褐煤薄层干燥特性研究

发布时间：2017-07-17 03:04

  本文关键词：褐煤薄层干燥特性研究

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【摘要】：以高水分含量的呼伦贝尔褐煤煤粉为实验物料,利用热重法研究了等温条件下褐煤的干燥特性,对比分析了温度、颗粒粒度对干燥过程的影响,划分了呼伦贝尔褐煤的典型干燥区间,并获得了干燥过程中的最大干燥速率、临界含水量和平衡含水量等特性参数,分析了其与干燥温度、颗粒粒度间的关系。呼伦贝尔褐煤干燥过程具有明显的恒速干燥阶段,其特征与干燥温度和自由水含量密切相关。随着颗粒粒度的减小,褐煤煤粉干燥速率略有增大,但当粒度较小时,粒度因素对干燥过程的影响不明显。临界含水量与平衡含水量均随温度的升高和颗粒粒度的增大而减小。当干燥温度为80～100℃、颗粒粒度为100～300μm之间时,褐煤具有较高的干燥速率和干燥效率,实验结果可以为褐煤制粉干燥工艺条件的选择和优化提供依据。利用红外水分仪分析了呼伦贝尔褐煤的等温薄层干燥行为,采用12种薄层干燥模型对实验数据进行了拟合,评价了模型应用结果,并获得了最适合本研究的褐煤干燥模型。进一步采用Page模型对比分析了干燥温度、褐煤颗粒粒度对干燥动力学的影响,并计算了干燥速率常数k和有效水分扩散系数Deff,分析了其与温度、粒度的关系。此外,提出了干燥速率随时间变化的关系式,实验值与计算值吻合良好,为褐煤制粉干燥工艺条件的选择和优化提供理论基础。利用恒温恒湿箱测试了呼伦贝尔褐煤的水分重吸收过程,考察了相对湿度、褐煤颗粒粒度及干燥处理温度对褐煤吸水特性的影响,并通过扫描电子显微镜直观地分析了干燥过程对褐煤孔隙结构的影响,进而分析了由孔隙结构变化导致的吸水特性的改变。相对湿度是水分重吸收的主要推动力,粒径越小的褐煤颗粒,吸水速率越快,达到平衡时的结合水含量也越高。干燥处理过程的温度越高,褐煤颗粒中的孔隙结构破坏程度越大。
【关键词】：褐煤煤粉 等温薄层干燥 干燥模型 恒速干燥阶段 临界含水量
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD849.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 符号说明11-12
• 第1章 绪论12-14
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 研究内容13-14
• 第2章 文献综述14-30
• 2.1 煤中水分赋存形态14-15
• 2.2.1 传统分类方式14
• 2.2.2 其他分类方式14-15
• 2.2 褐煤的干燥机理15-16
• 2.3 褐煤干燥过程的研究方法16-20
• 2.3.1 非热重方法16-18
• 2.3.2 热重法18-20
• 2.4 褐煤干燥理论模型20-24
• 2.4.1 扩散理论模型20
• 2.4.2 毛细理论模型20-21
• 2.4.3 蒸发-冷凝理论模型21-22
• 2.4.4 Luikov理论模型(不可逆热力学模型)22
• 2.4.5 热质耦合传递模型(Philip与DeVries理论)22-23
• 2.4.6 Krischer与Berger以及Pei理论模型23
• 2.4.7 体积平均理论模型23
• 2.4.8 孔道网络模型23-24
• 2.5 褐煤孔隙结构及形态24-26
• 2.6 工业应用中的褐煤干燥技术26-30
• 2.6.1 普通烟气干燥26
• 2.6.2 热油干燥26
• 2.6.3 水热干燥26-27
• 2.6.4 回转管式干燥27
• 2.6.5 蒸汽流化床干燥27-28
• 2.6.6 热脱水干燥28
• 2.6.7 机械脱水干燥28
• 2.6.8 褐煤MTE技术28-29
• 2.6.9 褐煤过热蒸汽干燥技术(SFCU)29-30
• 第3章 褐煤等温薄层干燥特性实验研究30-44
• 3.1 实验研究方法30-32
• 3.1.1 实验物料30-31
• 3.1.2 实验仪器与方法31-32
• 3.1.3 数据处理方法32
• 3.2 褐煤干燥速率的影响因素32-43
• 3.2.1 褐煤等温薄层干燥特性分析32-35
• 3.2.2 干燥温度的影响35-40
• 3.2.3 颗粒尺寸的影响40-43
• 3.3 小结43-44
• 第4章 褐煤等温薄层干燥动力学分析44-56
• 4.1 实验物料与方法44-45
• 4.2 干燥动力学理论45-46
• 4.2.1 等温薄层干燥模型45
• 4.2.2 有效水分扩散系数与干燥活化能45-46
• 4.3 褐煤等温薄层干燥模型分析46-54
• 4.3.1 数据处理过程示例46-48
• 4.3.2 不同等温薄层干燥模型对比48-49
• 4.3.3 不同条件下褐煤等温薄层干燥Page模型拟合49-52
• 4.3.4 干燥速率的拟合及干燥活化能的计算52-54
• 4.4 小结54-56
• 第5章 褐煤水分重吸收及其影响因素分析56-67
• 5.1 实验物料与方法56-57
• 5.1.1 实验物料56
• 5.1.2 实验仪器与方法56-57
• 5.2 实验结果与分析57-63
• 5.2.1 典型褐煤吸水曲线的特征区域划分57-60
• 5.2.2 相对湿度对褐煤水分重吸收的影响60-61
• 5.2.3 颗粒粒度对褐煤水分重吸收的影响61-62
• 5.2.4 干燥温度对褐煤水分重吸收的影响62-63
• 5.3 褐煤颗粒孔隙结构研究63-66
• 5.3.1 褐煤颗粒孔隙结构的SEM分析63-64
• 5.3.2 褐煤颗粒孔隙结构的BET分析64-66
• 5.4 小结66-67
• 第6章 结论67-68
• 参考文献68-73
• 致谢73-74
• 硕士期间发表论文74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：551656