褐煤提質

褐煤提質按加工手段不同大體可分為脫水及熱解兩個工藝。通常熱解工藝前也要進行脫水。褐煤干燥脫水是最常見的褐煤提質技術。

褐煤脫水工藝

褐煤脫水工藝通常可以分為（蒸發(fā)）干燥和非蒸發(fā)脫水兩類。其中非蒸發(fā)脫水工藝主要包括：機械熱壓脫水；溶劑萃取脫水。這些技術僅處于實驗室研究開發(fā)階段。1985-2013年間褐煤提質技術的主要以褐煤干燥技術為主，褐煤干燥技術具體分為以下五類：

（1）轉筒干燥技術——轉筒干燥的核心是一個略帶傾斜并能回轉的圓筒體，筒體的傾斜度可以調節(jié)，范圍一般為2o~10o；按照濕物料和熱載體的接觸方式，工業(yè)中開發(fā)利用的褐煤轉筒干燥裝置主要有直接加熱轉筒干燥器、回轉管式干燥器和蒸汽管間接加熱轉筒干燥器。

（2）帶式干燥技術——褐煤由進料端經(jīng)加料裝置被均勻分布到輸送帶上，輸送帶通常用穿孔的不銹鋼薄板制成，由電機經(jīng)變速箱帶動，可以調速，最常用的干燥介質是熱空氣或熱煙氣。

（3）氣流干燥技術——氣流干燥也稱為“瞬間干燥”，是流態(tài)化稀相輸送在干燥方面的應用；按照干燥介質和操作溫度的不同，氣流干燥可分為直管式和床混式兩種。

（4）流化床干燥技術——工業(yè)上開發(fā)應用的褐煤流化床干燥設備主要是以過熱蒸汽或空氣作為流化介質(或干燥介質)，并且流化床內部帶有換熱器；褐煤流化床干燥技術主要包括過熱蒸汽流化床干燥技術和蒸汽-空氣聯(lián)合干燥技術。

（5）振動干燥技術——振動干燥是利用機械振動實現(xiàn)固體顆粒在干燥器中流動，并同時在干燥介質（如熱煙氣等）的作用下實現(xiàn)干燥過程。最新褐煤振動干燥設備主要有振動混流干燥器和振動流化床干燥器。轉筒干燥技術中的回轉管干燥技術是目前工業(yè)中應用最為成熟的褐煤脫水干燥技術。

（6）K-燃料技術——作為一項非蒸發(fā)式干燥技術，該項技術利用原煤與蒸汽在提質裝置中直接接觸，通過調節(jié)時間、溫度和壓力三個要素，將原煤中的水分以液態(tài)水的方式脫除，在“擠”出煤中水分的同時，改變煤的孔隙結構及親水性能，提升低階煤的品質。2007年在美國懷俄明州建設有年處理75萬噸的提質工廠。

褐煤熱解提質工藝

褐煤熱解提質工藝可分為：

（1）外熱式熱解工藝，即熱解爐的加熱方式為間接加熱，此工藝與傳統(tǒng)的煉焦爐相似。

（2）固體熱載體熱解工藝，即半焦作為熱載體的熱解工藝，或以爐渣作為熱載體的熱解工藝等。

（3）氣體熱載體熱解工藝。

TDM褐煤低溫干餾爐

TDM型干餾爐用于褐煤低溫干餾項目，主要產(chǎn)品有半焦及煤焦油。它主要有如下特點：

1.1 焦油回收率高，半焦產(chǎn)率高。

1.2 系統(tǒng)沒有富余煤氣。

1.3 半焦可磨性好。

1.4 半焦的揮發(fā)份高。

1.5 干法熄焦。

1.6 沒有固定碳損失。

1.7 凈化系統(tǒng)零壓工作。

1.8 原煤粒度要求1~50mm

2000年以來國內所采用的褐煤提質技術中，主要應用于實際生產(chǎn)的工藝是褐煤脫水工藝，該工藝的整體技術已經(jīng)相當成熟。經(jīng)過這些年的發(fā)展，國內企業(yè)已經(jīng)不滿足于現(xiàn)有的技術。有些企業(yè)已經(jīng)開始對現(xiàn)有的褐煤脫水工藝進行優(yōu)化和改良，比如褐煤提質工藝技術就結合了流化床和轉筒干燥兩種技術優(yōu)點，采用熱煙氣作為加熱介質。與現(xiàn)有的轉筒干燥技術相比，該工藝的突出優(yōu)點在于：通過在轉筒內添加流化床強化了干燥過程的傳熱傳質，增加了顆粒與干燥氣體在轉筒內的接觸時間，從而提高了設備的干燥能力。與流化床干燥技術相比，該發(fā)明的突出優(yōu)點在于：有效降低了流化床的床層壓降，從而降低了對風機壓頭的需求，且通過與轉筒的結合來控制顆粒在干燥器內的停留時間，易于控制顆粒返混，并無需添加結構復雜的換熱器，在保留流化床干燥優(yōu)點的同時簡化了設備需求。2100433B

褐煤提質是指褐煤在小于250℃溫度脫去部分大部分游離水后的干燥褐煤，用甲苯等有機物提取褐煤中的褐煤蠟、腐植酸的過程。所以,褐煤的提質過程主要是褐煤的脫水過程。褐煤提質干燥前后的對比見下表：

褐煤提質干燥前后的性質對比

提質后的褐煤將更有利于利用、運輸和貯存。若是將褐煤中的50%的水分除去,則將會把褐煤燃燒后產(chǎn)生的溫室氣體的排放量降低15%。實際測試得知,一種水分42.52%、發(fā)熱量11.93MJ /kg的褐煤,經(jīng)提質干燥后,水分降14.43%,發(fā)熱量增至18.08MJ /kg,相當于提高了熱值51.6%,這對于褐煤電廠的影響無疑是十分巨大的。

《褐煤脫水提質及其燃燒利用》緊扣當前國內外重大科技需求——褐煤等低品質資源的大規(guī)模開發(fā)利用，理論和實踐相結合，全面而深入地闡述和揭示了褐煤傳統(tǒng)蒸發(fā)、微波和水熱脫水提質的過程理論和方法，建立了褐煤高效脫水利用的基礎和實踐應用體系。內容涵蓋了從微觀基礎理化特性到宏觀轉化過程及中試實踐，全面而深入地敘述了過程特性、產(chǎn)物特征、雜質遷移、轉化利用和污染物排放特陛。

《褐煤脫水提質及其燃燒利用》可為能源動力類和動力工程及工程熱物理學科相關專業(yè)和領域內的學習和科研人員提供系統(tǒng)和深入了解我國褐煤特性及提質利用過程的基礎理論和實際方法知識，為我國褐煤資源的大規(guī)模開發(fā)利用及相關產(chǎn)業(yè)領域提供技術支撐和指導。

前言

第1章 緒論

引言

1．1 褐煤及其特性

1．1．1 褐煤

1．1．2 褐煤的利用及研究

1．1．3 褐煤提質利用的意義

1．2 我國褐煤的分布及其特征

1．2．1 我國褐煤的分布

1．2．2 典型褐煤煤種及其特性

1．3 褐煤脫水提質的方法

1．3．1 傳統(tǒng)蒸發(fā)脫水方式

1．3．2 微波脫水方式

1．3．3 非蒸發(fā)脫水方式

1．3．4 其他脫水方式

1．3．5 各種技術的比較及存在的問題

參考文獻

第2章 提質對褐煤微觀理化特性的影響

引言

2．1 傳統(tǒng)蒸發(fā)脫水提質對煤質理化特性的影響

2．1．1 煤質組成特性

2．1．2 孔隙結構特征

2．1．3 化學結構特征

2．2 微波提質對煤質理化特性的影響

2．2．1 提質過程特性

2．2．2 煤質組成

2．2．3 微觀形貌特征

2．2．4 孔隙結構特征

2．2．5 化學結構特征

2．3 水熱脫水提質對煤質理化特性的影響

2．3．1 過程特性

2．3．2 煤質組成特性

2．3．3 微觀形貌特征

2．3．4 孔隙結構特征

2．3．5 化學結構特征

參考文獻

第3章 褐煤提質過程中S/N雜質的遷移規(guī)律

引言

3．1 提質對煤S/N元素賦存和遷移特性的影響

3．1．1 提質對S元素賦存和遷移特性的影響

3．1．2 提質對N元素賦存和遷移特性的影響

3．2 提質對煤快速熱解過程中S/N組分析出特性的影響

3．2．1 提質前后含硫大分子揮發(fā)分產(chǎn)物的釋放

3．2．2 提質前后含氮大分子揮發(fā)分產(chǎn)物的釋放

3．3 提質對煤固定床熱解過程中S/N組分析出特性的影響

3．3．1 提質前后含硫污染物釋放特性

3．3．2 提質前后含氮污染物釋放特性

參考文獻

第4章 褐煤提質過程中的重金屬遷移

引言

4．1 汞/砷/硒元素在煤中的賦存和遷移特性

4．1．1 汞/砷/硒元素在煤中的賦存

4．1．2 汞/砷/硒元素在煤不同密度相中的賦存特性

4．2 提質對煤中重金屬賦存和遷移特性的影響

4．2．1 實驗分析

4．2．2 機理探討

4．3 燃燒氣化條件下重金屬遷移規(guī)律的熱力學研究

4．3．1 煤燃燒過程中汞/砷/硒的遷移特性

4．3．2 煤氣化過程中汞/砷/硒的遷移特性

參考文獻

第5章 提質褐煤的熱轉化反應動力學特性

引言

5．1 提質煤的熱解反應動力學特性

5．1．1 熱解特性曲線

5．1．2 熱解特征參數(shù)

5．1．3 熱解反應動力學

5．1．4 熱解揮發(fā)分析出特性

5．1．5 快速熱解特性

5．2 提質煤的燃燒反應動力學特性

5．2．1 燃燒特性曲線

5．2．2 燃燒特征參數(shù)

5．2．3 燃燒反應動力學

5．3 提質煤的氣化反應動力學特性

5．3．1 氣化半焦表征

5．3．2 氣化特性曲線

5．3．3 氣化特征參數(shù)

5．3．4 氣化反應動力學

參考文獻

第6章 提質褐煤的水煤漿成漿特性

引言

6．1 褐煤水煤漿成漿特性

6．1．1 實驗方法、原料和添加劑

6．1．2 褐煤水煤漿的成漿濃度

6．1．3 褐煤水煤漿的流變特性

6．1．4 褐煤水煤漿的溫升特性

6．1．5 褐煤水煤漿的穩(wěn)定性

6．2 傳統(tǒng)蒸發(fā)提質對褐煤成漿特性的影響

6．2．1 蒸發(fā)提質對褐煤煤質特性的影響

6．2．2 蒸發(fā)提質對成漿濃度的影響

6．2．3 蒸發(fā)提質對流變特性的影響

6．2．4 蒸發(fā)提質對穩(wěn)定性的影響

6．2．5 蒸發(fā)提質促進褐煤成漿的機理分析

6．3 微波提質對褐煤成漿特性的影響

6．3．1 微波過程和煤質特性

6．3．2 微波提質對成漿濃度的影響

6．3．3 微波提質對流變特性的影響

6．3．4 微波提質對五種不同褐煤成漿特性的影響

6．4 水熱提質對褐煤成漿特性的影響

6．4．1 水熱過程和煤質特性

6．4．2 水熱提質對成漿濃度的影響

6．4．3 水熱提質對流變特性的影響

6．4．4 水熱提質對穩(wěn)定性的影響

參考文獻

第7章 提質褐煤和煤漿的燃燒及污染物釋放特性

引言

7．1 提質褐煤固定床燃燒的S、N釋放特性

7．1．1 煙氣釋放曲線

7．1．2 含硫污染物釋放特性

7．1．3 含氮污染物釋放特性

7．2 提質褐煤臥式爐中試燃燒特性

7．2．1 試驗爐及燃燒測試系統(tǒng)

7．2．2 中試煤種煤質特性分析

7．2．3 燃燒過程特性

7．2．4 結渣特性

7．2．5 污染物釋放特性

7．3 褐煤水煤漿臥式爐中試燃燒特性

7．3．1 褐煤水煤漿特性

7．3．2 燃燒過程特性

7．3．3 結渣特性

7．3．4 污染物釋放特性

參考文獻 2100433B

K-燃料工藝技術及裝備。褐煤提質是在工藝要求的壓力、溫度下用蒸汽“蒸煮”褐煤，脫除煤中的水分。原煤經(jīng)篩分上煤系統(tǒng)送入處理器系統(tǒng)。處理器系統(tǒng)運行時保持工藝要求的壓力、溫度和時間，在此期間完成褐煤提質的全過程，處理器系統(tǒng)運行時產(chǎn)生的廢水，送入水循環(huán)與重沸系統(tǒng)，產(chǎn)生工藝水和工藝蒸汽回用，多余的廢水將送入廢水處理系統(tǒng)處理，處理器系統(tǒng)運行時產(chǎn)生的不凝性氣體通過排空冷凝系統(tǒng)，送入鍋爐或火炬燃燒處理。 所有工藝系統(tǒng)的全部進行自動化全面控制。2100433B