入 干燥机 管里 。 当鼓体旋转 褐煤在脱水过程中除脱 去部分水分外 . 同时也伴 随着一些煤 的组 时. 煤不停地输 送到出 口 水分干燥所需的热量 由多管 系统 内的低压 成和结构的变化 . 它主要是由脱水作用 和过程 引起 的 褐煤 的提质 是 蒸汽提供 . 低压蒸汽沿着鼓体 的轴 向人 内, 并迅速 向管外表面扩散。 和 指褐煤 在 2 0 4 0 5 ~ 0 ℃下经受脱水 和热分解 作用后转 化成具 有烟煤 性 一种水分 4 . %、 22 5 煤一起进入机体 内的空气 . 收了水 分以后 . 吸 在除尘 器里和干煤 粉分 质的提质煤 。美 国曾对褐煤脱水 提质进行过评估 , 离. 一部分生新 压缩进入 干燥机 , 另一部分就被排入大气。 发 热量 1 .3 /g的褐 煤 .经 20 MP 1 MJk 9 .2 a的蒸 汽处 理 后 .水分 降 至 拳盘蒜汽帆 1.3 发热量增加到 1.8 /g 相当提高热值 5 . 44 %, 80 MJ , k 1 %。日本针对盛 6 产低灰分 、 价廉的澳大利亚褐煤 , 开发 了脱水提质新工艺 , 经处理后 运 回本 国的总费用 比购买烟煤还要经济 褐煤的提质过 程 . 的组成 和结构发生 了一些 变化 . 煤 如一些 活性 官能 团被破坏 , 煤中水 分的附着力下 降. 毛细孔变小等。 国外曾开展在 压热 釜内分别用 自生蒸 汽和饱和蒸 汽对褐煤进 行脱水 提质研 究 : 在 6 6 P 、0 ~ 4 '之 间对高水分褐煤进行 的非蒸发脱水试 验 , 含 . M a40502 8 : 1 ' 将 水量从 2 ~ 0 0 4 %降到 1 5 - %.热值从 1. J g 6 M / 提高到 2 . ~ 0 8 J 3 k 7 43. M / 9 2 在压热釜 内用 3 2 a . MP 的饱和蒸汽处理 高水分褐煤 , 9 结果可脱 除 ; 8 %水分 . 0 而热值提高 了 5 %。大连理工大学进行 了 自 0 生蒸 汽和饱 和 蒸汽 的脱水提质试 验 . 结果表 明 . 水分含量较 高的褐煤经高压蒸 汽脱 水提质后 . 产品热值显 著增加 . 品的抗湿性能也得到 了很大改善 , 产 不 易再吸收水分 . 利用饱 和蒸 汽脱水 , 以液态形式脱除 . 水 节省 了水 的蒸 管式干燥脱水系统 发潜热 . 热效率高 . 为高水分褐煤脱水提质提供 了可行的工艺路线 。 31 流 化 床 提 质 工 艺 . 2 流化床蒸汽干燥脱水 . 2 流化床加热低 阶煤 的提质 工艺是在 8 ~ 5 q温度下对原料煤 干 0 1 0C 在流化床干燥 机内 . 图。蒸汽不仅能作为干燥介质 而且 还作 见下 然后在 2 0 4 0C温度下快速加热 . 5~ 0 ̄ 最后在 3 ~ 0C O 7 温度下快速 冷 为流化介质 因此 . 干燥蒸 发的蒸气是不含空气和其他杂物的 . 可通过 燥 . 得到提质煤 以下方法进一步利用 如蒸发 的水分经过再循环作为流化介质进入了 却 . . 流化床 : 利用它凝结时所放出的汽化潜热 ; 将它压缩成为过热蒸汽。 过 32 脱氧提质 褐煤是煤液化的 良好原料 . 但高含氧量增加 了煤 液化过程 中无 ��
褐煤高温烟气干燥过程中挥发分析出实验研究
![褐煤高温烟气干燥过程中挥发分析出实验研究](https://img.taocdn.com/s3/m/4a78f43b10661ed9ad51f361.png)
接燃 烧 发 电 , 易 造 成 火 焰 温度 低 , 燃 尽 困难 , 锅 炉 热 效率 低 . 褐煤 中的水分 按 存在 形式 可分 为结 合 水 ( 包
括结 晶水 和 吸 附 水 ) 、 毛 细水 ( 内在水分 ) 和 外 表 水
煤挥 发 分 可 能 析 出_ 1 , 从 而 使 得 污 染 物 进 入 烟 气 中, 增 加 了烟气 的治理难 度 , 不利 于高 温烟 气 干燥技
气干 燥过 程 中初 始 烟 气 温 度较 高 , 在干 燥 过 程 中褐
相比 2 0 1 0年 1 1 . 6 %高 出 0 . 3 %. 我 国褐煤 资 源 的特 点是 : 埋 藏浅 、 煤层厚 、 储 量大, 多 适合 于 露 天 开 采 .
与 国外 褐煤 相 比 , 我 国褐 煤水 分含 量 较高 , 如 用 于直
烟气 干燥 过 程 中人 为地将 高 品位 能 源变成 低 品位 能 源, 避免 了使 用 空 气 作 为 干 燥 介 质 时 由 于含 氧 量 高 导致 爆 炸等 安 全 事 故 , 同 时 也 避 免 了采 用 水 蒸 气 作 为干 燥介 质 时 需 要 解 决 水 的来 源 与 废 水 处 理 等 难
题. 由于 采用 高 温 烟 气 , 干 燥 介 质 用量 降 低 , 处 理 量
( DT ) 作 为实 验样 品 , 相关 煤质分 析 见第 2 4页表 1 .
1 . 2 实 验 设 备
主要实验 设备 为下 降 管 干燥 装 置 ( 见第 2 4页 图 1 ) 、 固定床干燥设 备 ( 见第 2 4页 图 2 ) 以及长沙 开元仪
下 降 管 高温 烟 气干 燥 技 术 适 用 于 伊敏 和 大 唐 五 间房 褐 煤 这 两种 煤 种 的 干燥 过 程 . 关 键 词 褐 煤 , 高温烟气 , 干燥 , 挥 发 分
国内外低阶煤(褐煤)干燥成型机应用及发展
![国内外低阶煤(褐煤)干燥成型机应用及发展](https://img.taocdn.com/s3/m/abf8fa1d6c85ec3a87c2c5df.png)
术 均 为有 粘 结 剂成 型 工 艺 。因此 ,型煤 粘 结 剂是 粉 煤 冷 压 、 中低 压 成 型 工 艺 中 的技 术 关 键 之 一 , 关 系 到 型煤 的 加工 成 本 和型 煤质 量 。广义 上 , 型 煤粘 结 剂分 为有 机类 、无 机类 和 复合类 三 类 。 有 机 类 , 如 煤 沥 青 、煤 焦 油 、 淀 粉 、动 植 物 焦油 渣 、废 液 、木 质 纤 维素 以及 高分 子 聚合 物 P UA、P A A等 。无 机 类 ,如 黏 土 、膨 润 土 、高 岭 土 、水 泥 、水 玻 璃 、生 熟石 灰 、 电石 泥 、硫 酸 盐 等 。复 合类 为 有 机类 与 无机 类 的 复合 ,如煤 焦 油
收稿 日期 : 2 0 1 4 - 0 4 — 1 5
普通蜂窝煤
上点 火蜂 窝煤 航空 保温 型煤
工业 锅炉 用型 煤 工业 窑炉 用型 煤 蒸 汽机 车用 型煤 冷 压型 焦用 型煤 热 压型 焦用 型煤 炼焦 配 用型煤
烧烤方形炭
炊事 、取暖 用 型煤 火锅 用型 煤
阐述了国内外低阶煤褐煤干燥成型机的应用及其研究进展对热压成型hpu技术洛阳双勇无粘结剂热压成型技术郑州鼎力无粘结剂褐煤成型技术等国内低阶煤成型技术和冲压成型工艺冷干工艺澳大利亚无粘结剂成型bcb技术德国泽玛克辊压成型工艺等国外低阶煤成型技术作了介绍分析了目前褐煤成型技术存在的主要问题
煤 炭
5 0
条件 。
2 低 阶煤成 型技 术 的发展 趋势
2 . 1 中国粘 结剂 成型型 煤 的应 用
中国型煤 产 品分类 见表 1 。
表 1 中国型煤产 品分类
民 用型煤 工业 型煤 化 肥造 气用 型煤
褐煤综合利用中原料煤干燥特性研究
![褐煤综合利用中原料煤干燥特性研究](https://img.taocdn.com/s3/m/b57a510b443610661ed9ad51f01dc281e53a562c.png)
褐煤综合利用中原料煤干燥特性研究秦谊;张惠芬;夏美英;张敉;任万云;曾天柱;李宝才【期刊名称】《化学工程》【年(卷),期】2015(043)011【摘要】研究了褐煤资源高效综合利用中干燥时间、干燥温度、干燥方式等因素对原料煤性质,特别是粗褐煤蜡和腐植酸产率的影响.结果表明:原料煤的干燥需要在适宜的温度下和时间内进行,水分不是越低越好,否则不仅浪费能源和时间,还会影响主要产品的产率及品质.褐煤蜡产率与含水量之间存在重要的内在联系,即不同干燥条件下,水质量分数在10%-20%之间时,褐煤蜡产率均较高.同时,原煤在开采后允许进行一定时间的放置,除水质量分数降低外不会对原煤产生其他影响.建议在褐煤综合利用中,原料煤的干燥最好在100-150℃之间进行,调节干燥时间(需30-60min),使水质量分数控制在10%-20%之间.【总页数】6页(P60-65)【作者】秦谊;张惠芬;夏美英;张敉;任万云;曾天柱;李宝才【作者单位】昆明理工大学生命科学与技术学院云南昆明650500;昆明理工大学食品安全研究院,云南昆明650500;云南尚呈生物科技有限公司,云南玉溪653200;昆明理工大学生命科学与技术学院云南昆明650500;云南尚呈生物科技有限公司,云南玉溪653200;云南尚呈生物科技有限公司,云南玉溪653200;昆明理工大学生命科学与技术学院云南昆明650500【正文语种】中文【中图分类】TQ536.1;TQ533.9【相关文献】1.通辽褐煤在流化床干燥器中的干燥特性研究 [J], 王海锋;朱书全;任红星;王娜;朱海博2.锡盟褐煤微波干燥特性实验研究 [J], 易宁彤;黄志辉;陈瑞启;朱洁丰;刘建忠3.印尼褐煤在蒸汽管回转干燥机中干燥特性研究 [J], 冯彬;周立荣;窦岩;刘志远4.高温烟气中单颗粒褐煤干燥特性实验研究 [J], 郭熙;张守玉;董爱霞;丁艳军;施大钟;董建勋5.褐煤干燥特性与动力学研究 [J], 苏丁;骆振福因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
褐煤提质干燥成型
![褐煤提质干燥成型](https://img.taocdn.com/s3/m/b75abefafab069dc50220131.png)
褐煤提质干燥成型一体化技术/ProductDetail.asp?ID=535一、褐煤及其分布根据国际地质学家预测: 全世界硬煤(包括烟煤和无烟煤)地质储量约为6万亿t,占煤炭总储量的60%强; 褐煤地质储量约有4万亿t,占煤炭储量40%弱。
由煤田地质勘探资料表明,中国的褐煤资源主要分布在华北地区,约占全国褐煤地质储量的3/4以上见表1,其中又以内蒙古东部地区赋存最多。
西南区是中国仅次于华北区的第二大褐煤基地,其储量约占全国褐煤的1/8,其中大部分分布在云南省境内。
但西南区的褐煤几乎全部是第三纪较年轻褐煤,而华北区的褐煤则绝大多数为侏罗纪的年老褐煤。
褐煤是一种煤化程度介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤。
是泥炭经成岩作用形成的腐殖煤,煤化程度最低,呈褐色、黑褐色或黑色,一般暗淡或呈沥青光泽,不具粘结性。
其物理、化学性质介于泥炭和烟煤之间。
水分大、挥发分高、密度小,含有腐殖酸,氧含量常达15~30%,在空气中易风化碎裂,发热量低。
按照中国煤炭分类标准还分为两小类:透光率PM大于30~50%的年老褐煤和PM 小于或等于30%的年轻褐煤。
中国褐煤多属老年褐煤。
褐煤灰分一般为20%~30%。
东北地区褐煤硫分多在1%以下,广东、广西、云南褐煤硫分相对较高,有的甚至高达8%以上。
褐煤全水分一般可达20%~50%,分析基水分为10%~30%,挥发分高15%~30%、低位发热量一般只有11.71~16.73MJ/kg,易风化碎裂、易氧化自燃。
褐煤有着清洁、低挥发和低硫的优点,但同时又存在着湿度大、燃点低和二氧化碳排放量大的缺点,是导致全球温室效应的重要因素之一。
但是,在目前全球能源日趋紧张的形势下,褐煤的经济价值及其相关加工生产技术又重新被世界能源界所重视。
东北、中南、西北和华东4大区褐煤资源的数量均较少。
表一中国各大区褐煤储量分布为了保护宝贵的炼焦资源,充分利用褐煤等年轻高挥发分煤作为主要动力用煤,中国规划到2010年将生产原煤18.5亿t,其中东北地区的褐煤年产量将达13350万t,到2020年的全国原煤规划产量21.5亿t,其中东北地区的规划年产量将达19050万t,褐煤规划产量中主要未开发露天矿。
褐煤干燥脱水技术研究进展
![褐煤干燥脱水技术研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/e409df1b6c175f0e7cd1378b.png)
我 国是 世 界 上 煤 炭 生 产 和 消 费 大 国 ,1 9 ~ 98
烧发 电效 率 。在 褐煤 的其他 利用如 煤化工 、肥 料 ]
等领 域 ,也存在 同样 的问题 。通过 干燥处 理降 低煤
20 0 7年煤 炭在 我 国 一 次 能 源 的生 产 和 消 费 结 构 中
所 占比例 为 6 . %~ 6 . % ,能 源储 量 、产 量 和 63 96
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ZHANG h n t o ,YANG u we Z e -a L - i ,DONG l h a ,LU u ,DAIQu -e, Yal u — Jn。 n t 。
( . eh i lI si t f Ph sc a d C e sr ,C i ee a e f S i c s e ig 1 0 9 , h n ; 1 T c nc n t ueo y is n h mi y h n s Ac d my o ce e ,B i n 0 1 0 C ia a t t n j 2 C l g f Fo d S in e n e h oo y ca nv r i f C ia Qig a 6 0 , h n . ol e o c c d T c n lg ,O e n U ie s yo h n , n d o 2 6 3 C ia e o e a t
典型褐 煤干燥 技术 大概可 以分 为蒸发 脱水技 术
褐煤 保有储 量 的 3 4 / ;以云 南 省为 主 的西 南地 区 的 褐煤 储 量约 占全 国 的 1 5 / ;东 北 、华 东和 中南地 区 的褐煤 占全国 的 5 %左 右 。 】
中图分类 号 :TQ5 3
文献标 识码 :A
文 章编号 :1 0 —6 7 (0 0 0 77 7 2 1 )增 刊一0 40 0 0 —4
干燥褐煤的FTIR分析及热解实验研究
![干燥褐煤的FTIR分析及热解实验研究](https://img.taocdn.com/s3/m/565a23cda48da0116c175f0e7cd184254b351bdd.png)
干燥褐煤的FTIR分析及热解实验研究李先春;王丽娜;韩艳娜;孟凡锐;余江龙【摘要】为比较空气和过热蒸汽干燥对褐煤化学结构和反应活性的影响,在流化床干燥器中对褐煤进行干燥,采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对原煤和干燥后样品的化学结构参数进行分析,并通过热重分析(TGA)实验对比了不同干燥方式褐煤的热解特征参数和动力学参数.结果表明:褐煤在空气和过热蒸汽干燥过程中,随着温度的升高会逐渐失去羧基和羰基含氧官能团,当温度高于135℃时,空气中干燥的褐煤发生表面氧化反应,而在蒸汽中干燥的褐煤,温度达到160℃仍没有发生氧化反应.干燥后的褐煤与原煤相比,活化能增加,反应活性降低.相同温度下,过热蒸汽干燥后褐煤的活性大于空气干燥后褐煤的活性.【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2014(037)004【总页数】5页(P17-21)【关键词】干燥褐煤;FTIR分析;热解;动力学参数;反应活性【作者】李先春;王丽娜;韩艳娜;孟凡锐;余江龙【作者单位】辽宁科技大学材料与冶金工程学院,114051 辽宁鞍山;辽宁科技大学材料与冶金工程学院,114051 辽宁鞍山;辽宁科技大学化工学院,114051 辽宁鞍山;辽宁科技大学化工学院,114051 辽宁鞍山;辽宁科技大学化工学院,114051 辽宁鞍山【正文语种】中文【中图分类】TQ533.6;TQ028.60 引言褐煤含水量高,反应活性好,长期堆放极易自燃,不适合长途运输.为了提高褐煤利用过程的热效率和降低CO2排放,干燥过程将成为有效利用褐煤的一个重要环节.褐煤在干燥过程中,其物理和化学结构会发生变化,并对其热解、燃烧和气化过程产生重要的影响.文献[1]详细分析了印尼褐煤干燥提质处理后物理结构的变化,结果表明,印尼褐煤在干燥和高压成型过程中,发生了孔的收缩和崩塌,特别是微孔收缩程度要更大一些;经过提质处理后,褐煤的自燃着火倾向降低,热解和燃烧反应性降低.Ohki等[2]对高温热水干燥后印尼低阶煤的结构变化和燃烧特性进行了研究,结果表明,干燥后印尼褐煤的比表面积降低,羟基、甲基和羧基官能团减少,着火温度升高.Murray等[3]研究了褐煤在热水中进行干燥后含氧官能团的变化,实验结果表明,酚类官能团在150 ℃开始分解,在200 ℃时分解特别明显;醇类官能团在低于200 ℃时保持稳定,超过200 ℃时分解逐渐增大;羧酸和羰基官能团超过150 ℃开始分解;羧基官能团从20 ℃开始分解,当温度增加到200 ℃时分解量增加.傅立叶变换红外光谱(FTIR)是一种常用的测定褐煤结构特征的方法,可以有效地用于褐煤中含氧官能团的分析.[4-6]Tahmasebi et al[7]采用FTIR技术对维多利亚褐煤在蒸汽和热空气干燥后化学结构变化进行了研究,发现空气干燥褐煤温度低于130 ℃时,含氧官能团减少,温度高于170 ℃时,褐煤中的有机物质发生氧化反应,使含氧官能团增加;蒸汽干燥褐煤含氧官能团随着温度的升高而明显降低,芳香结构的减少可以忽略不计.利用热重分析技术可以通过测量煤粉热解过程中质量与温度的变化关系,而得到煤粉热解的特征温度和动力学参数.[8-9]反应动力学参数包括活化能、反应级数和指前因子,其中活化能是决定反应速率的主要参数.活化能代表反应物的分子由初始稳定状态变化为活化分子所吸收的能量,活化能的大小反应了煤热解的难易程度,与煤的热解温度是一致的.同时,活化能的大小也反映了煤的反应活性大小,活化能越大,煤的反应活性越差.本实验选取呼伦贝尔褐煤为研究对象,采用空气和过热蒸汽流化床进行干燥,对干燥后的褐煤样品进行FTIR分析,并对热解实验数据采用非等温热重分析法比较了两种不同方式干燥后褐煤的热解动力学参数和反应活性.1 实验部分1.1 实验样品选取呼伦贝尔褐煤为实验样品,原煤的工业分析和元素分析见表1.表1 原煤的工业分析和元素分析(%*)Table 1 Proximate and ultimate analysis of the raw coal samples(%*)MarProximate analysis(ad)MAVFCUltimate analysisCHONS32.114.8812.1233.9839.0252.804.3015.000.680.22* Mass fraction.1.2 实验设备和方法干燥褐煤样品由自制的流化床干燥实验装置制备,其具体结构和实验方法详见文献[10].干燥介质经管式电阻炉加热后进入流化床干燥器进行褐煤样品干燥.实验采用的干燥介质分别为空气和过热蒸汽,其中过热蒸汽由LDR 0.004-0.7型电热蒸汽发生器制备.实验样品的FTIR分析采用Thermo Scientific Nicolet iS5傅立叶变换红外光谱仪.取KBr载体与实验样品(质量比120∶1)混合均匀,装于FW-4A型粉末压片机中压片,再放入红外光谱仪中扫描分析.对得到的红外谱图4 000 cm-1~400 cm-1区域采用origin软件处理.为了进一步得到各基团吸收峰的位置及面积数据,采用origin软件对三个明显变化区域(3 500 cm-1~3 000 cm-1,3 000 cm-1~2 800 cm-1,1 775 cm-1~1 500 cm-1)进行分峰拟合处理.图1是原煤3 500 cm-1~3 000 cm-1区域的分峰拟合曲线.由图1可以看出,该区域有两个主要吸收带,其中3 338 cm-1附近是氢键结合水的吸收带,3 200 cm-1附近是酚基和羧酸结构中羟基的吸收带.图2是空气流化床(160 ℃)干燥褐煤1 775 cm-1~1 500 cm-1区域分峰拟合曲线.其中羧基吸收带为1 770 cm-1~1 650 cm-1,芳香碳吸收带为1 610 cm-1,羧酸和芳香环分支族吸收带为1 560 cm-1~1 490 cm-1.图1 原煤3 500 cm-1~3 000 cm-1的分峰拟合曲线Fig.1 Curve-filled FTIR spectra of 3 500 cm-1~3 000 cm-1 for raw coal热解实验采用美国PE公司Diamond TG/DTA6300型热重分析仪,样品质量约为20 mg,气体流量为100 mL/min,升温速率为10 ℃/min,坩埚材质为纯Al2O3,实验保护气为高纯N2.图2 空气干燥煤(160 ℃)1 775 cm-1~1 500 cm-1的分峰拟合曲线Fig.2 Curve-filled FTIR spectra of 1 775 cm-1~1 500 cm-1 for air dried coal at 160 ℃2 结果与讨论2.1 干燥褐煤的红外光谱分析2.1.1 空气流化床干燥图3是原煤(RC)与135 ℃和160 ℃空气流化床干燥褐煤(记为ADC135和ADC160)的傅立叶红外光谱.由图3可以看出,3 500 cm-1~3 000 cm-1波段(羟基吸收区)、3 000 cm-1~2 800 cm-1波段(脂肪基C—H吸收区)和1 775 cm-1~1 500 cm-1波段(羰基吸收区)发生了明显的变化.图4为样品在不同干燥温度下3 000 cm-1~2 800 cm-1波段的红外光谱.其中2 955 cm-1和2 922 cm-1附近分别为不对称(asym)的甲基(—CH3)和亚甲基分支(—CH2—),2 850 cm-1附近分别为对称(sym)的甲基(—CH3)和亚甲基分支(—CH2—),2 897 cm-1附近处为甲烷基分支(—CH—).由图4可以看出,随着干燥温度的升高,脂肪氢的含量降低.在煤的干燥过程中,芳香碳的含量保持稳定,因此含氧官能团与芳香碳的比值可以定量分析含氧官能团的变化.图3 原煤和空气干燥褐煤的红外光谱Fig.3 FTIR spectra of raw coal and air dried coal图4 原煤和空气干燥褐煤3 000 cm-1~2 800 cm-1区域的红外光谱Fig.4 FTIR spectra of 3 000 cm-1~2 800 cm-1 for raw coal and air dried coal表2是根据分峰拟合定义的结构参数.表3是原煤与不同干燥温度下褐煤样品分峰拟合后得到的吸收峰面积比,用以定量比较褐煤中含氧官能团的变化.其中Car/Hal为芳香碳与脂肪氢的比值,CO/Car为羰基与芳香碳的比值,COOH/Car 为羧基与芳香碳的比值.由表3可以看出,随着干燥温度的增加,脂肪氢的含量单调减少.当干燥温度达到135 ℃时,褐煤中的羰基和羧基官能团减少,而干燥温度升高到160 ℃时,以上两种官能团的含量显著增加.实验结果说明,呼伦贝尔褐煤在空气中干燥时,温度较低会失去羰基和羧基含氧官能团,温度较高则会发生氧化反应而导致羰基和羧基含氧官能团的增加.脂肪氢含量的单调减少说明褐煤在干燥过程中随着温度升高,会形成酚基和羧酸结构而以失去芳香氢结构为代价,褐煤的氧化主要发生在脂肪氢的侧链和桥键上.通过含氧官能团的变化可以得出:当呼伦贝尔褐煤在空气中干燥时,干燥温度应当控制在135 ℃以下以避免其氧化.表2 分峰拟合定义的结构参数Table 2 Defined structure parameters for curve-fitting analysisDefined parameterAdsorption zoneCar/Hal1 610 cm-1/2 965 cm-1~2 850 cm-1CO/Car1 750 cm-1~1 650 cm-1/1 610 cm-1COOH/Car1 705 cm-1/1 610 cm-1表3 原煤和空气干燥煤的分峰拟合结果Table 3 Parameters based on FTIR spectra for the raw and air dryingsamplesSampleCar/HalCO/CarCOOH/CarRC1.1930.7360.255ADC1352.0480 .4780.198ADC1602.2200.6190.2712.1.2 蒸汽流化床干燥图5是原煤(RC)与135 ℃和160 ℃蒸汽流化床干燥褐煤(记为SDC135和SDC160)的傅立叶红外光谱.与空气干燥相同,对3 500 cm-1~3 000 cm-1,3 000 cm-1~2 800 cm-1和1 775 cm-1~1 500 cm-1波段都进行了分析.图6是样品在不同干燥温度下3 000 cm-1~2 800 cm-1波段的红外光谱.由图6可以看出,随着干燥温度的升高,脂肪氢的含量单调减少.表4为原煤与不同蒸汽干燥温度下褐煤样品分峰拟合后得到的吸收峰面积比.由表4可以看出,Car/Hal的比值随干燥温度升高而增大,说明蒸汽干燥褐煤会破坏其弱脂肪族C—H结构,从而降低了褐煤的挥发分含量.在较高的干燥温度下蒸汽干燥样品的芳香度增加是以脂肪氢的分解为代价.COOH/Car和CO/Car的比值随干燥温度的升高而单调减小,说明褐煤在蒸汽干燥过程中,羧基和羰基含氧官能团会逐渐失去,而褐煤没有发生氧化反应.结果分析表明,呼伦贝尔褐煤在蒸汽中干燥时,干燥温度可以保持在160 ℃而不会发生氧化反应.图5 原煤和蒸汽干燥褐煤样品的红外光谱Fig.5 FTIR spectra of raw coal and steam dried coal图6 原煤和蒸汽干燥褐煤3 000 cm-1~2 800 cm-1区域的红外光谱Fig.6 FTIR spectra of 3 000 cm-1~2 800 cm-1 for raw coal and steam dried coal表4 原煤和蒸汽干燥煤的分峰拟合结果Table 4 Parameters based on FTIR spectra for the raw and steam dryingsamplesSampleCar/HalCO/CarCOOH/CarRC1.1930.7360.255SDC1351.3580. 6700.218SDC1601.9230.5020.1412.2 热解实验结果比较第20页图7为原煤(RC)、空气干燥褐煤(ADC160)和蒸汽干燥褐煤(SDC160)三种样品的热解特性曲线.由图7a可以看出,三种褐煤的热解过程大致分成三个阶段:从20 ℃至170 ℃为第一阶段,此阶段主要是干燥脱水,吸附气体的脱除和脱羧基反应阶段,失重量大约占总失重量的15%.由图7b可知,在100 ℃前出现一个峰,RC的失重峰要大于ADC160和SDC160的失重峰.主要因为RC的水分含量高于ADC160和SDC160的水分含量;第二阶段,170 ℃至600 ℃发生强烈的热解.这一阶段以解聚和分解反应为主,生成和排出大量气体和焦油.在430 ℃左右热解反应最剧烈,在DTG曲线上出现最大失重峰;第三阶段,600 ℃至1 050 ℃.在这一阶段,半焦变成焦炭,以缩聚反应为主,析出以甲烷和氢气为主的气体.由图7b还可以看出,在相同的温度条件下,RC的失重率要大于ADC160和SDC160的失重率,这说明了RC的热解反应活性大于ADC160和SDC160的热解反应活性.图7 不同褐煤样品的热解特性TG-DTG曲线Fig.7 TG-DTG pyrolysis curves of different lignite samplesa—TG;b—DTG□—RC;○—ADC160;△—SDC160 表5是三种褐煤的热解特性参数.其中Ti为挥发分初始析出温度,℃;(dm/dt)max为挥发分最大释放速度的峰值,mg/min;Tmax为(dm/dt)max对应的温度,℃;ΔT1/2为对应于(dm/dt)/(dm/dt)max=1/2时的温度区间,℃.显然,(dm/dt)max越大,挥发分释放得越强烈;Ti越小,挥发分越容易析出;Tmax越低,ΔT1/2越小,则挥发分的释放高峰出现得越早,越集中,对着火越有利,反之,越不利于着火.由表5可以看出,蒸汽干燥褐煤的挥发分比空气干燥褐煤和原煤的挥发分容易析出.蒸汽干燥褐煤的热解过程结束温度最低,空气干燥褐煤热解结束的温度最高.文献[11]将Tmax作为衡量褐煤热解反应活性的指标.由表5可以看出,三种褐煤样品反应活性的大小依次为RC>SDC160>ADC160.表5 三种褐煤样品的热解特征参数Table 5 Pyrolysis characteristic parameter of the three lignitesamplesSampleTi/℃(dm/dt)maxTmax/℃ΔT1/2/℃RC284.10.272434.7372.1SDC160285.30.322436.0370.8ADC160289.30.344439.6369.22.3 热解动力学分析由热重曲线(TG)得到的m-T(质量-温度)关系,应用下式求得热解转化率x:(1)式中:m0,m和mf分别为试样的原始质量、温度T时的质量和达到热解终点时的剩余质量.热解反应速度基本符合以下化学动力学方程:=A(1-x)nexp(-E/RT)(2)式中:t为时间,s;n为反应级数;A为频率因子,s-1;E为活化能,kJ/mol;T 为绝对温度,K;R为通用气体常数,8.314 J/(mol·K).实验在恒速升温条件下进行,当升温速率为k时,dT=kdt,故式(2)可写成:(3)对式(3)左右两边积分后取对数得:(4)式(4)即著名的Coats-Redefern积分式,Coats等认为,对大多数E值,在反应通常发生的温度范围内,表达式ln[(AR/kE)(1-2RT/E)] 通常为常数.因此,当n≠1时,ln[1-(1-x)1-n/(T2(1-n))]与1/T呈线性关系;当n=1时,ln[-ln(1-x)/T2]与1/T之间呈线性关系,由直线的斜率和截距可以确定反应的活化能和频率因子.对三种煤的动力学曲线运用origin软件,在不同反应级数下分段线性回归,当反应级数n=1时能得到很好的线性关系.对DTG曲线峰附近温度区间为410 ℃~450 ℃处按上述方式进行线性回归,得到三种煤活化能E和频率因子A的值,结果见第21页表6.由表6可以看出,三种褐煤的活化能大小依次是ADC160> SDC160>RC.原煤与干燥煤相比较,干燥煤的反应活性低于原煤的反应活性.不同干燥方式相比较,空气干燥活性低于蒸汽干燥活性.表6 三种煤样的热解动力学参数Table 6 Kinetic parameters of three lignite sampl es under pyrolysis conditionSampleActivation energy E/(kJ·mol-1)Frequency factor A/s-1Related coefficientR2RC12.270.230.9979SDC16023.000.930.999 8ADC16037.741.140.999 9这是因为干燥温度大于135 ℃时,空气干燥导致褐煤表面氧化,使其反应活性降低.由FTIR分析的结果可知,蒸汽干燥温度为160 ℃时,褐煤表面没有发生氧化,但其含氧官能团和脂肪氢发生分解,导致其活性降低.由于表面氧化使褐煤活性降低的程度更大一些,为了避免反应活性过度降低,对于空气干燥,要控制干燥温度低于135 ℃,并优先采用蒸汽干燥褐煤的工艺.3 结论呼伦贝尔褐煤热解反应的活化能为12.27 kJ/mol,褐煤经干燥处理后反应活性降低,其中空气干燥过的褐煤由于其表面官能团发生氧化反应而活性最差.在热空气中干燥褐煤,温度低于135 ℃时褐煤含氧官能团减少;而温度高于135 ℃时,褐煤被氧化致其有机结构发生变化.呼伦贝尔褐煤进行空气干燥提质的温度应低于135 ℃.在蒸汽流化床干燥中,呼伦贝尔褐煤经蒸汽干燥增加了其芳香性而其含氧官能团含量降低,可以采用更高的蒸汽温度干燥褐煤,且褐煤有机结构没有明显的变化.参考文献[1] 李先春,余江龙,Tahmasebi A,等.印尼褐煤无黏结剂型煤自燃与燃烧特性的实验研究[J].煤炭转化,2012,35(2):66-70.[2] Ohki A,Xie Xiaofeng,Itahara T,et al.Change in Properties and Combustion Characteristics of an Indonesian Low-rank Coal Due to Hydrothermal Treatment[J].International Journal of Coal Preparation and Utilization,1999(21):23-34.[3] Murray J B,Evans D G.The Brown-coal/water System(Part 3):Thermal Dewatering of Brown Coal[J].Fuel,1972,51:290-296.[4] Durie R A.The Science of Victorian Brown Coal[M].Oxford:UK,1991:465-516.[5] Yurum Y,Altunyas N.Air Oxidation of Beypazari Lignite at 50 ℃,100 ℃ and 150 ℃[J].Fuel,1998(77):1809-1814.[6] Supaluknari S,Larkins F P,Redlich P,et al.An FTIR Study of Australian Coals:Characterization of Oxygen Functional Groups[J].Fuel Processing Technology,1988(19):123-140.[7] Tahmasebi A,Yu Jianlong,Bhattacharya S.Chemical Structure Changes Accompanying Fluidized-bed Drying of Victorian Brown Coal in Superheated Steam,Nitrogen and Hot Air[J].Energy andFuels,2013(27):154-166.[8] 王健,张守玉,郭熙,等.平朔煤和生物质共热解实验研究[J].燃料化学学报,2013,41(1):67-73.[9] 武宏香,李海滨,赵增立.煤与生物质热重分析及动力学研究[J].燃料化学学报,2009,37(5):538-545.[10] 张成金.褐煤干燥及干燥后再吸湿特性的实验研究[D].鞍山:辽宁科技大学,2011.[11] 陈建原,孙学信.煤的挥发分释放特性指数及燃烧特性指数的确定[J].动力工程,1987(5):13-18.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
我 国煤炭 保 有 资 源 量 的 1 2 . 7 % l _ 。然 而褐 煤 含
水量高( 2 0 %~ 5 0 %) , 热值低 , 未经干燥送人炉
膛进行燃烧, 将会增加锅炉烟气量 , 热 量 损 失 增
多, 锅炉效率下降 , C O : 和S O : 排放增加 , 同时将
L I U Zh i — qi a n g,F AN Xi a o — h u a
( E l e c t r i c P o we r R e s e a r c h I n s t i t u t e , He b e i P r o v i n c e E l e c t i r c P o w e r C o mp a n y ,
0 引 言
根据 2 0 1 2年最新 统计 , 火力 发 电 占我 国总 发 电量 的 8 2 . 8 4 %, 而 火力 发 电 的 9 0 % 以上 又 都 是 燃煤发 电。在 目前 全 球 能 源 1 3趋 紧 张 的形势 下 , 按 照我 国能源发 展 战 略 的要 求 , 已经 不 允 许 大规 模 地利 用优 质煤 炭 资 源 , 以前 利用 较 少 的褐煤 日
摘 要: 褐煤在我国储量 巨大 , 价格便宜, 但 由于褐煤含水量大, 一直阻碍着褐煤的高效利 用 。干燥技 术 的 开发 应 用可 以提 高褐煤 等年轻 煤种 的 市场竞 争力 , 改善燃 用褐 煤 电厂 的 整体 经 济和环境效益。文章介绍 国内外几种褐煤干燥技 术, 并分析各 自的特点。最后 , 对我国褐煤干
2 0 1 3 年第 8 期( 总第 1 8 8 期)
应用能源技术
9
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 9— 3 2 3 0 . 2 0 1 3 . 0 8 . 0 0 3
褐煤干燥技术研究进 展
刘志强。 樊孝 华
( 河北 省 电力公 司 电力科 学研 究院 热动技 术研 究所 ,石 家庄 0 5 0 0 2 1 )
引起 制粉 系统 和 引风 机 出力 增 大 , 导 致 厂用 电增
S ud t y o f T h e r ma l T e c h n o l o g y , S h i j i a z h u a n g 0 5 0 0 2 1 , C h i n a )
Abs t r a c t : Li g n i t e h a s a h u g e r e s e r v e i n Chi na a nd i t s pr i c e i s l o we r t h a n o t h e r k i nd o f c o a l ,b u t i t s
h j g h mo i s t u r e h a s b e e n h i n d e r i n g he t e f i c i e n t u t i l i z a t i o n .T h e d e v e l o p me n t a n d a p p l i c a t i o n o f l i g n i t e d r y i n g t e c h n o l o g y c a n i mp r o v e he t ma r k e t c o mp e t i i t v e n e s s o f y o u n g c o a l s ,a n d i t ls a o c a n i mp r o v e he t o v e r ll a e c o n o mi c a n d e n v i r o n me n t a l b e n e i f t s o f p o w e r p l a n t s i n w h i c h b u r n i n g he t l i g n i t e .T h i s a r t i c l e i n t r o d u c e s s e v e r a l l i g n i t e d r y i n g t e c h n o l o y g a t h o me a n d a b r o a d,a n d a n a l y s i s he t i r c h a r a c t e r i s t i c s . F i n a l l y ,t he d i r e c t i o n o f d e v e l o p me n t o f l i g n i t e d yi r n g t e c h n o l o y g we r e d i s c u s s e d . Ke y wo r d s :L i ni g t e;Dr yi n g t e c h n o l o y ;C g o a l — i f r e d p o w e r p l a n t s
燥技 术 的发展 方 向进行 探 讨 。 关 键词 : 褐煤; 干 燥技 术 ; 燃煤 电厂
中图 章编 号 : 1 0 0 9— 3 2 3 0 ( 2 0 1 3 ) 0 1— 0 0 0 9— 0 6
Re s e a r c h Ad v a n c e s o n Dr y i n g Te c hn o l o g y o f Li g n i t e