甲烷氣氛下褐煤干燥及動力學(xué)研究.pdf

1、褐煤在我國能源生產(chǎn)和消費中占有重要地位，而褐煤的高水分、易風(fēng)化、易自燃和低熱值的特性嚴重影響其有效利用。褐煤經(jīng)干燥降低水分含量，能夠提高熱值及下游裝置利用效率，降低運輸成本及二氧化碳排放。
　　本文研究褐煤的干燥特性、干燥動力學(xué)及水分再吸收特性。采用以甲烷為干燥介質(zhì)的固定床干燥，對霍林河(HLH)褐煤的干燥特性進行實驗研究，考察溫度、粒度、煤/甲烷比對干燥特性的影響。結(jié)果表明:水分含量比(MR，t時刻水分含量與初始水分含量之比)隨

2、溫度的增加、粒度的減小、煤/甲烷比的減小而降低。通過熱重-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，發(fā)現(xiàn)干燥過程中有CO2氣體逸出，這可能來自羥基、羰基和羧基官能團的分解。采用熱分析方法及薄層干燥模型對褐煤干燥動力學(xué)進行解析，確定干燥過程的動力學(xué)參數(shù)和干燥過程的機理函數(shù)。實驗結(jié)果顯示，褐煤干燥過程符合隨機成核與隨后生長機理（n=2），薄層干燥模型為MR=a1 exp(-kt)+a2，表觀活化能隨煤樣含水量增加而增加，與氮氣氣氛下褐煤干燥相比，在甲烷氣氛下干燥褐煤具

3、有較低的表觀活化能。
　　采用靜態(tài)溶液法，分析HLH褐煤在40～50℃、不同相對濕度條件下的水分再吸收性能。結(jié)果表明:平衡水分隨干燥溫度的升高而降低，干燥煤的平衡水分低于原煤的平衡水分，褐煤干燥后吸濕表現(xiàn)出一定的滯后性，可能是煤中孔結(jié)構(gòu)在干燥過程中發(fā)生了不可逆的崩塌和收縮。Chung-Pfost模型適合用于描述HLH褐煤平衡水分隨溫度和相對濕度的變化關(guān)系。不同吸附量對應(yīng)的等溫吸濕熱的結(jié)果表明:隨著平衡水分減少，吸濕熱逐漸增加，分析