褐煤流化床提质性能研究-中国选矿选煤网.doc

褐煤流化床提质性能研究 赵振新，王永胜，朱书全(1.河南城建学院化学与材料工程学院，河南平顶 467044；2.河南能源化工集团有限公司，河南郑州450004；3.中国矿业大学(北京)化学与环境程学院，北京100083) 摘要：针对褐煤水分高、发热量低、易风化自燃等特点，以内蒙古褐煤为研究对象，进行了褐煤静态干燥实验和褐煤提质多因素实验。以0体积分数105%的烟气为干燥介质，在分析褐煤流化床提质干燥机理的基础上，对褐煤进行流化床动态提质实验。结果表明：褐煤提质水分控制在5%左右为宜。褐煤粒级小于3时，温度对煤样干燥速度影响最大，其次是煤样粒度，风速对干燥速度影响最小。确定全粒级、05-1.25、125-2、23 mm褐煤临界流化风速分别为38、20、40和50 m／h。褐煤适宜提质温度和时间分别为200240℃和58min。最后建立了褐煤提质模型，说明褐煤提质规律与提质介质温度、风速密切相关，该模型对褐煤提质生产具有指导作用。 关键词：褐煤；提质；流化床；临界流化风速；干燥速度 0 引 言 褐煤是一种低变质程度煤种，机械强度低，易风，难以分选和储存，造成单位能量运输成本较高，长距离输送经济性差，这些性质严重限制了褐煤的开采利用[1-2]。多年来褐煤产量不到全国原煤产量的45%，近年来随着优质煤源的短缺，人们对褐煤的2012年褐煤产量已达到全国煤10%左右。由于褐煤碳、氢含量低，氧30%-40%，有的高达50%以3类。日本UBC(upgrading Brown Coal)技术5步法提质褐煤，但由于油KFx公司的“K燃料工艺”(KFuelProcess)可提高褐煤热值，但由于采用高温高压设(MTE)脱水 1 实验条件 1.1 实验煤样 实验选用内蒙古蒙东褐煤为原料，褐煤煤质分1。褐煤M为3361%，属典型的老年褐煤；为11.16%，属低灰分煤，品质较高；硫含量为0.31%.16.69%。Q为16.00MJkg。 工业分析/% 元素分析% 发热量/(MJ·kg-1) Mar Mad Ad Vd Vdaf FCdaf W(Cad) W(Had) W(Nad) W(Oad) W(Sad) Qgr,ar Qnet,ar Qgr,ad Qnet,ad 33.61 20.40 11.16 40.49 48.83 51.17 57.54 4.74 1.02 16.69 0.31 16.49 16.00 19.45 19.11 1.2实验装置及流程 流化床适用于无凝聚作用的散粒状物料的提质0.03-6mm，设备简单，生产能力70%左右，除去物料中结合水分时，热效率为30%-50%。实验装置和流程分别如图1、图2所N2经N2转子流量计。N与空气体积1:1，2种气体混合后进入气体电加热器加热02体积分数为10.5%. 1.3实验方法 1)褐煤静态干燥特性。为初步考察褐煤干燥5份粒级小于3煤样5 g，将煤样放120℃恒温干燥，按不同时间从烘箱取 2)褐煤提质多因素实验。采用800复合破碎机3 mm褐煤筛分成4个粒级，即0.5、05-1.25、1.25-2、2-3 。用称量瓶各称取0.5g煤样，将煤样在瓶底铺平，放入烘箱中，调整温度100、150和200℃三个水平，控制风速为低速档、 3)褐煤流化床动态提质特性。将一定量褐煤1-2min从流化床取样1次，称重后的煤样放置于干燥2 h，再次称重，计算煤样干基湿含量。当2次取样称重相等，停止取样并结束实验。煤按下式计算×100% ⑴ 式中，G，、G：分别为湿煤样和干燥后煤样质量，kg。 2褐煤静态干燥特性 为分析褐煤干燥提质机理，保持干燥介质的温120℃下煤样静态干燥实验结果见表2。由表2可5%水分消耗的时问，与脱掉初始20%水分所用时间相当，即二者能耗相当。从能耗5%左右℃下煤样静态干燥实验结果 干燥时间/min 干基湿含量/% 煤样失水率/% 0 33.61 0 10 24.21 9.40 20 12.01 21.60 30 5.21 28.40 60 0.61 33.00 120 0.41 33.20 3褐煤提质多因素实验 在研究褐煤静态干燥特性的基础上，以褐煤水5%为基准，分析了温度、时间等因素各3。由表3可5%所用时间明显缩短，因此提高温度可增加褐煤恒速干燥区间；随着风速的提高，相同粒级褐煤水分干燥至5%所需时间缩短，干燥速率略有上升，但总体影5%所需时间缩短，说明煤样粒度越小，越易干 因此，褐煤粒级小于3mm时，℃ 风速 褐煤水分干燥至5%所需时间/s ＜0.5mm 0.5-1.25mm 1.25-2mm 2-3mm 100 低速 420 510 540 720 中速 420 360 480 720