炼焦煤过热蒸汽干燥特性及调湿工艺研究
发布时间：2022-01-17 17:58
煤调湿（Coal Moisture Control,CMC）技术作为炼焦工序中的一种入炉煤预处理技术,将焦煤含水率从12%降至6.5%左右;调湿后的焦煤含水率低,可降低炼焦总能耗、减少焦化水污染、改善结焦质量。过热蒸汽干燥技术有着热效率高、节能效果显著、安全、无爆炸危险等诸多优点。针对现有热风或烟道气煤调湿工艺存在扬尘爆炸危险,本文提出了一种新的工艺设想,即用过热蒸汽作为干燥介质开发一套过热蒸汽煤调湿装置。论文的主要研究内容和结果包括:（1）炼焦煤对流干燥视角下的物性实验研究:对炼焦煤的初始含水率、导热系数、热扩散系数和休止角进行测定,进行了炼焦煤的热解实验和最小流化速度实验。实验结果发现炼焦煤调湿可以在400℃以下的干燥介质进行。（2）炼焦煤对流干燥实验特性研究:干燥介质为热风和过热蒸汽。对炼焦煤对流干燥实验现象进行了分析,结果显示炼焦煤在对流干燥中前期水分降低迅速,很快就可以达到煤调湿的要求;在对流干燥过程中,分别讨论了影响炼焦煤干燥速率的几个因素,即干燥介质的温度、炼焦煤的厚度、干燥介质的流量对炼焦煤干燥速率的影响;对过热蒸汽煤调湿和热风煤调湿进行了全方位的对比,结果发现过热蒸汽...
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２蒸汽管干燥机式煤调湿技术工艺图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｔｅａｍ?ｔｕｂｅ?ｄｒｙｅｒ?ｔｙｐｅ?ｃｏａｌ?ｈｕｍｉｄｉｔｙ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ??
系数和热扩散系数是干燥工艺中两个非常重要的参数。??２．２．１实验装置和方法??本实验所采用的实验装置为热常数分析仪（图２－１所示），该热常数分析仪为瑞??典ＨｏｔＤｉｓｋ公司的ＴＰＳ１５００。仪器的使用范围非常广泛，可以广泛应用于合金、复合??材料、金属、矿石、硅胶等。仪器的测量范围也非常大，可以测量导热率为０．００５－５００??Ｗ／ｎｖＫ的物料，而仪器的使用温度可以从－２６０°Ｃ到７００Ｔ：。该仪器的操作非常简单，??在物料的测试之前，不需要对物料的样品进行预处理，可以直接测试，并且可以在很??短的时间内对物料的导热系数和热扩散系数进行测量｜８６］。???图２－１热常数分析仪??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅｒｍａｌ?ｃｏｎｓｔａｎｔ?ａｎａｌｙｚｅｒ??２．２．２结果分析??本研究采用热常数分析仪测量炼焦煤湿样和干样的传热特性，实验数据见表２－２。??表２－２炼焦煤导热和热扩散系数??Ｔａｂｌｅ?２－２?Ｔｈｅｒｍａｌ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ?ａｎｄ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ?ｏｆ?ｃｏｋｉｎｇ?ｃｏａｌ??样品?导热系数?热扩散系数???湿样（含水率?１２％）?０．２２６?Ｗ／ｍ－Ｋ?０．０６０８?ｍ２／ｓ??干样（含水率?０．５％）?０．１０９?Ｗ／ｍ?Ｋ?０．１３１?ｍ２／ｓ??通过表２＿２显示，炼焦煤干样的导热系数仅约为湿样的导热系数的１／２，而干样的??热扩散系数则约为湿样的２倍。这是因为液体的导热系数大于固体的导热系数
体的温度与标准物的温度相比会有短暂上升和降低，增高便是为放热反应，而降低则??表示为吸热反应。本次实验所采用的是美国ＴＡ公司生产的热重分析仪（ＳＤＴ－Ｑ６００，??ＴＡ公司，美国）（图２－２所示），该热分析仪有热重分析（ＣＣＧＡ）和差式扫描量热??（ＤＳＣ）两类功能，因此可以同时对样品的ＴＧＡ和ＤＳＣ进行测量。此外，该热分析??仪的量程非常大，在标准条件下，可以测量从室温到１５００°Ｃ。该热分析仪可以测量的??范围也非常广，可以测量的参数有热流及重量的变化、材料的相变转变等参数｜８９］。此??外，该热分析仪具有测量的过程中简单方便、准确、可以同时测量多种数据的优点，??广泛应用于科研领域：???图２－２热重分析仪??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ?ａｎａｌｙｚｅｒ??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Analysis and Modeling of Wangqing Oil Shale Drying Characteristics in a Novel Fluidized Bed Dryer with Asynchronous Rotating Air Distributor[J]. Yang Ning,Zhou Yunlong,Miao Yanan. China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2016(02)
[2]枸杞分段式变温热风干燥特性及干燥品质[J]. 吴中华,李文丽,赵丽娟,师建芳,刘清. 农业工程学报. 2015(11)
[3]污泥过热蒸汽干燥工艺优化[J]. 张绪坤,温祥东,罗俊,吴起,徐刚,徐建国. 农业工程学报. 2015(10)
[4]杏鲍菇的热风干燥特性与动力学模型[J]. 陈健凯,林河通,李辉,谭慧君,林艺芬. 现代食品科技. 2013(11)
[5]紫薯热风干燥特性及数学模型[J]. 李菁,萧夏,蒲晓璐,黄艳斌,陈厚荣. 食品科学. 2012(15)
[6]焦化行业煤调湿技术（CMC）的应用[J]. 窦岩,马耀宏,詹仲福,赵旭. 化工机械. 2012(02)
[7]银杏果热风干燥工艺参数响应面法优化"[J]. 张黎骅,徐中明,夏磊,马志远. 农业机械学报. 2012(03)
[8]荔枝果肉热风干燥薄层模型[J]. 关志强,王秀芝,李敏,蒋小强,谢晶. 农业机械学报. 2012(02)
[9]煤调湿技术在国内外发展与应用[J]. 李帅俊,李晓光. 干燥技术与设备. 2010 (06)
[10]炼焦煤调湿技术及综合评价[J]. 孙业新,葛腾飞,张士齐. 莱钢科技. 2010 (05)
博士论文
[1]褐煤过热蒸汽气流干燥过程动力学模型研究[D]. 史勇春.山东大学 2012
硕士论文
[1]新疆煤灰成分对焦炭性能影响的研究[D]. 厉鹏.辽宁科技大学 2015
[2]粉煤流化床干燥分级一体化工艺试验研究[D]. 韩树晓.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
[3]过热蒸汽流化床内反应干燥制备MAP的实验研究[D]. 刘义明.四川大学 2007
本文编号：3595182
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２蒸汽管干燥机式煤调湿技术工艺图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｔｅａｍ?ｔｕｂｅ?ｄｒｙｅｒ?ｔｙｐｅ?ｃｏａｌ?ｈｕｍｉｄｉｔｙ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ??
系数和热扩散系数是干燥工艺中两个非常重要的参数。??２．２．１实验装置和方法??本实验所采用的实验装置为热常数分析仪（图２－１所示），该热常数分析仪为瑞??典ＨｏｔＤｉｓｋ公司的ＴＰＳ１５００。仪器的使用范围非常广泛，可以广泛应用于合金、复合??材料、金属、矿石、硅胶等。仪器的测量范围也非常大，可以测量导热率为０．００５－５００??Ｗ／ｎｖＫ的物料，而仪器的使用温度可以从－２６０°Ｃ到７００Ｔ：。该仪器的操作非常简单，??在物料的测试之前，不需要对物料的样品进行预处理，可以直接测试，并且可以在很??短的时间内对物料的导热系数和热扩散系数进行测量｜８６］。???图２－１热常数分析仪??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅｒｍａｌ?ｃｏｎｓｔａｎｔ?ａｎａｌｙｚｅｒ??２．２．２结果分析??本研究采用热常数分析仪测量炼焦煤湿样和干样的传热特性，实验数据见表２－２。??表２－２炼焦煤导热和热扩散系数??Ｔａｂｌｅ?２－２?Ｔｈｅｒｍａｌ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ?ａｎｄ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ?ｏｆ?ｃｏｋｉｎｇ?ｃｏａｌ??样品?导热系数?热扩散系数???湿样（含水率?１２％）?０．２２６?Ｗ／ｍ－Ｋ?０．０６０８?ｍ２／ｓ??干样（含水率?０．５％）?０．１０９?Ｗ／ｍ?Ｋ?０．１３１?ｍ２／ｓ??通过表２＿２显示，炼焦煤干样的导热系数仅约为湿样的导热系数的１／２，而干样的??热扩散系数则约为湿样的２倍。这是因为液体的导热系数大于固体的导热系数
体的温度与标准物的温度相比会有短暂上升和降低，增高便是为放热反应，而降低则??表示为吸热反应。本次实验所采用的是美国ＴＡ公司生产的热重分析仪（ＳＤＴ－Ｑ６００，??ＴＡ公司，美国）（图２－２所示），该热分析仪有热重分析（ＣＣＧＡ）和差式扫描量热??（ＤＳＣ）两类功能，因此可以同时对样品的ＴＧＡ和ＤＳＣ进行测量。此外，该热分析??仪的量程非常大，在标准条件下，可以测量从室温到１５００°Ｃ。该热分析仪可以测量的??范围也非常广，可以测量的参数有热流及重量的变化、材料的相变转变等参数｜８９］。此??外，该热分析仪具有测量的过程中简单方便、准确、可以同时测量多种数据的优点，??广泛应用于科研领域：???图２－２热重分析仪??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ?ａｎａｌｙｚｅｒ??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Analysis and Modeling of Wangqing Oil Shale Drying Characteristics in a Novel Fluidized Bed Dryer with Asynchronous Rotating Air Distributor[J]. Yang Ning,Zhou Yunlong,Miao Yanan. China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2016(02)
[2]枸杞分段式变温热风干燥特性及干燥品质[J]. 吴中华,李文丽,赵丽娟,师建芳,刘清. 农业工程学报. 2015(11)
[3]污泥过热蒸汽干燥工艺优化[J]. 张绪坤,温祥东,罗俊,吴起,徐刚,徐建国. 农业工程学报. 2015(10)
[4]杏鲍菇的热风干燥特性与动力学模型[J]. 陈健凯,林河通,李辉,谭慧君,林艺芬. 现代食品科技. 2013(11)
[5]紫薯热风干燥特性及数学模型[J]. 李菁,萧夏,蒲晓璐,黄艳斌,陈厚荣. 食品科学. 2012(15)
[6]焦化行业煤调湿技术（CMC）的应用[J]. 窦岩,马耀宏,詹仲福,赵旭. 化工机械. 2012(02)
[7]银杏果热风干燥工艺参数响应面法优化"[J]. 张黎骅,徐中明,夏磊,马志远. 农业机械学报. 2012(03)
[8]荔枝果肉热风干燥薄层模型[J]. 关志强,王秀芝,李敏,蒋小强,谢晶. 农业机械学报. 2012(02)
[9]煤调湿技术在国内外发展与应用[J]. 李帅俊,李晓光. 干燥技术与设备. 2010 (06)
[10]炼焦煤调湿技术及综合评价[J]. 孙业新,葛腾飞,张士齐. 莱钢科技. 2010 (05)
博士论文
[1]褐煤过热蒸汽气流干燥过程动力学模型研究[D]. 史勇春.山东大学 2012
硕士论文
[1]新疆煤灰成分对焦炭性能影响的研究[D]. 厉鹏.辽宁科技大学 2015
[2]粉煤流化床干燥分级一体化工艺试验研究[D]. 韩树晓.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
[3]过热蒸汽流化床内反应干燥制备MAP的实验研究[D]. 刘义明.四川大学 2007
本文编号：3595182
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