勝利褐煤的微波干燥特性及水分復(fù)吸行為.pdf

1、煤炭是我國重要的一次能源，隨著高品質(zhì)煤儲量逐漸減少，對儲量相對豐富的褐煤進(jìn)行開采利用受到人們的日益重視。但褐煤含水量高和干燥后易復(fù)吸水分的特點(diǎn)嚴(yán)重限制了其大規(guī)模利用，因此對其進(jìn)行干燥提質(zhì)和抑制提質(zhì)煤的水分復(fù)吸有著重要的現(xiàn)實意義。微波干燥技術(shù)作為一種新型干燥技術(shù)，干燥過程物料的溫度梯度與濕度梯度方向一致，具有干燥效率高和選擇性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。利用微波對褐煤進(jìn)行干燥提質(zhì)并抑制提質(zhì)煤復(fù)吸水分也成為研究的熱點(diǎn)，但相關(guān)的報道中關(guān)于微波

2、對水分作用的機(jī)理及其主要的影響因素沒有系統(tǒng)而清晰地對其進(jìn)行的闡述，為掌握褐煤大規(guī)模轉(zhuǎn)化利用中有效、合理提質(zhì)工藝的技術(shù)操作參數(shù)，有必要對其進(jìn)行更加深入的研究。
　　論文選取勝利褐煤為研究對象，首先考察了操作條件對褐煤微波干燥特性的影響；然后，對僅含分子水煤樣（MWC）和含全水分煤樣（RC）的微波干燥動力學(xué)進(jìn)行了研究；最后，分析了微波干燥對褐煤物化結(jié)構(gòu)的影響及其與提質(zhì)褐煤水分復(fù)吸行為之間的關(guān)聯(lián)。研究結(jié)果主要包括以下幾個方面：
　

3、?。?）褐煤在微波場中的干燥速率隨煤樣粒徑的增加而增大，隨質(zhì)量的增加而減小，隨氣體流量的增加先增大后減小；不同氣氛下干燥速率的大小關(guān)系為：二氧化碳＞氮?dú)猓究諝?。從干燥效率方面來說，對褐煤的微波干燥，建議選擇小于“飽和功率”的微波功率、合適的粒徑和質(zhì)量，在含有二氧化碳的氣氛中使用合適的氣流量進(jìn)行干燥。
　?。?）一級反應(yīng)動力學(xué)方程和Two-term Exponential模型可分別描述分子水煤樣和全水分煤樣的恒定功率微波干燥過程；褐

4、煤微波干燥過程中，水分有效擴(kuò)散系數(shù)和干燥速率常數(shù)均隨煤樣粒徑的增加而增大，隨煤樣質(zhì)量的增加而減?。粚θ置簶拥奈⒉ǜ稍?，建議先選擇大于550 W的微波功率脫除自由水和毛細(xì)凝聚水，然后轉(zhuǎn)換為500~550 W之間的功率脫分子水，這有利于降低整個干燥過程的能耗。
　?。?）微波干燥脫除分子水的活化能和脫除全水分的平均活化能分別為28.59 kJ·mol-1和24.25 kJ·mol-1。與常規(guī)熱氣干燥相比，微波干燥脫除全水分的平均活