煤泥熱風(fēng)-微波聯(lián)合干燥特性試驗研究.pdf

1、煤泥是煤炭洗選過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，由于高水分、高粘性、高灰分以及低熱值的特點(diǎn)，限制了其規(guī)?；?，以民用為主要用途，但消耗量極為有限。作為廢物廢棄，帶來潛在的環(huán)境污染和巨大資源浪費(fèi)問題。隨著我國原煤入洗率的提高，煤泥產(chǎn)量顯著上升，煤泥的綜合利用成為目前急需解決的突出問題。
　　煤泥作為燃料燃燒發(fā)電是煤泥規(guī)?；玫氖走x途徑，而濕煤泥直接入爐燃燒消耗高品質(zhì)熱能，對鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行也帶來不利影響。因此，煤泥燃燒前需對其進(jìn)行干燥處理以降低含

2、水率，并提高發(fā)熱量，滿足其單獨(dú)燃燒的要求。目前，煤泥干燥工藝主要有高溫?zé)煔飧稍锛夹g(shù)和過熱蒸汽干燥技術(shù)，傳統(tǒng)的熱干燥技術(shù)在干燥后期容易出現(xiàn)干燥效率低、耗時長、干燥不均勻、實(shí)現(xiàn)深度干燥困難等問題，甚至影響了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。單一的熱干燥方式無法滿足煤泥快速、低能耗以及深度干燥的要求，需要新的干燥技術(shù)來補(bǔ)充。
　　微波干燥技術(shù)具有低溫、安全、選擇性和均勻加熱的特點(diǎn)，干燥速率快。結(jié)合熱風(fēng)和微波干燥方式各自的優(yōu)點(diǎn)，若先利用常規(guī)熱源（熱風(fēng)）對煤

3、泥進(jìn)行快速預(yù)干燥，再通過微波輔助實(shí)現(xiàn)煤泥深度干燥，則不僅可利用熱風(fēng)干燥作為主體干燥過程降低總能耗，另一方面通過微波干燥縮短干燥總時間、提高產(chǎn)品品質(zhì)和運(yùn)行安全性。通過熱風(fēng)和微波干燥技術(shù)的聯(lián)合，本文旨在開發(fā)新的工藝和方法對煤泥進(jìn)行干燥處理，為實(shí)現(xiàn)其規(guī)模化利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　利用低溫(＜200℃)熱風(fēng)進(jìn)行了單顆粒和多顆粒煤泥干燥特性試驗研究，發(fā)現(xiàn)煤泥熱風(fēng)干燥過程依次經(jīng)歷了升速、恒速和降速干燥段。采用正交試驗方法系統(tǒng)研究了熱風(fēng)溫度、風(fēng)

4、速、煤泥粒徑、質(zhì)量及形狀等對干燥過程的影響，計算了煤泥熱風(fēng)干燥有效水分?jǐn)U散系數(shù)和表觀活化能;通過數(shù)據(jù)擬合發(fā)現(xiàn)，Page模型能很好描述其干燥過程。
　　在微波熱重試驗裝置上，對煤泥干燥特性進(jìn)行了系統(tǒng)探究。采用適用于微波場的光纖溫度計對煤泥內(nèi)部不同位置的溫度變化進(jìn)行實(shí)時測量，結(jié)合煤泥干燥失重曲線，獲得了煤泥微波干燥的熱重特性。通過對熱重特性的考察，有助于深入揭示其干燥過程和內(nèi)在機(jī)理。通過對干燥動力學(xué)特性的研究，發(fā)現(xiàn)Midilli-Ku

5、cuk模型能很好地描述微波干燥過程;通過對微波干燥過程能耗分析，發(fā)現(xiàn)煤泥在快速干燥段的能耗最低，干燥到含水率約5％后，進(jìn)入降速干燥段，干燥能耗呈指數(shù)增長，繼續(xù)干燥能耗將大幅增加。
　　在熱風(fēng)和微波單獨(dú)干燥的基礎(chǔ)上，研究了不同微波功率和不同目標(biāo)含水率條件下的熱風(fēng)/微波聯(lián)合干燥特性，聯(lián)合干燥能顯著提升干燥后期的干燥速率，縮短干燥總時間。結(jié)合微波干燥能耗分析，確定了聯(lián)合干燥的最佳臨界點(diǎn)為熱風(fēng)干燥的臨界含水率點(diǎn)（含水率約15％），為后續(xù)熱