褐煤脱水预干燥技术进展

煤炭工程２００８年第８期

级使用，热能能够得到循环再利用，因此能耗较低。另外，由于过程原料煤细粉较少，经脱除水分后的褐煤不易在空气中自燃，因此，可利用空气进一步自然干燥。此法的缺点为水分不能得到最大限度的脱除，系统干煤含水量大约为２３％。

１．４机械脱水工艺／法

该法在大约１００ｃｃ、小于１６ＭＰａ热压下对褐煤脱水。在此压力条件下操作，对设备加工制作等要求较高，但该过程能耗最低。目前该过程仅处于实验室研究阶段，未见工业应用报道。

１．５热压脱水工艺（ＭＴＥ）

该工艺过程由德国多特蒙德大学Ｓｔｒａｕｓｓ等研究开发，该过程综合了热法脱水和机械力脱水的优点，将褐煤加热到不大于２２０℃的条件下，通过机械挤压将水挤出。如图２所示，该工艺过程分为四个阶段：①用工艺热水预热；②过热蒸气加热；③加压脱水；④闪蒸进一步脱水。为了使干燥介质均匀分布在煤层中，原煤必须用压盘稍微预压一下。预压时，热水从压盘里的喷洒系统均匀地分布在煤层表面。在饱和蒸汽压力下，水进入压力室，热水经过煤层并且向煤释放所有的热量，然后用蒸汽加热并使煤中的水分部分从煤层中脱离出来。最后再经机械压力和进一步闪蒸过程，脱除大部分水分。相对其它热法或机械脱水法，热压脱水工艺操作条件较为温和，工艺过程较为简单，利于工艺过程的工业实现；水以液态脱除，能耗较低；工艺过程蒸汽以及过程热水能充分得到再循环利用，热效率较高；同时，工艺温度相对热脱水工艺低，由此对工艺废水处理相对容易些。同时，该过程对一些金属离子如Ｎａ、ｃａ、Ｆｅ、ｓ等具有一定的脱除作用，实验结果表明，可溶离子大部分可同时得到脱除。由于从煤中通过热压力使矿物质同时析出，特别是碱金属，因此可以减少积灰、结渣。电厂具有丰富的蒸汽资源，因此十分适合与电厂的集成。

图２热压脱水工艺

１．６液化二甲醚固体脱水法

该法为日本中央电力工业研究所正在开发的一种脱水技术，使用该技术干燥褐煤或煤泥时，所需能量是传统热脱水方法的５０％。该技术使用液化的二甲醚（ＤＭＥ）为脱水剂，利用了ＤＭＥ低沸点（一２４．８℃）、易通过压缩液化、与水互溶、无毒、易渗透进入固体材料且对环境无害的优点。而且，由于中国正在建设大规模的ＤＭＥ项目，预期将来ＤＭＥ的价格将比液化石油气低。

在该工艺中，固体原料与液化的ＤＭＥ在３６℃、０．７８Ｍａ的条件下混合，水被快速地从固体中抽提出来形成饱和溶液，用过滤的方法将干燥的固体与液相分离；在２５℃、０．５３ＭＰａ的条件下闪蒸液相回收ＤＭＥ，水留在塔底，ＤＭＥ蒸气被压缩到０．７８ＭＰａ进行液化，再重新加热到３６℃（用闪蒸出的ＤＭＥ蒸气加热）并循环使用。该技术已用１ｋｇ含水５３％的褐煤进行验证，褐煤中水含量降低到了５％以下，ＤＭＥ的残留量约为１％。该技术也可将下水道污泥中的水含量降低到３０％左右。规模瓶颈将是该方法工业化的最大障碍。

９２２我国褐煤脱水预干燥技术研究

在云南、内蒙等富含褐煤的省份，大量开采高达３０％～５０％水分的褐煤直接用于燃烧，不仅锅炉燃烧不稳定，而且电厂效率也很低；高水分使得这些煤种只能在当地使用，不可能长距离运输，因此，极大地限制了煤炭的开采规模。因此，开发先进的褐煤干燥技术和设备，对于提高褐煤市场竞争力，降低发电成本具有重要意义。随着石油资源的紧缺，煤炭单价的升高，国内对低阶煤预干燥的技术研究也越来越重视，但在褐煤这种高水分含量物料的脱水预干燥技术上缺乏经验。目前国内中国矿业大学通过９８５优势学科平台建设，已搭建了褐煤热压脱水实验系统，项目实验室研究已接近尾声，正在着手搭建中试装置。另外，国内大唐华银及一些电厂等单位正在作相关研究，但均未见详细报道。

３结论

降低褐煤的高水分，是我国褐煤发展利用的关键问题，

褐煤脱水预干燥技术进展

作者：万永周， 肖雷， 陶秀祥， 刘炯天

作者单位：中国矿业大学化工学院,江苏,徐州,221008

刊名：

煤炭工程

英文刊名：COAL ENGINEERING

年，卷(期)：2008，(8)

引用次数：1次

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3.Strauss K Method and device for reducing the water content of water-containing brown coal 1996

4.Bongers Geoffrey D.Jackson W Roy,etc 2000(3)

5.刘旭光.李保庆褐煤的热处理改质研究[期刊论文]-煤炭转化 2000(1)

6.任祥军低阶煤的干燥进展 1996(4)

7.熊友辉高水分褐煤燃烧发电的集成干燥技术[期刊论文]-锅炉技术 2006(z1)

8.邱亚林.杨丽.俞炳丰.李明亮.陈红.昌树文.苏昆云南地区劣质褐煤燃烧技术[期刊论文]-能源技术 2006(2)

9.赵平锡林郭勒盟褐煤资源综合开发利用 2006(1)

1.期刊论文云增杰.董洪峰.曹勇飞.YUN Zeng-jie.DONG Hong-feng.CAO Yong-fei高水分燃料褐煤脱水技术-露天采矿技术2008(4)

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.

2.期刊论文高俊荣.陶秀祥.侯彤.万永周褐煤干燥脱水技术的研究进展-洁净煤技术2008,14(6)

介绍了褐煤的现状以及褐煤利用过程中存在的问题,提出了几种褐煤脱水工艺,如回转管式干燥技术,蒸汽流化床干燥技术、热机械脱水(MTE)等,并分析了各自的特点,最后对MTE工艺机理进行了初步探讨.

3.期刊论文陈海旭.Chen Haixu我国褐煤燃前脱灰脱水提质现状-中国煤炭2009,35(4)

阐述了褐煤脱水、脱灰提质的意义,并介绍了在褐煤脱水、脱灰提质领域的现有技术工艺,认为应进一步开展该领域的研究以尽快获得突破,从而扩大褐煤的应用领域,提高褐煤的利用效率.

4.期刊论文汪寿建褐煤干燥成型工艺技术综述-化肥设计2009,47(5)

褐煤干燥成型技术是将成本低廉的富含水分的褐煤在一定温度下经脱水后转化成为具有类似烟煤性质的提质煤.提质后的褐煤更有利于综合利用、运输和贮存,且具有可观的经济价值.介绍了国外7种褐煤干燥工艺技术和褐煤热压成型技术;着重论述了管式间接干燥工艺和高压热压成型工艺的干燥过程、成型过程、工艺特点及优缺点;通过工艺设计数据、物料衡算基准和关键设备配置,例举了褐煤干燥成型工艺设计应用实例;分析和论证了褐煤成型过程的性能保证和安全性保障.对褐煤干燥成型生产装置进行了技术经济评价,结果表明:建设1套百万吨级的褐煤干燥成型工厂,其建设投资约为3.8亿元,型煤加工成本约为60元/t.

5.期刊论文赵虹.郭飞.杨建国.ZHAO Hong.GUO Fei.YANG Jian-guo印尼褐煤的吸附特性及脱水研究-煤炭学报2008,33(7)

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.

6.会议论文张兆奇褐煤干燥新工艺、新装备2007

褐煤因内水分高，难以脱除，使其应用和运输受到了限制，唐山协力公司特制了一种滚筒式干燥机与其配套设施，并采用对流质热交换方式，用于褐煤的干燥。本文以实例介绍了褐煤干燥工艺的流程，以及干燥时间、降水幅度和提高热值三者的相互关系。实践证明，干燥脱水后，产品水分可降至20％～15％或更低。

7.学位论文尚琳琳生物质与煤混合热解特性及硫污染物析出特性研究2007

煤炭在我国一次能源中占有主导地位。燃煤排放的硫污染物已经成为大气污染物中的主要污染源。因此，合理利用煤炭资源，控制硫污染物排放已经成为当前能源利用和污染物控制工作的重点。作为一种可再生新能源，开发利用生物质燃料不仅能缓解能源危机，而且可以减轻环境污染，同时节省能源。与燃料煤相比，生物质形成的时间短，其结构疏松，热解和燃烧过程具有自己的特点。生物质与煤混和燃烧能够减少硫氧化物和氮氧化物的排放。热解不仅是燃烧和气化的必经步骤，而且其本身也是一种高能量密度产物的独立工艺。煤的热解是煤燃烧过程中的一个重要初始段，是硫污染物形成的主要环节。因此，研究生物质与煤的共热解过程以及生物质对煤热解过程中硫污染物排放的影响，对于开发新的脱硫技术和洁净煤技术有着重要的意