褐煤干燥技术分析比较 论文
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。
褐煤干燥成型工艺技术综述
褐煤干燥成型工艺技术综述褐煤是一种低质煤炭，其在开采和利用方面存在一些问题，如高水分含量、低热值和粉尘问题。
为了提高褐煤的使用效率和减少环境污染，研究人员开发了一种称为褐煤干燥成型工艺技术。
褐煤干燥成型工艺技术是利用褐煤的化学和物理特性，在一定的温度和湿度条件下，通过烘干和压制等工艺来提高褐煤的燃烧性能和热值，从而提高其利用效率。
褐煤干燥成型工艺技术的主要步骤包括煤炭的破碎、干燥和成型。
首先，褐煤需要经过破碎工序将其分解为小颗粒。
然后，利用热风或其他热源进行干燥，将褐煤的水分含量降低到一定的水平，一般在10%以下。
最后，将干燥后的褐煤进行成型，可以使用压力机或挤压机，将其压制成不同形状的颗粒或块状。
褐煤干燥成型工艺技术的优点是能够有效提高褐煤的热值和燃烧性能，减少水分含量可以提高煤炭的燃烧效率，减少烟气排放。
此外，成型后的褐煤颗粒较大，便于储运和使用。
同时，该工艺技术可以减少褐煤的粉尘问题，提高褐煤利用的安全性。
然而，褐煤干燥成型工艺技术也存在一些挑战和问题。
首先，干燥设备和成型设备的投资和运行成本较高，增加了工艺的成本。
其次，褐煤成型颗粒的强度较低，容易破碎，这将对储运和使用带来一些困难。
此外，干燥成型过程中的热能损失较大，需要提高能源利用效率。
目前，针对褐煤干燥成型工艺技术的研究主要集中在改进和创新烘干和成型设备，以提高工艺的经济效益和工艺的稳定性。
例如，一些研究人员通过改进烘干设备的结构和操作参数，提高了干燥效果和能源利用效率。
另外，一些研究人员还利用添加剂和改性技术，改善褐煤颗粒的强度和稳定性，提高其储运和使用性能。
总之，褐煤干燥成型工艺技术是一种有效提高褐煤利用效率和减少环境污染的方法。
随着研究的不断深入，相信该工艺技术将在褐煤开采和利用中发挥越来越重要的作用。
21高温烟气褐煤干燥技术分析
21高温烟气褐煤干燥技术分析高温烟气褐煤干燥技术分析郝正虎1, 李向武2, 董建勋2, 吴玉新1, 王秀军3, 吕俊复1, 张守玉2(1.清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室，北京100084；2中电投蒙东能源集团公司；3上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093) 摘要：我国褐煤资源丰富和产地相对集中，但是水分含量高导致其利用率低。
文章介绍了褐煤的性质和水分对煤的热值的影响，阐述了目前国内外褐煤干燥技术，在低温烟气逆流干燥技术上，形成了高温烟气干燥技术。
并说明了高温烟气褐煤干燥技术的原理和它的技术路线。
高温褐煤干燥示范工程的运行试验结果分析了它的可行性强、安全性好和目前存在的问题。
关键词：褐煤；高温；烟气；干燥；顺流0. 引言我国褐煤资源的特点是：埋藏浅、煤层厚、储量大，相对集中的褐煤产地，但是褐煤产量不高。
2006年全国生产褐煤10511多万吨，只占全国原煤产量的4.51%[1]。
在我国已发现的煤资源中，褐煤约占总量的12.68%。
主要分布在我国的东北和西南，其中内蒙古东部地区的褐煤占全国该煤类的77.55%，占本区煤炭储量的45%，多属于老年褐煤；云南的褐煤占全国该煤类的11.88%，占本区煤炭储量的64%，多为年轻褐煤；另外，在黑龙江东部、吉林、河北、山东、广东、海南和四川等地也有少量分布，其中海南全部为褐煤，黑龙江以及广西褐煤储量分别占本区储量的34.7%和35.4%[2]。
褐煤煤化程度最低，其特点是孔隙度大、挥发分高、无黏结性[3,4]；氧含量可以达到15～30%；水分含量高，全水分一般可达20～50%；褐煤在空气中极易风化，灰软化点低；灰分一般为20～30%；褐煤属于低热值-中低热值煤，干燥基低位发热量一般为16.73～25.09MJ/kg，收到基低位发热量一般为11.71～16.73MJ/kg。
通过脱除燃料中的水分，可大大提高褐煤的燃烧效率。
澳大利亚、美国、欧洲的德国、希腊、波兰等褐煤资源丰富的国家都进行了褐煤水分干燥技术研究。
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
褐煤干燥工艺
3、大粒径褐煤采用烟道气加热回转炉干燥；
4、粉煤干燥采用烟道气加热，流化床干燥 工艺。工艺后期采用除尘器和旋风分离器。
5、确定褐煤干燥的温度和停留时间，为工 艺设计提供数据。
6、通过工艺参数确定，达到干燥后的褐煤 毛细管内胶质脱出并包覆褐煤表面，从而使褐 煤达到提质作用。
三、拟采取的研究方法和技术路线：
褐煤干燥工艺
一、课题研究的目的、意义
随着我国经济的快速发展,对能源的需求日益 增加。针对我国“缺油、少气、富煤”的资源 结构，国家“十一五”规划纲要中明确提出了 要稳步发展“石油替代”战略，提倡和鼓励煤 碳及煤化工技术的开发和利用。煤炭资源综合 利用与洁净煤利用新技术的开发越来越重要。 我国褐煤资源颇为丰富，已探明储量1264亿吨， 中国的褐煤储量虽占全国煤炭储量1/8左右，但 其产量较低，均不超过年原煤总产量的4.3%。 因此，如何合理开发和充分利用褐煤资源是一 个值得深入研究的课题，目前关注较多的是褐 煤的提质转化利用。
三、研究内容
本课题采用现代循环流化床技术用于褐煤脱 水，在设备上增加蒸汽喷嘴控制自燃，整个提 质干燥过程分为2个阶段:一是对褐煤粒径进行 分级，分为3mm以下和3mm以上两级；二是采 用循环流化床和回转炉干燥器并联分别对两级 褐煤进行干燥提质，极大地提高了脱水效率， 降低了能耗和脱水时间。本技术解决了褐煤脱 水中由于粒径不同造成的脱水困难，符合我国 煤矿褐煤加工的实际情况，易于推广应用。
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，因此适宜在矿区进行加 工提质成商品煤，才能长途运输，以满足用户 的需求。褐煤脱水是褐煤改质的有效方法，流 化床脱水技术是美国、日本等国褐煤脱水技术 的主要方法。近年来，为提高埋藏量大、露天 开采廉价的褐煤的利用价值，正积极试验和探 索褐煤的提质加工技术，使褐煤经加工提质后 具有类似烟煤性质，便于运输和储存，为褐煤 发电、气化、液化、焦化等高效洁净的加工利 用提供了条件。因此,近年来相关的研究和实践 探索日益增多，褐煤的加工利用和对褐煤脱水 提质的工业化技术开发已成为重要的煤化工研 究课题。褐煤将成为未来国际贸易的新煤种和 资源。
褐煤新干燥技术
褐煤新干燥技术褐煤是一种常见的燃料资源，其广泛应用于发电、供暖和工业生产等领域。
然而，传统的褐煤干燥技术存在能源浪费、环境污染和安全隐患等问题。
为了解决这些问题，研究人员开发了一种新的褐煤干燥技术，旨在提高能源利用效率、减少污染排放并确保安全生产。
褐煤新干燥技术的核心是利用热泵和低温热能进行煤炭的干燥。
传统的褐煤干燥过程中，常常使用高温热能进行加热，这不仅耗能且易导致燃烧或爆炸事故。
而新的干燥技术利用热泵将低温热能提升到高温，从而实现对褐煤的高效干燥。
这种技术相比传统方法，能够降低能源消耗，提高干燥效率，同时避免了安全隐患。
褐煤新干燥技术的实施步骤如下：首先，将褐煤放置在干燥设备中，然后通过热泵系统将低温热能提升到高温。
在干燥过程中，热泵系统不断循环利用热能，使得褐煤能够快速、均匀地干燥。
同时，该技术还可以通过控制干燥设备的温度和湿度，实现对干燥过程的精确控制，以适应不同种类和质量的褐煤。
褐煤新干燥技术的应用带来了多重好处。
首先，通过利用热泵和低温热能进行干燥，能够大幅度减少能源消耗，提高能源利用效率。
其次，由于干燥过程中不需要高温加热，可以有效降低煤炭的燃烧性和爆炸性，从而减少生产过程中的安全风险。
此外，褐煤新干燥技术还能够减少煤炭中的挥发分和硫分含量，降低污染物排放，对环境保护具有积极意义。
然而，褐煤新干燥技术也存在一些挑战和问题。
首先，该技术的设备和系统成本较高，需要进行投资和建设。
其次，干燥过程中的温度和湿度控制对设备和操作人员的要求较高，需要精确的监测和调节。
此外，褐煤干燥后的质量和性能是否能够满足用户要求，也是一个需要考虑的问题。
为了进一步推广和应用褐煤新干燥技术，需要加强相关研究和开发工作。
首先，需要针对不同褐煤种类和质量，进行干燥参数的优化和调整，以实现最佳的干燥效果。
其次，可以考虑将褐煤新干燥技术与其他清洁能源技术相结合，进一步提高能源利用效率和环境保护效果。
此外，还需要加强对干燥设备和系统的改进和创新，以降低成本并提高操作便利性。
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。
褐煤的干燥热解
褐煤的干燥热解制作人：摘要：本文总结了国内外褐煤预干燥技术的发展现状，针对传统热力干燥在褐煤电厂应用中存在的高能耗、高投资和低安全性的实际问题,开展了褐煤过热蒸汽干燥的机理实验研究和中试试验研究，结果表明：过热蒸汽的干燥效果优于常规热空气的干燥效果；中试试验系统能稳定、连续地对褐煤进行干燥，且干燥产品符合褐煤干燥实际工业应用的要求。
提出了一种由山东省科学院开发的过热蒸汽预干燥低质煤提质（SCU）洁净煤技术，对其在节能、安全等方面的技术先进性作了具体的对比分析，结果表明该技术能耗低、安全且节能效果好。
开发褐煤过热蒸汽干燥成套工艺，能促进能源和电力行业的发展，具有广阔的应用前景。
关键词：褐煤；过热蒸汽干燥；洁净煤技术；安全；节能正文：1.褐煤的定义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。
由于它富含挥发份，所以易于燃烧并冒烟。
剖面上可以清楚地看出原来木质的痕迹(由裸子植物形成）。
含有可溶于碱液内的腐殖酸。
含碳量60%～77%，密度约为1.1-1.2，挥发成分大于40%。
无胶质层厚度。
恒湿无灰基高位发热量约为23.0-27.2兆焦/公斤（5500-6500千卡/公斤）。
多呈褐色或褐黑色，相对密度1.2～1.45。
褐煤水分大，挥发成分高(>40%),含游离腐植酸。
空气中易风化碎裂，燃点低（270°左右）。
储存超过两个月就易发火自燃，堆放高度不应超过两米。
2.褐煤利用的现状褐煤是一种高挥发分、高水分、高灰分、低热值（14MJ/kg左右）、低灰熔点、污染重且利用率相对较低的资源。
目前，我国烟煤、无烟煤等优质煤资源已被充分利用，拓展空间有限，而对褐煤的大规模开发利用刚刚开始。
我国褐煤资源相对比较丰富，己探明的储量达1303亿吨，占全国煤炭储量的13%，开采成本低，其中内蒙古占全国褐煤总储量的77%。
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褐煤干燥技术分析比较
摘要:我国褐煤资源丰富,褐煤含水分高,灰分高,热值低,不宜长途运输。
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:tk173 文献标识码:ａ文章编
号:1672-3791(2012)06(c)-0121-02
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。
具有高挥发份、高水分、高灰分、低热值、低灰熔点、易风化碎裂、密度小,含有腐殖酸、易氧化自燃、孔隙度大、无粘结性等特点[1～2]。
褐煤是泥炭经成岩作用形成的腐殖煤,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,呈褐色、黑褐色或黑色,一般暗淡或呈沥青光泽,故得名褐煤。
褐煤具有高高水分、高灰分、挥发份、低灰熔点、低热值、易风化碎裂、密度小,含有腐殖酸、孔隙度大、易氧化自燃、无粘结性等特点[1～2]。
我国褐煤资源丰富,主要分布在内蒙古东部、云南中西部和黑龙江东部地区,已探明的保有储量高达1300亿吨,约占全国煤炭总储量的13％。
褐煤有以下特点:高水分、低热值、易自然、易风化,
所以不易长期运输,也不利于进行长期储存;将高水分的褐煤放入
锅炉中燃烧将导致火焰温度降低,热效率下降;同时也很难满足气
化、液化等对煤质的要求。
褐煤提质加工处理的关键性问题在于减少水分、提高能量密度、防止自然。
褐煤脱干是褐煤发电、电气、液化、成型、焦化和加工水煤浆等综合利用的前提,经济效益显著,符合了中国现行的节能政策[3,4]。
1 国内外现状和发展趋势
褐煤的优点如下:它属于清洁能源、低挥发、低硫,是也存着一些缺点,如:湿度大、燃点低、二氧化碳排放量大,这些缺点是导致全球温室效应的重要因素之一。
现在的全球能源日渐紧张,褐煤的经济价值及其加工生产技术又重新被世界能源界所重视。
国内主要的褐煤干燥装置分为两大类:(1)燃煤烟气直接接触:链板式,移动床式,转筒干燥等。
(2)间接干燥:过热蒸汽内加热流化床,过热蒸汽回转圆筒。
国外比较成熟的褐煤干燥工艺主要为间接干燥:例如德国rwe公司(dwt)的过热蒸汽流化床技术,德国zemag 公司的间接接触回转干燥机等[5]。
2 褐煤干燥技术特点以及生产应用
褐煤在常温下加热到100°以上时,大部分的自由水能够被蒸发。
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。
进一步提高温度,将导致越来越多的羟基官能团分解,会有可燃气体的释放,所以褐煤的干燥存在一定的危险性。
目前国内外较为成熟的褐煤干燥技术主要有如下几种。
2.1 高温烟气回转圆筒干燥
国内常见的回转圆筒干燥机属于直接干燥。
其原理为:原煤仓中的原煤(常温)通过给料机进入干燥机的滚筒,在干燥滚筒入口与热风炉提供的烟气(约650℃)混合。
在转动的滚筒内,有滚筒壁上的抄板使物料在干燥筒体内形成稳定的全断面料幕,大约25min～35min 左右烟气与原煤充分交换热量。
滚筒末端的干燥煤温度上升到60℃,烟气温度下降到120℃左右。
该工艺技术成熟,操作稳定,但体积和重量大、蒸发强度低,干燥停留时间长,易爆炸,不适宜用于高挥发分的褐煤干燥。
同时由于回转圆筒干燥机出力较低,不太适用于褐煤干燥工业化生产。
2.2 回转管式干燥技术
管式干燥机为一鼓形体内有多管的回转窑系统,鼓体倾斜一定
角度。
原煤(＜6.3mm)连续不断地从上方通过布料器均匀分布到旋转的滚筒内部的众多干燥管中,干燥管内设有螺旋状叶片,由于鼓
体是倾斜的,煤通过重力和螺旋叶片导流作用在干燥管内运动。
在滚筒内部干燥管周围通入4.5bar 170℃的过热蒸汽,干燥管内的原煤通过间接热交换升温而使煤表面所带水分蒸发,从而达到降低水分的目的。
与煤一起进入机体内的空气吸收了水分以后在除尘器内与干煤粉分离,一部分重新压缩进入干燥机,另一部分排入大气[6]。
该干燥机具有以下技术特点:(1)原理先进,构思新颖,由于传热介质不直接与煤接触,且温度低于褐煤着火温度,整个干燥过程会
更加安全,解决了低燃点煤采用“直接式”干燥带来的问题。
(2)结
构合理,采用众多干燥管对煤进行分散,强化了干燥效果,大大的增加了干燥机的有效干燥面积,增大褐煤干燥能力。
(3)设备成熟可靠,控制简单。
主要通过检测干燥机出口煤的水分,来确定干燥机进口原煤的给料量。
进口原煤的给料量主要通过调整干燥机的旋转速度,以及调整进干燥机双轴给料机的进口开度来调整给料量。
(4)系统简单,运转设备少,控制方便、简单,安全性高。
2.3 蒸汽流化床干燥技术
德国rwe公司(dwt法)在流化床干燥器内,过热蒸汽的吹入,使褐煤流在沸腾床产生流化现象。
原煤从干燥机的上部布料器输入,流化床中的蒸汽带走褐煤中蒸发出的水分,经过旋风分离器,蒸汽部
分返回利用。
干燥机由汽轮机出来的蒸汽提供所需能量。
该工艺过程的特点是蒸汽同时作为干燥介质和流化介质,整个过程中蒸汽内不含空气和其他杂物,因此可进一步利用。
由此出现了带内部热循环的流化床蒸汽干燥工艺(wta)。
在此工艺中,过热蒸汽经过流化床后,经过疏水阀冷凝的水用于湿煤的预热,而蒸汽部分则通过蒸汽
压缩机变成过热蒸汽后重新循环使用。
由此蒸汽潜热则完全在工艺过程中循环使用,大大提高了热能利用率[7]。
目前山东天力研发的褐煤过热蒸汽内加热流化床干燥技术具备安全、经济、处理量大、环保节能等特点。
干燥设备采用高床层,换热器可设置多达3层,流化面积和换热面积均较大,从而提高了产能。
2.4 闪蒸干燥管干燥技术
闪蒸干燥管干燥技术原理属对流干燥的一种,湿物料的干燥是
由传热和传质两个过程所组成。
当湿物料与热空气相接触时,干燥介质将热能传递至湿物料表面,由表面传递至物料内部,这是一个
热量传递过程;与此同时,湿物料中的水分从物料表面通过气膜扩
散到热空气中,这是一个传质过程。
气流干燥技术具有干燥强度大、干燥时间短、生产能力大、热效率高、设备简单、应用范围广等优点。
3 结语
褐煤资源丰富,面对日益紧张的能源压力,褐煤干燥加工利用技术具有广阔的发展空间,也代表着今后节能环保的发展方向。
因此,褐煤干燥的探讨研究具有十分重要的理论意义和实际价值,更多更好的褐煤干燥技术需要在实际生产运行中得以验证。
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