基于炼焦煤间接传热传质过程特性的新型煤调湿技术构建

发布时间：2020-07-03 10:22

【摘要】：以干燥脱水技术为原型的煤调湿技术是炼焦行业节能减排、实现可持续发展的重要环节。传统的多管旋转筒技术在降低粉尘污染及运行安全性上更具优势,但间接传热方式导致其传热传质效率低下;流化床技术虽然传热传质效率更高,但难以控制粉尘污染,且装置内氧含量的控制要求严格,有较大的安全隐患。两项技术均有各自明显的技术缺陷。以污染控制为基本出发点,本文提出一种新型间接传热的煤调湿技术,以提高间接加热的干燥效率、降低能耗为目标,通过实验,对该新型煤调湿技术进行了基础研究并对装置进行了初步的设计参数优化。通过侧壁传热实验,发现12%含水率的炼焦煤是纯炼焦煤升温速率的8倍,证明相变带来的水分迁移可加速煤的传热过程,但因为煤层过厚,反复的相变过程导致干燥速率较低。为了减少传质阻力,对煤料进行匀速搅拌,使炼焦煤与热源接触面不断更新,同时煤料与载湿体的接触面也在不断更新,发现此时的升温速率是静止态的9倍,干燥速率是静止态的7.5倍,证明界面更新是提升间接传热传质速率的有效途径。同时通过薄层平面传热实验,发现薄层干燥对提升间接传热传质速率也有积极作用。为此提出新型装置设计,以导入热蒸汽的空心斜板作为热源,煤颗粒利用自身重力势能在多层斜板上形成薄层流动,在保持界面更新效果的同时降低了界面更新能耗,并通过斜板数量及煤料在装置内的停留时间控制水分含量。以静止状态下薄层平面传热实验数据为基础,初步确定了装置需以2 cm的厚度在160℃下进行干燥,可在15.9 min内将水分从12%降低至5%。并通过Fluent软件对产量为4.8 t/h的中试实验进行建模及运行过程的模拟运算,运算结果显示界面更新可使其传热速率增大进一倍,中试装置的斜板数量可从7块降至4块。本文在探究煤料间接传热传质特性的基础上,提出的新型煤调湿技术及其技术参数,对焦化工业进一步推动节能减排工作具有一定的参考价值。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ520.6
【图文】：

静态侧壁传热实验装置

16图 2-2 动态侧壁传热实验装置拌器桨叶的直径要几乎等同于圆罐内径，圆罐直径减去 2 mm 等于样叶片外轮廓与圆罐外壁之间存留 1 mm 的空间，防止叶片摩擦圆验装置磨损严重。

【参考文献】

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本文编号：2739537