褐煤干燥

褐煤干燥
褐煤的特点：
褐煤属于煤的一类，褐煤的煤化程度仅高于煤泥，是一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。

褐煤富含挥发份，所以易于燃烧并冒烟。

褐煤具有两高三低的显著特征：
水分高（一般含水量在32～42%之间）；
挥发份高(一般在40～50%之间)；
发热量低(一般平均热值在3000大卡以下)；
密度低；
灰熔点低。

基于上述原因褐煤很难作为工业动力煤广泛使用，因此褐煤的经济价值得不到最大体现。

在目前全球能源日趋紧张的形势下，褐煤的经济价值被世界能源界所重视，褐煤干燥提质技术的发展与应用是褐煤大规模工业应用的基础与条件。

（摘自：《褐煤烘干机_褐煤烘干设备|烘干机设备厂家－巩义市南洋机械厂》/hongganji/hmhgj.html）
褐煤在干燥过程中所发生的物理和化学变化
褐煤在常温下加热到100度以上时，大部分的自由水能够被蒸发。

当褐煤水分低于15%时，若需要继续干燥和脱水，即脱除结合水时，由于褐煤与结合水有较强的结合力，则需要较高的温度和能量才能够进行。

当褐煤在常压下继续加热到180度以上时，褐煤结合水（内在水）能够被脱除。

当褐煤温度高于150度时，羟基官能团（主要是-COOH）发生分解，析出CO2气体，同时将褐煤的结合水（内在水）排除。

进一步提高温度，将导致越来越多的羟基官能团分解，从而引起褐煤的表面性质改变。

在这种干燥温度条件下，由于大量的羟基官能团分解，导致褐煤内部的毛细孔倒坍和产生交联。

毛细孔倒坍可以阻止水分进入毛细孔；而交联反应则能够对毛细孔进行密封，阻止倒坍的毛细孔在吸收水分时再膨胀。

另外，当褐煤温度被加热到200度以上时，其表面积会大大减少。

表面积减少的主要原因是由于在高温干燥条件下引起褐煤内部的焦油的强烈迁移，即焦油由毛细孔内部向毛细孔外部迁移。

迁移到毛细孔外部的焦油在冷却过程中，由于焦油冷凝从而对毛细孔进行密封，从而一起褐煤的表面积减少。

由于上述过程，即毛细孔倒塌，交联反应和焦油迁移对毛细孔形成密封，结果褐煤变得越来越疏水，同时也能够观察到褐煤的硬化，这也导致褐煤的刚性结构的形成。

其结果就是褐煤能够从软煤转换为硬煤，由亲水性转换为疏水性，从而可以实现褐煤的长途运输。

（摘自：《洛阳万山高新技术应用工程有限公司-褐煤干燥技术》）
褐煤干燥工艺
根据干燥褐煤的不同用途，确定不同的褐煤干燥工艺条件。

1，仅需脱除自由水
2，脱除结合水，即褐煤改性
褐煤烘干机的结构：
褐煤烘干机的主要组成部分有：粉碎机、输送机、进料器、热源设备、回转烘干机、出料器、引风系统、除尘设备、温控装置、电器系统等
影响烘干机干燥速率的五种因素
（1）烘干机设备的结构及转速。

（针对特殊的物料烘干机内部结构也是不尽相同的）
（2）干燥介质与物料的接触情况。

（增加干燥介质与物料的接触面积，可提高干燥速率，如设扬料板。

）
（3）干燥介质的温度、湿度及流速。

(干燥介质的温度愈高，相对湿度愈小，流速愈大，干燥时间愈短。

但干燥
介质的温度、温度及流速受到物料性质及烘干机设备的影响。

)
（4）燃烧室结构的合理性，燃料的质量。

（5）物料的性质结构。

(物料的性质结构不同，在同样的干燥条件下，其干燥速率不同。

)
顺流式烘干机的特点
顺流式烘干机中物料和热气流运动方向相同，适用于初水分高的物料。

湿物料与温度较高、相对湿度低的热气流首先接触，这时热交换急剧、干燥
速度快，随着物料与热气流在烘干机内前进，物料水分逐渐减少，温度逐渐升高，在接近卸料端时，热气流的湿含量和相对温度增大，气体温度已降低，此时干燥速率已很慢。

因此能保证热敏性强的物料的烘干成品的外观与要求。

煤泥烘干机一般采用的就是顺流式设计。

逆流式烘干机的特点
逆流式烘干机中物料和热气体流动方向相反，传热效率好。

适用于一些初水不是很高，热敏性小的物料。

接近烘干好的物料与温度较高、湿含量较低的干燥介质接触，进入烘干筒的湿物料则与温度较低、湿含量较高的干燥介质接触，所以干燥速率在逆流式烘干机内的分布比较均匀。

烘干机(烘干设备)及其分类形式
烘干机、烘干设备、干燥设备，是指通过一定技术手段和工艺，干燥物体表面的水分或者其他液体的一系列机械设备的组合。

目前流行的烘干技术主要是紫外烘干，红外烘干，电磁烘干和热风气流烘干等。

常见的烘干机有转筒烘干机（其广泛应用于工矿化工行业）、厢式烘干机、带式烘干机等、气流烘干机等。

烘干机的分类
一、按被烘干、干燥物料的状态分类：可以分为块状物料、带状物料、粒状物料、膏状物料、溶液或浆状物料干燥等，在许多情况下，物料的原始状态决定选择烘干机或烘干设备的型式。

二、按使用干燥介质的种类分类：对流换热可以分为空气、烟道气、过热蒸汽、惰性气体为干燥介质的烘干设备。

传导传热可分为导热油、热水、蒸汽等。

三、按烘干机操作压力分：可分为常压式和真空式两类烘干设备。

常压烘干设备的传热可以采用任何一种或几种型式同时传热，而真空干燥设备的特点是以传导传热和辐射传热居多，而且多数以间歇生产方式为主，真空干燥设备主要处理热敏性物料和有溶剂回收的物料。

四、按烘干机给热量方式分类：按烘干设备给热方式可以分为对流加热干燥设备、传导加热烘干设备、其它（辐射加热、高频加热）以及多种传热方式的烘干机设备等。

五、按烘干机的结构分类：按烘干设备的结构可以分为喷雾干燥设备、流化床干燥设备、气流烘干机设备、回转滚筒烘干机、各种箱式烘干机、带式烘干机等。

六、按烘干机设备操作方式分类：按烘干机设备操作方式可分为间歇操作和连续操作两类。

烘干机常用的热源设备介绍
烘干、干燥离不开热源，但因被烘干物料比较复杂，对热源及换热设备都有不同的要求，一旦被烘干物料确定下来后，热源的选择就有了根据了。

烘干机热源的种类及换热设备的形式在很大程度上决定烘干设备的运转费用及生产成本，所以烘干机设备的技术经济指标不仅取决于烘干机本身的合理设计和正常操作，而且很大程度上还与所选择的热源及利用方式密切相关。

热源的选择
烘干的热源常用的燃料主要有固体燃料、液体燃料、气体燃料、热载体及电能等。

具体地说主要有各种燃烧物（煤、天然气、液化石油气、可燃化学气体）与空气的燃烧产物、水蒸气、热水、电能（道生油等）。

热源选择应考虑的内容，主要集中在以下几个方面：
1、满足产品质量的要求。

加热温度，热源的洁净程度都对产品质量有很大影响；
2、满足环保要求。

一些燃烧的热源在燃烧过程中会产生异味或烟雾，排至大气后会产生污染，这类热源应慎重使用。

3、经济易得。

所选用的热源应因地置宜，既考虑各种热源的费用，又要考虑容易获得。

4、安全可靠。

这一点对直燃式热源更为重要，有些被干燥物料易燃、易爆或易氧化，处理这类物料最好选用间接换热的热源，选用直燃式要有特殊的阻燃
或防爆措施。

5、易于操作。

所选用的热源尽可能方便操作和自动控制，才能保证产品质量稳定。

热源的种类
1、蒸汽
2、热水
3、电能
4、煤炭
5、燃油
6、可燃气体
常见的空气换热设备
（一）热管换热器
热管换热器是一种利用封闭在管内的工作物质反复进行物理相变或化学反应来传递热量的一种换热装置。

热管技术是一项新技术，自1964年每一支热管问世以来，到现在也仅有三十多年的历史。

由于它在回收余热、预热空气等方面显示出很多优点，热管技术得到飞速发展，种类和功能也很多，根据热管的工作原理，按工作方式，可以分为物理热管和化学热管。

物理热管是利用工作淮的物理相变传递热量。

化学热管是利用工作物质化合与分解反应传递热量。

在喷雾干燥系统中，利用热管换热器间接加热空气，已获得良好的经济效益。

热管的工作液可以选择不同的液体，但每种工作液都有它合适的工作温度范围。

（二）燃煤热风炉
以煤为燃料的热空气炉，多数是以间接换热的方法加热空气。

在间接换热过程中，一般有两种情况，一种情况是炉内设有风管，冷空气走管层，烟道气走壳层。

煤燃烧产生的热量对管的外壁进行辐射，热量通过管壁传向内管，然后再与内管的冷空气进行加热。

炉的进口为冷空气，经加热后从另一口出来的为加热到一定温度的高温洁净空气。

另一种为燃煤式导热油炉，导热油被加热后流向别一个换热器，再与冷空气进行换热。

间接换热的特点是得到的热气体洁净度较高，在换热过程中空气无湿度变化，仍操持冷空气的湿含量。

燃煤热风炉结构比较简单，加煤方式也有多种，要据工艺需要或换热量的不同采取不同的加热方式。

由于火焰与换热管直接辐射，燃气内又有硫等腐蚀性较强的化学物质，对管的材料有一定要求。

（三）蒸汽换热器
蒸汽换热器是间接换热设备，由多根散热管组成。

在换热时可根据需要一组工作，也可以多组串联使用。

排管用紫铜或钢质材料，为增加传热效果，管外套绕翅片，翅片管子有良好的接触。

用蒸汽做热介质时，管内通蒸汽，管处翅片间走空气。

（四）电加热器
电加热器是电能转换成热能，向空气进行辐射传热的加热设备。

电加热器是多要管状电热元件组成。

管状电加热元件是在金属管中放入电阻丝，并在空隙部分紧密填充有良好耐热性、导热性和绝缘性的结晶氧化镁粉，再经其他工艺处理而成。

具有结构简单、机械强度高、热效率高、安全可靠、安装简便、易实现温控自动化的特点。

用于加热相对湿度不大于95%、无爆炸、无腐蚀性气体。

工作电压不应大于额定值1.1倍，加热空气湿度不应超过300度。

可以独立使用，也可作为第二级加热设备，经常与蒸汽换热器组合。

如果干燥机热空气进口温度要求200度，一般蒸汽换热很难达到要求。

这时可以把冷空气通过蒸汽换热器加热到一定温度后再进入电加热器继续升温，达到所要求温度。

电加热操作方便，容易实现自动化，但电是高品位能源，运转费用较高，不适用于附加值低的物料烘干设备中采用。

烘干机设备的防腐方法
常用烘干机都是以焊接件、平板、筒体组成。

因此对于烘干设备的防腐蚀、防锈处理也是烘干机制造中至关重要的环节。

1、静电粉末喷涂：在烘干设备制造上的应用传统的油漆涂料是液态的，其中含有大量的酯酮及烃类等有机溶剂，给生产、储运、施工带来一系列麻烦，易燃易爆且很不安全，使用静电粉末喷涂可以完美改善这一状况。

2、磷化——钝化工艺，是通过电学和电化学反应，通过一次性处理，既可使生满铁锈的钢铁工件，表面呈现出金属的本来颜色，同时在金属表面生成致密的防锈膜层。

烘干机控制系统发展滞后的原因分析
烘干机设备操作过程的控制是干燥、烘干研究工作中常被忽略的方面，其进展明显落后于烘干机设备本身的发展，这可能有以下三个原因。

（1）缺乏烘干机控制对发挥烘干设备最高效能，对提高产品质量方面重要作用的认识，同时，由于控制系统的作用更多地是面对烘干设备的应用而非设备本身，而且烘干机的应用场合和处理对象又千差万别，以致难以提供一种通用的控制系统去满足不同需要。

（2）迄今为止，国内外对于开发各种烘干设备的在线测量传感器仍未取得突破性的进展。

（3）干燥、烘干过程的复杂性。

由于烘干设备系统是典型的多变量大惯性，高度非线性系统，用经典控制理论很难有效处理这类问题。

但近30年来由于计算机技术和现代控制理论和实践的进展，使这类问题有望得到有效解决，但这方面的应用实例在干燥、烘干领域尚不多见。