褐煤干燥技術(shù)_圖文

1、褐 煤 干 燥 技 術(shù)一、干燥褐煤吸潮原因褐煤內(nèi)部存在許多毛細(xì)孔，濕褐煤就像吸足水分的海綿；而干燥（指僅脫除表面水的情況）后的褐煤就像擰干后的海綿。當(dāng)干燥（指僅脫除表面水的情況）后的褐煤遇到水時(shí)，就會(huì)吸潮，與擰干后的海綿吸水的原因一樣。這就是為什么干燥（指僅脫除表面水的情況）后的褐煤在放置過(guò)久或運(yùn)輸過(guò)程會(huì)吸潮的原因。二、褐煤在干燥過(guò)程中所發(fā)生的物理和化學(xué)變化褐煤在常溫下加熱到100度以上時(shí)，大部分的自由水能夠被蒸發(fā)。當(dāng)褐煤水分低于15%時(shí)，若需要繼續(xù)干燥和脫水，即脫除結(jié)合水時(shí)，由于褐煤與結(jié)合水有較強(qiáng)的結(jié)合力，則需要較高的溫度和能量才能夠進(jìn)行。當(dāng)褐煤在常壓下繼續(xù)加熱到180度以上時(shí)，褐煤結(jié)合水（

2、內(nèi)在水）能夠被脫除。當(dāng)褐煤溫度高于150度時(shí)，羥基官能團(tuán)（主要是-COOH）發(fā)生分解，析出CO2氣體，同時(shí)將褐煤的結(jié)合水（內(nèi)在水）排除。進(jìn)一步提高溫度，將導(dǎo)致越來(lái)越多的羥基官能團(tuán)分解，從而引起褐煤的表面性質(zhì)改變。在這種干燥溫度條件下，由于大量的羥基官能團(tuán)分解，導(dǎo)致褐煤內(nèi)部的毛細(xì)孔倒坍和產(chǎn)生交聯(lián)。毛細(xì)孔倒坍可以阻止水分進(jìn)入毛細(xì)孔；而交聯(lián)反應(yīng)則能夠?qū)γ?xì)孔進(jìn)行密封，阻止倒坍的毛細(xì)孔在吸收水分時(shí)再膨脹。另外，當(dāng)褐煤溫度被加熱到200度以上時(shí)，其表面積會(huì)大大減少。表面積減少的主要原因是由于在高溫干燥條件下引起褐煤內(nèi)部的焦油的強(qiáng)烈遷移，即焦油由毛細(xì)孔內(nèi)部向毛細(xì)孔外部遷移。遷移到毛細(xì)孔外部的焦油在冷卻過(guò)程

3、中，由于焦油冷凝從而對(duì)毛細(xì)孔進(jìn)行密封，從而一起褐煤的表面積減少。由于上述過(guò)程，即毛細(xì)孔倒塌，交聯(lián)反應(yīng)和焦油遷移對(duì)毛細(xì)孔形成密封，結(jié)果褐煤變得越來(lái)越疏水，同時(shí)也能夠觀察到褐煤的硬化，這也導(dǎo)致褐煤的剛性結(jié)構(gòu)的形成。其結(jié)果就是褐煤能夠從軟煤轉(zhuǎn)換為硬煤，由親水性轉(zhuǎn)換為疏水性，從而可以實(shí)現(xiàn)褐煤的長(zhǎng)途運(yùn)輸。三、干燥褐煤的毛細(xì)孔的尺寸分布A、干燥褐煤的毛細(xì)孔的尺寸分布通過(guò)壓汞法來(lái)確定干燥褐煤的毛細(xì)孔的尺寸分布。干燥前褐煤的毛細(xì)孔的尺寸為小于0.01µm,而干燥后褐煤的毛細(xì)孔尺寸擴(kuò)大為1.00.01µm（而水蒸汽中水分子的動(dòng)力學(xué)半徑約為28×10-4µm）.B、干燥褐煤

4、孔隙率的變化實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：干燥前褐煤的孔隙率為0.65CM3/G，干燥后褐煤的孔隙率為0.3CM3/G。C、干燥褐煤表面積的變化通過(guò)CO2吸收法來(lái)確定干燥褐煤的表面積褐煤的表面積為280M2/G；在中溫干燥條件下，褐煤的表面積為223 M2/G；而在高溫條件下，褐煤的表面積為180 M2/G.引起其表面積變化的主要原因是由于在高溫干燥條件引起褐煤內(nèi)部的焦油的強(qiáng)烈遷移，即焦油由毛細(xì)孔內(nèi)部向毛細(xì)孔外部遷移。遷移到毛細(xì)孔外部的焦油在冷卻過(guò)程中，由于焦油冷凝從而對(duì)毛細(xì)孔進(jìn)行密封，從而一起褐煤表面積減少。D、化學(xué)成分的析出當(dāng)褐煤溫度超過(guò)200度時(shí)，干燥尾氣有焦油析出。當(dāng)褐煤溫度超過(guò)150度時(shí)，干燥尾氣有

5、CO2析出。褐煤中的羰化物的分解可降低褐煤的親水性。另外，褐煤中CO2的形成對(duì)于褐煤中毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)中水分的脫除和焦油的遷移也起到重要作用。羥基官能團(tuán)（主要是-COOH）分解所產(chǎn)生的氣體。根據(jù)對(duì)褐煤干燥尾氣成分分析，羥基官能團(tuán)分解所產(chǎn)生的氣體的組分如下：C7H8,C5H10O,C7H8O,C9H12,C6H6O,C7H8O,C8H10O,C8H10O2,C9H10O,C9H10O2,C9H10O3,C6H6O2,C8H10O2,C9H12O2,C10H14O,C8H10O2,C10H12O2,C10H8,C10H8,C11H10,C15H15,C15H18,C15H22,C46-62H92-104

6、O2.四、褐煤干燥工藝參數(shù)的確定根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)研究，可以根據(jù)干燥褐煤的不同用途，確定不同的褐煤干燥工藝條件。A、對(duì)于僅需脫除自由水（外在水）的情況對(duì)于坑口電站，褐煤僅需脫除自由水。多效過(guò)熱蒸汽干燥工藝，干燥溫度不能超過(guò)150度。否則，會(huì)有不凝氣體產(chǎn)生，形象影響所產(chǎn)生的蒸汽再次利用（主要是降低干燥機(jī)的內(nèi)置換熱器的傳熱系數(shù)）。對(duì)于采用煙氣作為干燥介質(zhì)的褐煤干燥工藝，干燥溫度不能超過(guò)150度。否則，會(huì)有可燃?xì)怏w產(chǎn)生，會(huì)著火甚至發(fā)生爆炸。因此，對(duì)于采用煙氣作為干燥介質(zhì)的褐煤干燥工藝，必須嚴(yán)格控制干燥溫度，避免褐煤超溫，甚至局部超溫。所以采用煙氣作為干燥介質(zhì)的褐煤干燥工藝，一般只能去除褐煤的自由水（外在水

7、）。即使如此，由于難以避免褐煤的局部過(guò)熱，干燥系統(tǒng)還是會(huì)發(fā)生會(huì)著火和爆炸。B、脫除結(jié)合水（內(nèi)在水），即褐煤改性由于脫除結(jié)合水（內(nèi)在水），即褐煤改性，褐煤需要達(dá)到較高的溫度，以便去除脫除結(jié)合水（內(nèi)在水）；同時(shí)要達(dá)到褐煤內(nèi)的羥基官能團(tuán)分解，毛細(xì)孔倒坍，產(chǎn)生交聯(lián)，并且要使褐煤內(nèi)部的焦油遷移，對(duì)毛細(xì)孔進(jìn)行密封。在這種干燥條件下，一定會(huì)有可燃?xì)怏w的釋放。為了安全考慮，干燥系統(tǒng)最好是無(wú)氧或低氧運(yùn)行，而過(guò)熱蒸汽干燥則是最安全的選擇。五、試驗(yàn)結(jié)果·立式褐煤干燥機(jī)可以用于煤調(diào)濕，褐煤干燥改性；·干燥過(guò)程安全，無(wú)任何著火或爆炸的危險(xiǎn)；·褐煤的全水分可以降至5%以下；·尺寸較

8、大的褐煤干燥后，出現(xiàn)裂紋；·部分干燥后的褐煤表面和內(nèi)部有焦油析出，顏色發(fā)亮，與煙煤類似；·部分干燥后的褐煤即使用水浸泡，經(jīng)過(guò)陰干后，水分大約為10%左右。六、現(xiàn)有褐煤干燥工藝存在的問(wèn)題·易爆炸對(duì)于采用煙氣與煤炭直接接觸的干燥工藝，都存在爆炸問(wèn)題；·磨損嚴(yán)重對(duì)于帶有內(nèi)加熱裝置的干燥工藝和氣流干燥工藝，都存在設(shè)備磨損問(wèn)題；·能力小對(duì)于褐煤干燥提質(zhì)，由于其水分含量高，現(xiàn)有干燥工藝都存在單機(jī)能力小的問(wèn)題；七、褐煤干燥工藝的優(yōu)點(diǎn)·無(wú)任何爆炸的可能由于采用冷凝式過(guò)熱蒸汽干燥與煤炭非直接接觸的干燥工藝，徹底杜絕爆炸問(wèn)題。·磨損輕微由于被干

9、燥的煤炭在干燥機(jī)內(nèi)的移動(dòng)速率非常緩慢，磨損問(wèn)題為所有干燥裝置中最輕。·單機(jī)能力大系統(tǒng)簡(jiǎn)單，流程短。通過(guò)調(diào)整干燥機(jī)內(nèi)換熱元件的結(jié)構(gòu)和布置方式，可以直接干燥大顆粒的煤炭，干燥前，僅需粗粉硠和篩分，干燥后無(wú)需造粒。·運(yùn)行費(fèi)用低系統(tǒng)壓降小，電耗低。·一機(jī)多用產(chǎn)品終水分容易調(diào)節(jié)，對(duì)于褐煤干燥，根據(jù)需求，可以僅脫除表面水，也可以同時(shí)脫除表面水和結(jié)合水。干燥改性后的褐煤由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?，熱值可達(dá)5500-6000kcal/kg，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)途運(yùn)輸。八、年產(chǎn)1.2億塊褐煤成型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程圖1、破碎機(jī) 2、提升機(jī) 3、褐煤倉(cāng)（1） 4、褐煤倉(cāng)（2） 5、一級(jí)干燥機(jī) 6、粘結(jié)劑倉(cāng) 7、褐煤倉(cāng)劑 8、螺旋動(dòng)輸機(jī) 9、攪拌機(jī) 10、消化倉(cāng) 11、褐煤壓制成型 12、二級(jí)干燥機(jī)9、褐煤干燥工藝簡(jiǎn)介褐煤提質(zhì)干燥后加入一定的有機(jī)粘結(jié)劑，經(jīng)加工、攪拌、消化、壓制成褐煤型煤產(chǎn)品，具有操作簡(jiǎn)單、使用方便、適合大規(guī)模年產(chǎn)量500-1000萬(wàn)噸的褐煤干燥提質(zhì)成型的推廣應(yīng)用。10、LY-WS-360型全自動(dòng)液壓褐煤成型機(jī)LY-WS-360全自動(dòng)液壓褐煤成型機(jī)是我公司開(kāi)發(fā)研究的高科技褐煤成型機(jī)，成型機(jī)壓力為360噸，每次可壓制成型褐煤12塊，年產(chǎn)量大于2500萬(wàn)塊。該產(chǎn)品投資省、見(jiàn)效快，適合大規(guī)模褐煤提制干燥