甲烷气氛下褐煤干燥及动力学研究

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1、硕士学位论文甲烷气氛下褐煤干燥及动力学研究DryingandKineticsofLigniteunderMethaneAtmosphere学号：21007231堑童至副塾援完成日期：垒Q!墨生墨旦大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文

2、中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：里监墨墨E塑竖立燧逊塑蜃碰蔓作者签名：燃E1期：塑!至年墨月Z日大连理工大学硕士学位论文摘要褐煤在我国能源生产和消费中占有重要地位，而褐煤的高水分、易风化、易自燃和低热值的特性严重影响其有效利用。褐煤经干燥降低水分含量，能够提高热值及下游装置利用效率，降低运输成本及二氧化碳排放。本文研究褐煤的干燥特性、干燥动力学及水分再吸收特性。采用以甲烷为干燥介质的固定床干燥，对霍林河(HLH)褐煤的干燥特性进行实验研究，考察温度、粒度、煤／甲烷比对干燥特性的影响。结果表明：水分含量

3、比(MR，f时刻水分含量与初始水分含量之比)随温度的增加、粒度的减小、煤／甲烷比的减小而降低。通过热重．质谱联用技术，发现干燥过程中有C02气体逸出，这可能来自羟基、羰基和羧基官能团的分解。采用热分析方法及薄层干燥模型对褐煤干燥动力学进行解析，确定干燥过程的动力学参数和干燥过程的机理函数。实验结果显示，褐煤干燥过程符合随机成核与随后生长机理(胛_2)，薄层干燥模型为MR---a】exp(一kt)+a2，表观活化能随煤样含水量增加而增加，与氮气气氛下褐煤干燥相比，在甲烷气氛下干燥褐煤具有较低的表观活化能。采用静态溶液法，分析HLH褐煤在40---50℃、

4、不同相对湿度条件下的水分再吸收性能。结果表明：平衡水分随干燥温度的升高而降低，干燥煤的平衡水分低于原煤的平衡水分，褐煤干燥后吸湿表现出一定的滞后性，可能是煤中孔结构在干燥过程中发生了不可逆的崩塌和收缩。Chung．Pfost模型适合用于描述HLH褐煤平衡水分随温度和相对湿度的变化关系。不同吸附量对应的等温吸湿热的结果表明：随着平衡水分减少，吸湿热逐渐增加，分析表明褐煤干燥后的水分再吸收过程中水蒸气只是物理吸附在褐煤表面和毛细孔中，没有与表面官能团生成氢键。关键词：褐煤；甲烷；干燥；动力学；热分析DryingandKineticsofLigniteund

5、erMethaneAtmosphereAbstractLigniteplaysanimportantroleintheenergyproductionandconsumptioninChina．Ligniteischaracterizedbyhighmoisturecomem，easyweathering，easyspontaneouscombustionandlOWcalorificvalue，whichaffectitseffectiveutilization．Drying．asthefirststepinalmostallutilizationp

6、rocesses，Canimprovethecalorificvalueofligniteandtheutilizationefficiencyofdownstreamdeviceanddecreasedioxideemissionandtransportationcost．Inthispaper，thedryingcharacteristics，dryingdynamicsandmoisturere．adsorptionpropertiesofHuolinhe(HLH)lignitewerestudied．rnledryingexperimentsw

7、erecarriedoutinfixed—bedundermethaneatmosphereandthefactorsinfluencingthedryingrateswereinvestigated，includingtemperature，particlesizeandtheratiooflignitetomethane．Theresultsshowthatthemoistureratio(MR)increaseswiththeincreaseofparticlesizeandtheratiooflignitetomethane．Wllilehyd

8、roxyl，carbonylandcarboxylgroupsdecomposed，carbo