褐煤的干燥技术要求
褐煤干燥工艺热工计算
褐煤干燥工艺热工计算沸腾炉-回转干燥机机段一、原始条件（一）基础数据（1）当地气温极端最低： 4.5 ℃年平均：16.13 ℃（2）年平均气压：84.2 kPa |相当于632mmHg(84200/133.3)（3）年平均蒸发量：16411.9mm（4）降雨量年平均降雨量：991.1㎜年最大降雨量：1294.0㎜年最小降雨量：721.0㎜（5）年平均相对湿度：75.6 %（6）干燥系统要干燥的褐煤为：每台干燥机进口褐煤35t/h，其中含水50%，物料粒度≤50mm，干燥筒出口废气温度100~110℃。
要求干燥系统出口的褐煤含水≤15%。
进厂原料褐煤组成及低位热值见下表：表一进厂原料褐煤组成及低位热值项目全水分内水灰分挥发分固定碳热值Qnet,d全硫单位Mt % Mad % Ad % Vd % FCd % kcal/kg Std% 数据50 13 25 43 32 2100 0.78 （二）干燥设备采用回转干燥机1.每小时处理湿褐煤：35吨2.密度：1.2kg/m3；堆密度0.6～0.75t/m3，本计算取0.73.比热：根据褐煤一般性特点，结合含水率，湿褐煤收到基比热容为：C ar1=C d×（100-M ar）/100+4.187×M ar/100=1.13×（100-50）/100+4.187×50/100=2.6585 kJ/（kg.K）本计算取2.72 kJ/（kg.K）干燥褐煤收到基比热容C ar2=C d×（100-M ar）/100+4.187×M ar/100=1.13×（100-20）/100+4.187×20/100=1.7414 kJ/（kg.K）（二）供热设备采用沸腾式热风炉1. 燃料一：干燥后末褐煤（主燃料）粒径：粉粒状，直径约0-10mm；表二运行初期沸腾炉燃料煤组成及热值热值项目全水分内水灰分挥发分固定碳全硫Qnet 单位Mt % Mad % Ad % Vd % FCd % kcal/kg Std% 数据20 13 25 43 32 3200 0.78表三正常工况时沸腾炉燃料末煤组成及热值热值项目全水分内水灰分挥发分固定碳全硫Qnet 单位Mt % Mad % Ad % Vd % FCd % kcal/kg Std% 数据20 5 40 15 45 3000 0.6 2.燃料二：净煤气（辅燃料）热值：1250Kcal/Nm3压力：7000Pa表四正常工况时沸腾炉燃料净煤气组成及热值。
褐煤脱水工艺和投资
褐煤干燥脱水工艺和费用褐煤是煤化程度最低的煤类，水分含量高（30%-50%），发热量低，易自燃，易风化粉碎，不易长途运输。
近年来，世界各国正积极试验和探索褐煤的提质加工技术，为褐煤发电、气化、液化、焦化等高效洁净的加工利用提供条件。
一、褐煤干燥脱水工艺印尼褐煤的水分非常大，煤的破碎达不到3mm以下，大于3mm的物料采用气流干燥无法满足要求，在实际应用中，宜采用蒸汽管回转干燥工艺。
蒸汽管回转干燥技术是一种以饱和蒸汽(压力为0115～0155MPa)为加热介质的间接加热干燥器。
其基本原理为热法干燥。
如下图所示,常压下用低压蒸气通过管式干燥器将煤加热到大约100℃,使水分蒸发,并利用和煤一起进入干燥器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器循环,部分排入大气。
作为核心设备的蒸汽管式干燥装置由筒体(包括壳体、蒸汽管、蒸汽分配器及锤击器)、进出料螺旋(也可根据物料特点选择溜槽式进料)、进出料端密封、蒸汽分配系统、传动系统(包括电机、减速机、齿轮、托轮及滚圈)及润滑系统组成。
目前，德国拥有该干燥技术。
该技术方法由于通过蒸发褐煤中的水分而将水脱除,因此,能耗较高,尾气排放量较大。
此法为目前工业应用最为成熟的褐煤干燥方法。
二、褐煤干燥脱水费用分析印尼国华穆印原煤预干燥系统与电厂同步建设，该项目的煤种为褐煤，原煤水分为55．3％，在中速磨煤机上能应用的原煤水份需低于33％。
所以，该原煤必须经过干燥后才能在电厂中使用。
建设4套褐煤脱水装置，每套能力100万吨/年，将褐煤水含量由54.32%降到20%，投资估算如下：序号项目蒸汽管回转干燥机备注1褐煤处理量4×125t/h 4条线，每条线处理能力为100万吨/年2进料含水量54.32%进料总量：4×125t/h3出料含水量20%出料总量：4×71.38t/h125×（1-54.32%）=57.1t/h 57.1/（1-20%）=71.38t/h4水分蒸发量4×53.62t/h125-71.38=53.62t/h 5干燥热源名称低压过热蒸汽 6干燥热源耗量4×72662kg/h7设备规格ф4800×38000×48干燥机功率4×315KW9风机功率4×2000KW10总功率消耗4×2315KW11尾气排放量4×42092.19kg/h 参照印尼国华穆印煤电项目原煤预干燥系统相关数据12操作人员（名/班）2 序号项目蒸汽管回转干燥机备注13小时操作成本（万元/小时）电力：4×0.1273蒸汽：4×0.7265人工：4×0.0020合计：4×0.8558蒸汽按100元/吨计算电按0.55元/度计算人工费按10元/（人•小时）计算14年操作成本（8000h）4×6846.4万元4×0.8558×8000=4×6846.4万元15装置投资4×4500.00万元参照印尼国华穆印煤电项目原煤预干燥系统投资16吨成本（按照进料计算）68.46元/吨0.8558万元/125吨=68.46元/吨17吨成本（按照出料计算）119.89元/吨0.8558万元/71.38吨=119.89元/吨从上表可以看出：将褐煤水含量由54.32%降到20%，干燥脱水成本为68.46元/吨。
褐煤预干燥技术的应用
２ ０ １ ３年 ４月
吉 林 电 力
Ｊ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ
Ａ ｐ１ ． ２０ １ ３
第４ １卷 第 ２ 期（ 总第 ２ ２ ５期 ）
Ｖｏ １ ． ４ １ Ｎｏ ． ２（ Ｓ ｅ ｒ ． Ｎｏ ． ２ ２ ５ ）
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至
用
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备 主要 有 ： 转 筒 干燥 器 、 气 流 干燥 器 、 蒸 汽 管 回转 干 燥机、 管 式干 燥 器 等方 式 ， 其 中转筒 干 燥 器 、 气 流 干 燥 器 是采 用 烟气 等 的 直接 干 燥 方 法 ， 而蒸 汽 管 回转
干 燥机 、 管式 干燥 器 则 是采 用 蒸 汽 或导 热 油 等 的 间
ｌ ２ Ｏ Ｏ ～１ ３ ０ ０万 元 。
关键词 ： 褐煤预干燥 ； 褐煤 提质 ； 技 术 经 济 比较
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｋ２ ２ ３ ． ２ ５ 文献标志码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ５ ３ ０ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ １ ９ － ０ ３
在 当今 的世 界 能 源形 势 下 ， 褐 煤 的高 效 利 用重
新 受 到国 际能源 界 的重视 。 因此 降低 水分 、 提 高能量
密度便 成 为褐煤 加工 利用 的关键 问题之 一 。褐煤 干 燥 装置 种类 很多 ， 就其 加热 方式 而言 ， 分 为采用 热风 或 烟气 等 的直接 干燥 方法 和采用 蒸 汽或导 热 油等 的 间接干 燥方 法 。 现在国、 内外用 于煤 干燥 的技术 及设
煤煤质 ， 通过对某工程 ２ ×６ ０ ０ Ｍｗ 超 临界 机 组 采 用 褐 煤 预 干 燥 技 术 与 常 规 方 案 的 对 比分 析 ， 指 出 采 用 褐 煤 预 干燥 技 术后 ， 从节能 、 降耗 、 减 排 以及 社 会 效 益 方 面 均 具 有 ～ 定 的 优 势 。同时 ， 采 用 褐 煤 预 干燥 技 术 每 年 可 节省 运行 费用
褐煤干燥技术现状及应用潜力的探讨
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
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。
通氮干燥法和空气干燥法测定褐煤分析基水分的比较
通氮干燥法和空气干燥法测定褐煤分析基水分的比较褐煤是煤化程度较低的年轻煤种，一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤，其特点是水分含量及挥发分较高、发热量低，并且煤样极易氧化。
褐煤的全水分一般可高达20%-50%，分析基水分为10%-30%。
煤中的水分是重要的煤质指标之一，分析基水分是进行发热量及其他工业分析指标在不同基态之间转换计算的基础，具有重大意义。
国家标准《GB/T 212-2008 煤的工业分析方法》中明确规定褐煤分析基水分的测定方法为通氮干燥法，但标准中未说明褐煤采用空气干燥法是否会影响测定结果，采用空气干燥法测定分析基水分产生的误差是否超出可接受的范围，是否存在较大的偏倚性。
因此，选定一系列褐煤样品，分别采用通氮干燥法和空气干燥法测定褐煤分析基水分，并对两种方法测定的结果进行较为系统的比对，分析两种方法对褐煤分析基水分的差异影响。
2 实验2.1 仪器与样品电热鼓风干燥箱（精宏DHG-9246A型）、分析天平（赛多利斯*****-CW型）、通氮烘箱（LB-90型）、一系列褐煤煤样。
2.2 实验方法2.2.1 褐煤样品的制备依照GB 474-2008中一般分析试验煤样的制样程序把煤炭破碎研磨至颗粒小于0.2mm的煤样。
2.2.2 通氮干燥法称取褐煤样品1±0.01 g（称准到0.0002g）至预先干燥和已知准确重量的称量瓶内，然后轻轻振动称量瓶，使煤样摊平。
打开称量瓶盖，放入已预先通氮气10min以上（氮气流速调到约0.4L/min），并已加热到（105～110）℃的干燥箱中，在干燥氮气流中干燥至质量恒重（干燥时间约2h）。
然后从通氮干燥箱中取出称量瓶并盖严，放入干燥器中冷却至室温（约15-20min）后称量。
2.2.3 空气干燥法称取褐煤样品1±0.01 g（称准到0.0002g）至预先烘干和称出重量的称量瓶内，轻轻振动称量瓶，使煤样摊平。
然后将瓶盖开启，放入预先鼓风并已加热到（105～110）℃的干燥箱中，在一直鼓风的条件下，干燥2h至质量恒重。
褐煤干燥脱水提质技术现状及发展方向_尚庆雨
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
间接蒸发：湿固体接触到一个在另一端用蒸汽、油 或热空气等传热介质加热的热面时产生了间接或接 触式干燥 。例如：回转蒸汽管干燥器。
非蒸发脱水是将水从煤中以液态形式脱除 。包括热
能脱水工艺、机械热挤压脱水、有机溶剂脱水。
12
九、结论
研究褐煤中水的类型和含量必须从水的本身和褐煤 孔隙、含氧官能团类型和含量以及界面特性入手，
5
四、褐煤的化学结构
褐煤中的氧以多种官能团的形式存在,高含氧量是褐 煤中高含水量的主要原因，同时也是褐煤表面的酸 性较的原因。
6
褐煤中的含氧官能团主要包括羧基、羟基、甲 氧基和羰基。 分析褐煤中含氧官能团的方法简单分为两类：化学分 析法和物理分析法。
化学分析法——湿式化学法。包括非水滴定法，离子 交换法，NaOH直接摘定法，硼氢化物法。
汇报内容
一、褐煤概述
二、褐煤的物理和化学结构
三、褐煤的界面特性
四、褐煤中的水
五、褐煤的干燥工艺
六、结论
1
一、褐煤概述
褐煤是一种煤化程度最低的煤种，它是泥炭沉积后 经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物，属于 低阶煤,因外表呈褐色或暗褐色而得名。 褐煤大多数无光泽，真密度在1.10～1.40g/cm3之间， 水分高达30%～60%，挥发分高、燃点低、不粘结、 易风化变质，含原生腐殖酸，含氧高，化学反应性 强，热稳定性差，是一种易燃的化石燃料。
根据褐煤中水分脱除时的状态，分为蒸发干燥脱水 和非蒸发脱水。 蒸发干燥脱水是指水分以水汽的形态从煤中脱去， 分为直接蒸发和间接蒸发。 直接蒸发 ：磨煤机干燥、热风转筒或流化床干燥、 蒸汽流化床干燥、加压热气流干燥、NBCL/UBC工艺， 碳干燥工艺、微波干燥、太阳能干燥、高密度褐煤 和煤球干燥等方式。
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褐煤的干燥技术要求褐煤Lignite (coal)；brown coal ；wood coal 褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤。
一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。
化学反应性强，在空气中容易风化，不易储存和远运。
褐煤的用途主要包括气化、液化、炼焦、燃烧等，几乎所有褐煤作为原料的煤炭加工都需要进行预先的煤炭干燥，针对褐煤的不同用途对褐煤干燥技术的要求在此简练总结，为公司干燥技术的精品工程研发及系统化研发提供一定的技术背景参考。
不同用途的褐煤对干燥产品的多项要求都不相同，其中粒度和湿含量是最基本的两项。
粒度生产不同用途的褐煤型煤，对褐煤破碎粒度要求是不同的，见表1。
对生产高温炼焦和低温干馏用的型煤，褐煤破碎粒度分别要求小于1mm和小于3mm，作动力用时则粒度可更粗些。
表1 生产不同用途的褐煤型煤对煤破碎粒度的要求（mm）湿含量满足不同褐煤用途之工艺要求，压块、炼焦、制备煤气、液态燃料合成以及现代蒸汽锅炉燃烧等用煤对湿含量都有严格的限制，褐煤水分究竟脱除多少合适，需要综合考虑诸如原煤水分、价格、脱水特性和运输距离等因素。
表2列出了若干用途之煤的允许湿含量范围。
表2 不同用途之褐煤的湿含量范围实验室的研究认为，决定褐煤脱水率的因素主要是热源温度和压力。
此外，处理时间、原料煤粒度、配管方式、热源和物料向干燥器内的流入方式，脱水过程中生成的分解气体与热水和褐煤的分离方法等均对脱水率有很大的影响。
除粒度和湿含量外，针对不同的褐煤用途，抑或同种用途选择的工艺不同，褐煤干燥工艺段的技术和产品要求各有不同。
气化原理上讲，现有的固定床气化法、流化床气化法和气流床气化法都可用于褐煤气化，气化方法选择时受到煤的性质、用途时等因素的制约。
表不同气化方法的比较炉容量很大时则可以考虑用加压气流床气化。
流化床气化炉对于易碎的褐煤是最合适的，其产气能力适中，比较合适于小规模IGCC电站等相似级别的客户需求。
目前国内可选的流化床煤气化技术只有几家，而且技术不是很成熟，可靠性不高。
这种现状给后续的流化床煤气化技术开发留下了足够的空间。
我公司是以流化床技术起家，在流化床技术领域积累丰富的经验，在行业内也有比较高的知名度。
由我公司来开发流化床煤气化技术成功的几率比较高，将来进行技术推广的难度也比较小。
两种适合有劣质煤的气化技术：1、GSP干煤粉加压气化技术采用干煤粉进料、纯氧气流化床气化、液态排渣、粗合成气激冷工艺流程，该流程包括备煤、气化、气体除尘冷却、黑水处理等。
该技术具有如下特点：原料适应性广，适合于各种灰分的多种物料，包括从褐煤到无烟煤的各种变质程度的煤、城市污泥、工业废渣、石油焦及一些固体废物的干馏产物等；碳转化率大于98%，产品气体纯净，不含重烃，煤气中有效气体（CO+H2）达到90%以上；采用干法进料，耗氧低，空分装置规模较小，投资较低；单炉生产能力大，日投煤量2000~4000t。
2、KBR公司的TRIG煤气化技术是专门为处理低阶煤开发的，其核心技术是KBR输运床气化技术（也成为TRIGTM），是一种先进的循环流化床气化技术，没有内部或移动部件，设计在空气和氧气两种模式下都可工作。
TRIG与其他商业气化炉相比，具有多方面的特点：TRIG适用于多种煤，尤其适用于数量巨大、价格低廉的低阶煤；气化炉的可靠性更高，在中温下操作，无内部或移动部件，提高了气化炉的可靠性；降低投资费用：高度紧凑的设计和温和的操作条件节省了设备空间，降低了投资费用；耗氧量低，降低了空分装置的负荷和费用；无渣式气化器，无需额外的融渣处理和清除设备；TRIG的合成气不含任何油焦，使得气体净化相对简单；该技术有废锅流程和激冷流程，其激冷流程主要由气化和合成气洗涤组成。
液化煤的液化分为直接液化和间接液化。
直接液化是指水煤浆加氢液化制油，间接液化是指先将煤气化制备合成气然后合成气液化制油，因此间接液化对原煤要求主要取决于所采用的气化方式方法。
本部分主要介绍直接液化对褐煤干燥工艺的要求。
褐煤尤其是年老褐煤比烟煤活性高，更为适合直接液化。
由于褐煤中含水量大，煤浆进入液化反应系统前必须脱水。
俄罗斯直接加氢液化技术采用瞬间涡流仓煤干燥技术，在煤干燥的同时可以增加原料煤的比表面积和孔容积，并可以减少煤颗粒粒度，有利于煤加氢液化反应的强化。
煤中水量一般干燥到2%~3%，粒度范围为小于1mm。
煤制油等大型煤化工项目的第一步就是煤气化（F-T间接液化、直接液化的制氢也是通过煤气化）。
适合煤制油等大型煤化工项目的煤气化技术应该满足以下几个条件：大型化、较高的煤种适应性及可靠的工艺设计、高效节能、环保与减排、系统安全与服务保障、本地化和系统造价的优化。
燃烧我国褐煤多属年老褐煤，成型性差，成型工艺和设备还存在一些问题，目前尚不具备商业化生产燃烧用褐煤型煤的条件，但在一些生产年轻褐煤的地区已开始探索生产褐煤型煤，以满足本地需要。
炼焦为了保证生产焦炭的质量，炼焦煤必须具有一定的膨胀和收缩性能。
有些煤的炼焦膨胀压力很高，因此这类煤只能与较贫的添加物混合使用。
因此，这种情况的干燥装置需要搭配配煤机。
炼焦有一个重要的参数是堆密度，为了生产具有均一机械性能的焦炭；均一的堆密度是重要的前提。
在炉顶装煤时，堆密度由煤料的重量、焦炉的大小和煤料的高度来确定这个参数。
煤的水分含量和粒度是影响堆密度的重要因素。
煤的堆密度在干煤时最大，根据粒度组成的不同水分在6~10%时降至最小；粒度不仅决定堆密度随水分含量变化曲线的最低位置，而且也决定其绝对值的大小。
通常，细磨煤的煤堆密度降低。
相关干燥方法、干燥器及其辅助系统的特点和适用范围干燥方法从已应用于褐煤脱水技术和正在开发的褐煤脱水技术来看，以下几种脱水方法和技术值得关注：直接干燥法，或称热气流干燥，加热气体与煤直接接触进行干燥。
由于加热气体与煤直接接触，操作不当易导致褐煤自燃，甚至爆炸等安全事故。
另外，由于蒸发的水分中含有大量的空气，会增加水分的潜热利用的难度，但通过一定的研究和技术途径也不排除潜热利用的可能性。
但直接干燥法具有工艺简单、操作方便、处理量大、易于工业化等优点。
间接脱水法，利用低压饱和蒸汽间接加热，安全性高，连续操作运行。
此法主要有筒式蒸汽干燥技术、流化床蒸汽干燥技术、空气-蒸汽联合干燥技术等。
该法处理能力小、耗能及耗水量大，通常与热电厂热力循环集成，利用电厂蒸汽轮机的抽汽进行干燥。
非蒸发脱水法，以高温高压蒸汽干燥技术为代表。
这种褐煤脱水技术是人为地制造成煤地质条件，将若干万年的成煤过程缩短为几个小时，其本质是一个化工反应。
将褐煤与高温、高压蒸汽直接接触，使褐煤水分呈液态脱出，勿需蒸发潜热，热效率高，在脱水过程中褐煤不会自燃，安全性高。
在这个过程中，褐煤会出现收缩，但是煤粒仍保持块状结构。
除水机制是以物理形式通过加热使液态水从气孔中蒸发，煤粒子在收缩的过程中的气孔收缩而排除水分，根据水和褐煤受热膨胀度的差异把水分从气孔中排除。
这一反应过程中，褐煤内外孔的表面的一些亲水官能团发生分解，从而利用化学处理降低褐煤本身的吸水能力。
通过加热使的水的黏性减弱进而从气孔中排出，或者通过发散出来的二氧化碳将水排挤出去。
由于这一过程的本质是化学反应，表面官能团的破坏不可避免地产生一些气体。
这种方法目前处于研究阶段，尚未实现工业化大规模应用。
目前国内外褐煤加工提质技术众多，我们选取几种代表性干燥方法详细介绍：1、固体热载体干馏多联产（DG）工艺以煤热解自产半焦作为热载体，用粉煤为原料，原料利用率高理论上可达到100%；可有效处理易热粉碎原料，对处理易热粉化的褐煤尤其有利。
独立系统，煤焦油产率高，达到铝甑含油率的75%～90%，且质量优良。
煤气有效成分含量高，煤气热值高，易于合成化工产品，可与多个过程实现多联产，可以与燃烧发电（即可采用循环流化床锅炉也可以用于煤粉炉，半焦燃烧发电不受电网负荷变化影响，可实现整体多联产系统平稳运行）、合成化工结合，也可以与煤焦油加氢等工艺结合优化构成多联产。
生产装置热效率较高，冷凝设备小，能耗较低，生产过程耗水量少，废水量少。
2、多段回转炉工艺是煤炭科学研究总院北京煤化所开发的低变质煤热解工艺，该工艺分类特征是低（中）温热解－中速加热－外热式－隔绝空气－常压。
多段回转炉工艺对原料煤的适应粒度要求是6~30mm。
一般需对原料煤进行破碎和筛分，并将制备好的每送进料仓。
3、K-Fuel 技术：改变了低质煤的物理和化学结构，在干燥过程中能够大量地除去汞等重金属以及硫和氮。
主要控制煤块在高压釜中的停留时间，时间越长，水分和杂质越少，热值越高。
不过，水分过少会使煤块在高压釜中自燃，从而留下灰烬。
4、、高温烟气褐煤干燥技术：避免了部分粉煤颗粒滞留及其过干燥；干燥产品煤的出口温度较低，便于进一步冷却防止自燃；烟气再循环量小，易于控制烟气中氧气含量；干燥烟气温度高，合理控制温度，在提高水分脱出率的前提下，破坏颗粒表面亲水官能团，利于改善脱水后褐煤的水分复吸性能；为提高脱水率提供条件；利于大型化，系统简单，运行灵活。
5、科林蒸汽流化床煤干燥技术（DWT）的技术优势：（1）能源利用率高，蒸汽消耗低。
DWT干燥过程可以采用二次蒸汽再压缩的方法回收大部分的能量，加热蒸汽以冷凝液形式回收，使得褐煤中的水分生成蒸汽的潜热得以利用，故与传统干燥工艺相比具有更高的效率。
（2）DWT采用框架式结构，具有设备紧凑，占地面积小，在流化床内部，单位体积煤的表面积很大，传质和传热效率很高，使干燥过程能够很快进行，因此单套设备生产能力大。
（3）干燥机内气体和固体颗粒成流化床，床层温度均一，不会出现局部过热现象。
（4）干燥后物料的含水量可以按照工艺生产要求进行调节，故可适用于不同含水量的进料，尤其在褐煤水分波动较大的情况下也能适应。
（5）安全性能好。
干燥工程中采取微正压操作模式，避免了空气等的进入。
干燥过程采用蒸汽作为流化介质，褐煤在蒸汽这种惰性气氛中进行干燥，从而消除了褐煤在干燥过程中起火爆炸的潜在危险。
（6）环保。
干燥过程为一个闭路循环过程，整个过程无排放，干燥过程产生的煤粉均在除尘工段回收利用，干燥过程的产生的水以清洁的冷凝形式回收利用。
（7）整个干燥过程的温度不高于151℃，是一个纯物理过程，无挥发分和焦油的益出和生成。
设备绝大部分可以国产化。
现在的气化技术基本均不含磨煤和煤干燥系统，针对这一空白，结合现有成熟的气化技术研发相配套的磨煤和煤干燥系统也是干燥技术系统化研发的方向之一。
干燥器回转圆筒干燥器：主要用于干燥混合精煤、浮选精煤和浮选尾煤。
根据煤炭在干燥机长度方向不同部位的状态和要求，干燥机内的抄板和内部结构沿长度方向可采用不同的形式。
对于复合式传热回转圆筒干燥可采用套筒式。
对浮选精煤，干燥器出口处的气速不大于2~3m/s；对浮选尾煤，为避免过量夹带，不超过0.5~1m/s。