云南褐煤的脱水实验研究

场 的辐射强 度 、 煤样 的全水 分 、 度组 成 、 粒 干燥时 间等 ． 微 波辐射 功率 的不 同 ， 对褐煤 的脱 水效 果影 响显 著 ， 微
蒸汽间接加热使煤炭干燥 ， 包括蒸汽筒式干燥技术 、 流
化 床蒸 汽干燥 技 术等 Ｊ该 方 法 耗能 、 水 量 大 ， 济 ． 耗 经 效 益差 ， 常 与 热 电厂 热 力 循 环 配 合 使 用 ； 接 干 燥 通 直
收 稿 日期 ：０ １一 ８—０ ２１ Ｏ ２
通信作者 ： 戴财胜（ ９ ５ ， ， 隆回人 ， １６ 一）男 湖南 博士 ， 教授 ， 研究方 向： 洁净煤技术 ， ｍ ｉ ｄ ｓ １＠２ ｃ． ｏ Ｅ— ａ ： ｃｌ ８ １ｎ ｃｍ ｌ ２
５ ９
１ ２ 实验设 备和 方法 ．
１２ １ 实验 主要 设 备 ． ．
ｆｒ ，－
间， 褐煤 干燥 效率提 高不 明显 ．
２ ２ 微 波脱 水对褐 煤脱 水效 果 的影响 ．
∞ ∞
式 中 ， ： 水 效 率 ， ；Ｍ ： 煤 原 煤 全 水 分 ， ； 脱 ％ 褐 ％ Ｍ ： 水后 褐煤 样全 水分 ， ． 脱 ％
微 波 （ ｃｏ ａｅ 是 指频率 为 ３０—３０ ０ＭＨ 范 ｍｉ ｗ ｖ） ｒ ０ ０ ｚ 围 内的无线 电波 ． 由于褐煤 中含有 大量 的水分 子 ， 以 可 吸收 大量 的微波 能并 将 其转 化 为 热 能 ， 而 达 到干 燥 从 脱水 的 目的ｒ 董平 等 ｌ 通 过研 究 微 波 干燥 浮选 精 煤 ． ＿ ８
温热 风干 燥脱 水实 验结果 见 图 １ ．
料
辍
＊ ｇ
脱水时间 ／ ｉ ｍｎ
在热 风 干燥过 程 中 ， 干燥 温度 和 干燥 时 间是 影 响 褐煤 低温 脱水 效果 的 ２个 主要 因素 ． 由图 １ 可见 ， 在一
图 ２ 微 波 功 率 和脱 水 时 间与 脱 水 效 率 的 关 系
Ｋ Ｒ一１ ＩＯ Ｅ ／ Ｏ Ａ型 密闭式 制 洋粉碎机 （ 国镇 江 市 中 科 瑞设 备有 限公 司 ） 分 样 筛 、ｚ ９４ ＭＢ 、 Ｇｘ一 １６ Ｅ型数 显 鼓风 干燥 箱 （ 上海市 仪器 厂 ） Ｌ ｍ 、ｗ ｃ一２ １型微 电脑 微 ０
波化 学 反 应 器 （ 京 中西 远 大 科 技 有 限公 司 ） ５ 北 、 Ｅ一
机理 分析 ， 出影 响微 波 脱 水 效 果 的 主要 因素 为微 波 指
２ 实验结果及分析
２ １ 热风 干燥 对褐 煤脱 水效 果的影 响 ．
目前 褐煤 脱水 的 首选 方 法 为 热风 干 燥 法 ， 为 问 分
接 干燥 法和 直接 干燥 法 ． 接 干燥 法 即利 用低 压 饱 和 间
３ ４ Ｘ １ ｔ ２． ０ ］
．
其燃 烧热 值较 低 ， 以满 足 电厂 对 褐 煤 的最 低 热 值 要 难
求． 因此 ， 在褐煤利用前采取有效措施 ， 降低褐煤水分 ， 提高其发热量 ， 解决长距离运输问题 ， 对褐煤的高效利 用 和可持 续 发 展 有 着 重 要 意 义 Ｊ本 文 拟采 用 热 风 ．
１％ 左 右 ， 当 褐煤 的全 水 分 达 到 １％ 一１％ 时 ， ４ 但 ４ ５ 褐 煤 中 的水 分与 空气 中 的水 分 达 到气 液 平 衡 ， 煤 的全 褐
水分基本保持不变． 为了验证干燥 脱水后褐煤露置大 气 中 的水 分 回吸特性 ， 分 别 采 用 热风 干 燥 和 微 波脱 将
意 义．
由于石 油 资 源 的短 缺 和 世 界 范 围 内对
硬 煤 的过度 开采利 用 ， 煤 资源 的利 用越 来 越 受 到 重 褐 视 ． 国拥有 丰富 的褐煤 资源 ， 我 已探 明 的褐煤保 有储 量 达 １３３Ｘ１ ｔ约 占全 国煤 炭储 量 的 １％ ， ０ ０ ， ３ 主要 分 布 在 内蒙 古东 部和西 南部 的云南 省 ， 其是 云南 ， 尤 褐煤储 量 占全 省煤 炭保有 储量 的 ６ ％ ， 且绝 大 部 分可 露 天 ２ 而 开采 ｌ ． ２ 与其 他 煤 种 相 比 ， 煤 的特 点 是 挥 发 份 含 量 ］ 褐 高， 反应 性 好 ， 分 含 量 高 ， 水 热值 低 ， 期 堆 放 容 易 自 长 燃． 由于水分 含量 高 ， 对煤 炭 运 输 而 言 ， 造成 煤 炭 运 输
行 １燥 脱水 ． 波脱水 是 在频 率 为 ２４０ＭＨ 、 ＝ 微 ５ ｚ功率 为 ６０Ｗ 的 微 电脑 微 波化 学 反 应器 内进 行 ， 波 功率 分 ５ 微 别 选取 ６０ ５０３０Ｗ． 用 脱 水 效 率 来 评 价不 同 实 ５ ，２ ，９ 采 验 条件 下褐 煤 的脱水 效果 ． 脱水 效率 ：ｔ： ／ ． ×１０ ． ０％
干燥 和微 波脱 水两 种方 法对 云南褐 煤进行 干燥 脱水 实 验研 究 ， 并对 干燥脱 水后 的褐煤 进行 水分 回吸实验 ， 探 索褐 煤 干燥脱 水 的主要 影响 因素 和褐煤 干燥脱 水 的理 想 目标 值 ， 云 南 褐 煤 的 干 燥 提 质 具 有 一 定 的 现 实 对
用 ； 褐煤作 为燃 料直 接燃烧 而言 ， 就 褐煤 水分过 高造 成
封保 存 ．
（ 单位： ％）
表 ｌ 小龙 潭褐煤的工业分析 与元 素分析
Ｔ ｂ １ Ｐ ｏ ｉ ｔ ｎ ｌ ｍａｅ ａ ａｙ ｉ ｏ ａ ｌｎ ｔｎ ｂ ｏ ｏ ｌ ａ ． ｒ ｘ ｍａｅ ａ ｄ ｕ ｔ ｔ ｎ ｌ ｓ ｆＸｉｏ ｏ ｇａ ｒｗｎ ｃ ａ ｉ ｓ
别在 ８ １０， ０ １ ０ １０ ２ ０℃ 下 对 小 龙潭 褐 煤 进 ０，２ １ ，６ ，８ ，０ ４
的动力增 加 ， 而煤 中水 分 向外 传 递 的 推 动力 也 随 之 从 增 大 ， 煤 的脱水 效 率显 著 提 高 ． 相 同干 燥 温 度 下 ， 褐 在 随着干燥 时 间 的延 长 ， 干燥后 煤样 的水分 逐渐 减少 ， 脱 水 效率 逐渐 增高 ， 当褐 煤 干燥 到一 定 程 度 后继 续 延 但 长 干燥 时 间对 干燥 效 率 的提 高 不 明显 ， 当干燥 温 度 大 于等 于１０ｃ 干 燥 时间 为２ ｉＨ 继 续 延 长 干燥 时 ６ ｃ， ５ｍｎ￣，
我 国是一 个 以煤炭 为 主 要 一 次能 源 的 国 家 ， 煤炭 的生产 和消 费均居 世界首 位 ． 改革开 放 以来 ， 随着我 国 经 济 的高速 发 展 ， 炭 产量 逐 年 增 加 ，０７年 全 国 原 煤 ２０ 煤 产量 为２ ．３×１ ｔ２ １ ５２ ０ ，０ ０年 全 国原 煤 产 量 达 到 了
定干燥时间下， 随着干燥温度 的升高， 热能向褐煤传递
６ Ｏ
表 ３ 微波脱水对褐煤煤质的影响
Ｔ ｂ ３ Ｅ ｅ ｔ ｆｍｉｒ ｗ ｖ ｅ ｙ ｒ ｔ ｎ ｏ ｈ ｕ ￣ ｏ ｒｗ．ｃ ａ ａ ． ｆ ｃ ｃｏ ａ ｅ ｄ ｈ ｄ ａｉ ｎ ｔ ｅ ｑ Ｍｉ ｆｂ ｏ ｏ ｏ ｏｌ
Ｆ ｇ ２ Ｔ ｅ ｒ ｌｔ ｎ ｈｐ ｏ ｅ ｙ ｒ ｔｄ ｉ． ｈ ｅａ ｉ ｓ ｉ ｆ ｈ ｄ ａｅ ｏ ｄ ｅｆ ｉｎ ｙ ａ ｄ ｍｉｒ ｗ ｖ ｏ ｒ ａ ｄ ｄ ｈ ｄ ａｉ ｎ ｔ ｆｉ ｅ ｃ ｎ ｃｏ ａ ｅ ｐ ｗｅ ｎ ｅ ｙ ｒ ｔ ｉ ｃ ｏ ｍｅ
１ 实验 部 分
１ １ 实 验样 品 ．
本 实验所 用 煤 样 来 自小 龙 潭 矿 务 局 的小 龙 潭 褐 煤 ， 的 的元 素分 析 和 工业 分 析 根据 Ｇ ／ ４ ６— ０ １ 煤 Ｂ Ｔ７ ２０ 与 Ｇ ／ ２２— ０８进 行 ， 果见 表 １煤样 破碎 后分 别 Ｂ Ｔ １ ２０ 结 ．
第２ 卷 第 １ ７ 期
２１ ０ ２年 ３月
矿 业工 程研究
Ｍｉｅ ａ ｇｎ ｅ ｎ ｓ ａ ｃ ｎ ｒｌ Ｅｎ ｉｅ ｎ ｇ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ
Ｖｏ ． ７ Ｎ ． １２ ｏ １
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云 南 褐 煤 的脱 水 实 验 研 究
戴 财胜 ， 艳 ห้องสมุดไป่ตู้ 颜
着火温 度低 ， 操作 不 当易发 生 自燃 ， 至发生 煤尘爆 炸 甚
、
等安全 事故 ， 而低 温 （５ ２０℃ 以下 ） 直接 干 燥 法具 有 自 燃 、 炸率 低 、 全 可靠 和耗能低 等特 点． 爆 安 因此 ， 用先 利 进 的低 温 直接干 燥技 术 对 褐 煤 干燥 脱 水 ， 于 提 高褐 对 煤 的市场 竞争力 具 有重要 意义 ． 褐煤 （ 粒径 ≤３ｍ 低 ｍ）
＂
干燥效率明显提高 ， 同时煤的发热量也显著上升． 由于 干燥 温度 较低 ， 的低 温氧 化作 用较 弱 ， 煤 相关 的煤 质指
标 如挥发 份 、 分 、 分 等 未发 生 明显 变化 ， 灰 硫 这表 明干 燥 过程 中未发 生燃烧 或热解 ． 由表 ３可 见 ， 微波功 率一定 时 ， 在 随着脱 水 时间 的
￥ １０型 电 脑 测 硫 仪 （ 海 市 开 元 仪 器 有 限 公 司 ） ３０ 上 、 Ｚ Ｉ Ｙ一２０ Ｎ Ｒ ０５型全 自动量热 仪 （ 壁 市 民生科 技 开发 鹤 有 限公 司 ） 固定 床式 干燥 器． 、
１２ ２ 实 验 方 法 ．．
图 ｌ 干 燥 温度 和 干燥 时 间与 脱 水 效 率 的 关 系
筛分 成 ＜ ３ｍｍ， ｍ，５— ０ ｍ 的样 品 ， 号 密 ３～６ ｍ ２ ５ ｍ 编
成本过高 ， 导致大量无效运输 ； 对选煤厂而言 ， 中水 煤 分 过 高会使 皮带输 送 机 打滑 ， 北 方 冬 季寒 冷地 区还 在 会 发 生车皮 或设 备 冻 结 ， 成 卸 车 困难 ， 响 生 产 使 造 影
（ 湖南科技大学 化学化工学院 ， 湖南 湘潭 ４ １０ ） １２ １
摘
要： 采用热风干燥法和微波脱水法对 小龙潭褐煤进行干燥 脱水实验， 并模 拟南方空气湿度条件对 干燥脱水 后褐煤的水分 回
吸进行 了实验研究． 结果表 明： 温度和 时间是影响热风干燥脱水效率的主要 因素 ， 干燥脱水效率 随着 干燥 温度 的升高和干燥 时间的延
长而提高， 当干燥温度大于等于 １０℃ ， 但 ６ 干燥时间为 ２ ｉ ５ｍｎ时， 继续延长干燥时间， 干燥脱水效率提高不 明显， 微波有效输 出功率和 脱水时间是影响微 波脱水效率的主要 因素， 褐煤粒径对热风干燥的影响比微波脱水大 ， 褐煤干燥脱水 的理想 目标值为 １％左右． ５ 关键词 ： 褐煤 ； 热风干燥 ； 微波脱水 ； 脱水效率 中图分类号 ：Ｄ ４ ． Ｔ ８９ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ４— ８６ ２ １ ） １ ０ ５ ０ １７ ５ ７ （０ ２ ０ — ０ ９— ５
Ｆ ｇ １ Ｔ ｅ ｒ ｌｔ ｎ ｈ ｐ ｏ ｅ ｙ ｒｔ ｄ ｉ． ｈ ｅａｉ ｓ ｉ ｆｄ ｈ ｄ ａｅ ｏ ｅ ｃｅ ｃ ｎ ｒ ｉ ｇ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｒ ｉｇ ｔ ｉ ｆ ｉｎ ｙ ａ ｄ ｄ ｙｎ ｅ ｅａｕ ｅ ａ ｄ ｄ ｙｎ ｉ ｍｅ
实验分 别采 用热 风干燥 和微 波脱 水 的方 式对煤 样 进行脱 水 ． 热风 干燥所 用 干燥器 为 固定 床式 干燥器 ， 分
法， 是将 加 热气 体与煤 粒直 接接触 进行 干燥 ， 以流 化床
波功率 越高 ， 干燥 脱 水 效 果 就 越好． 煤 （ 径 ≤ 褐 粒
３ｍ 微波脱 水实 验结 果见 图 ２ ｍ） ．
干燥 技 术 为 代 表 ． 统 的直 接 干 燥 法 是 采 用 ３０～ 传 ５
５０℃的高温烟气进行干燥 ， 由于褐煤挥发份高 ， ０ Ｊ但