褐煤负压干燥动力学研究.pdf

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1、Vol_25，NO．9第25卷第9期中国矿业2016年9月CHINAMININGMAGAZINESep．2016矿业纵横褐煤负压干燥动力学研究荣令坤，印万忠，白春华，初茉。(1．东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110004；2．内蒙古科技大学矿业～[～工一A～程一m学一院一一m，一一～一～一内蒙古包头014010；3．中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京100083)摘要：运用真空干燥箱，进行了不同压强、不同温度组合下的褐煤负压干燥试验研究，根据煤样含水率与干燥时间之间对映规律，提出一个简单数学模型，并引入干燥压强、干燥温度有

2、关的系数k、m，得到褐煤负压干燥的动力学方程X—X。及干燥速率方程一Xo(-kmtm-)；另外，对一干燥删啪哪温一度和．蓍肌∞一一肌～一唧一．一“压强对煤样终点含水率的影响进行了分析探讨，结果表明：使煤样水分能够彻底脱除的煤内孔隙半径均在纳米级，环境压强越小、温度越大，煤样最终含水率越小，说明煤中存在大量盲孔，小的外输能量(压力梯度、温度梯度)不足以使盲孔破裂。关键词：负压；动力学；褐煤；干燥中图分类号：TQo52文献标识码：A文章编号：1004—4051(2016)09—0131—05～一三一茎呲一．三蛳～Studyonthedryin

3、gkineticsofligniteundernegativepressureRONGLing—kun，YINWan-zhong，BAIChun-hua。，CHUMo。(1．InstituteofResourcesandCivilEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang110004，China；2．InstituteofMiningEngineering，InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology，Baotou014010，China；3．Ins

4、tituteofChemicalandEnvironmentalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing100083薹，China)一一二霎一一出一～～一一汕褐煤的显著特点是含水量大(收到基含水30％～煤中含氧官能团形成氢键，使其脱除较难口]。总4O)，这与其表面含氧官能团丰富，孔隙发达直接之，高含水的褐煤直接燃烧会带来能耗和CO。排放相关，总体上讲，煤中水分为体表自由水、体内束缚增多的问题，同时也导致了运输费用增加，限制了水和化学结合水，体表自由水

5、容易脱除，体内束缚褐煤的利用[3]。因此，研究褐煤的干燥特性，开发水又分为毛细管水、孑L隙吸附水，由于毛细作用、与褐煤干燥提质工艺已经成为褐煤洁净利用研究的一个重要方向。数名学者吲对此进行了实验室基础研究，分析收稿日期：2015-05—22了干燥条件对褐煤干燥速率的影响及机理，并进行基金项目：国家自然科学基金与神华集团有限责任公司联合资助了干燥动力学分析。郭治等口认为干燥过程中可忽项目“热提质对褐煤水分复吸特性的影响规律研究”资助(编号：略液态水迁移，水分减少主要靠水蒸发为蒸汽再扩U1261101)；内蒙古科技大学校内创新基金项目资助(编

6、号：散出煤粒，据此建立了煤粒水分缩核动力学模型，2011NCL052；2014QDL03)试验表明其能简便、准确的模拟褐煤的干燥动力学作者简介：荣令坤(1983一)，男，河北清苑人，博士研究生，讲师，科行为。熊程程等通过对褐煤薄层等温干燥实验结研方向为为煤炭清洁转化与综合利用。E—mail：rlk090508@163．COrn果进行分析，也认为褐煤干燥主要受煤粒内部水蒸中国矿业第25卷气扩散机理控制，Page模型能较好的模拟褐煤的干动力学方程，并对干燥环境和终点含水量的关系进燥脱水过程，王涛等l_9在褐煤干燥研究中也得出同行了分析。样的结

7、论。Hong—junZheng等_】明进行了不同粒1试验部分度、不同干燥温度下单个煤粒的氮气气氛下的高温1．1试验原料与设备干燥实验，利用改进了的煤粒缩核模型，根据克努森煤样为鄂尔多斯地区所产褐煤，收到基煤样经扩散定律，推导出煤粒高温干燥的速率方程，并计算颚式破碎机破碎，方孔筛筛分，考虑煤粒较大操作了不同煤粒尺寸下的煤中水分扩散的平均活化能。不便，煤粒较小易被水蒸气带走，实验取13～6mm目前，褐煤的负压干燥研究鲜有报到，负压环粒级，再缩分装入塑料密封袋保存，每袋45g，煤样境下褐煤的干燥行为及动力学模型研究很少，基于的工业分析、元素分析

8、如表1所示，其中，元素分析此，采用真空干燥箱，进行了褐煤的负压干燥实验在ELcubeCHNSO型元素分析仪(德国Elementar研究，根据实验结果，推导了褐煤负压薄层干燥的公司)上进行。表1