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现有煤炭干燥工艺存在的问题

•易爆炸--对于采用烟气与煤炭直接接触的干燥工艺，都存在爆炸问题

•磨损严重--对于带有内加热装置的干燥工艺和气流干燥工艺，都存在设备磨损问题

•能力小--对于褐煤干燥提质，由于其水分含量高，现有干燥工艺都存在单机能力小的问题

褐煤无氧干燥工艺的优点

•无任何爆炸的可能--由于采用烟气与煤炭非直接接触的干燥工艺，彻底杜绝爆炸问题

•磨损轻微--由于被干燥的煤炭在干燥机内的移动速率非常缓慢，磨损问题为所有干燥装置中最轻

•单机能力大--对于褐煤干燥提质，单机能力可达500万吨处理量每年

•投资小--系统简单，流程短。通过调整干燥机内换热元件的结构和布置方式，可以直接干燥大颗粒的煤炭，干燥前，仅需粗粉碎和筛分，干燥后无需造粒

•运行费用低--系统压降小，电耗低

•一机多用--产品终水分容易调节，对于褐煤干燥，根据需求，可以仅脱除表面水，也可以同时脱除表面水和结合水。干燥改性后的褐煤由亲水性转变为疏水性，热值可达5500-6000kcal/kg，可以实现长途运输。

褐煤无氧干燥工艺流程

关于褐煤干燥

1干燥褐煤吸潮原因

褐煤内部存在许多毛细孔，湿褐煤就像吸足水分的海绵；而干燥（指仅脱除表面水的情况）后的褐煤就像拧干后的海绵。当干燥（指仅脱除表面水的情况）后的褐煤遇到水时，就会吸潮，与拧干后的海绵吸水的原因一样。这就是为什么干燥（指仅脱除表面水的情况）后的褐煤在放置过久或运输过程会吸潮的原因。

2褐煤在干燥过程中所发生的物理和化学变化

褐煤在常压下加热到100度以上时，大部分的自由水能够被蒸发。当褐煤水分低于15% 时，若需要继续干燥和脱水，即脱除结合水时，由于褐煤与结合水有较强的结合力，则需要较高的温度和能量才能够进行。当褐煤在常压下继续加热到180度以上时，褐煤结合水（内在水）能够被脱除。

当褐煤温度高于150度时，羟基官能团(主要是-COOH)发生分解，析出CO2气体，同时将褐煤的结合水（内在水）排除。进一步提高温度，将导致越来越多的羟基官能团分解，从而引起褐煤的表面性质改变。

在这种干燥温度条件下，由于大量的羟基官能团分解，导致褐煤内部的毛细孔倒坍和产生交联。毛细孔倒坍可以阻止水分进入毛细孔；而交联反应则能够对毛细孔进行密封，阻止倒坍的毛细孔在吸收水分时再膨胀。

另外，当褐煤温度被加热到200度以上时，其表面积会大大减少。表面积减少的主要原因是由于在高温干燥条件下引起褐煤内部的焦油的强烈迁移，即焦油由毛细孔内部向毛细孔外部迁移。迁移到毛细孔外部的焦油在冷却过程中，由于焦油冷凝从而对毛细孔进行密封，从而一起褐煤的表面积减少。

由于上述过程，即毛细孔倒塌，交联反应和焦油迁移对毛细孔形成密封，结果褐煤变得越来越疏水，同时也能够观察到褐煤的硬化，这也导致褐煤的刚性结构的形成。其结果就是褐煤能够从软煤转换为硬煤，由亲水性转换为疏水性，从而可以实现褐煤的长途运输。

3干燥褐煤的性质

A 干燥褐煤的毛细孔的尺寸分布

通过压汞法来确定干燥褐煤的毛细孔的尺寸分布。

干燥前褐煤的毛细孔的尺寸为小于0.01μm，而干燥后褐煤的毛细孔尺寸扩大为1.0---0.01μm （而水蒸气中水分子的动力学半径约为28×10-4 μm）。

B 干燥褐煤孔隙率的变化

实验结果显示：干燥前褐煤的孔隙率为0.65CM3/G, 干燥后褐煤的孔隙率为0.3CM3/G,

C干燥褐煤表面积的变化

通过CO2吸收法来确定干燥褐煤的表面积。

褐煤的表面积为280M2/G；在中温干燥条件下，褐煤的表面积为223M2/G；而在高温条件下，褐煤的表面积为180M2/G。引起其表面积变化的主要原因是由于在高温干燥条件引起褐煤内部的焦油的强烈迁移，即焦油由毛细孔内部向毛细孔外部迁移。迁移到毛细孔外部的焦油在冷却过程中，由于焦油冷凝从而对毛细孔进行密封，从而一起褐煤的表面积减少。

D 化学成分的析出

当褐煤温度超过200度时，干燥尾气有焦油析出。

当褐煤温度超过150度时，干燥尾气有CO2析出。

褐煤中的羧酸和羰化物的分解可降低褐煤的亲水性。另外，褐煤中CO2的形成对于褐煤中毛细孔结构中水分的脱除和焦油的迁移也起到重要作用。

羟基官能团(主要是-COOH)分解所产生的气体

根据对褐煤干燥尾气成分分析，羟基官能团分解所产生的气体的组分如下：

C7H8, C5H10O, C7H8O, C9H12, C6H6O, C7H8O, C8H10O, C8H10O2, C9H10O, C9H10O2, C9H10O3, C6H6O2, C8H10O2, C9H12O2, C10H14O, C8H10O2, C10H14O2, C10H8, C10H8, C11H10, C15H15, C15H18, C15H22, C46-62H92-104O2

4 褐煤干燥工艺参数的确定

根据上述实验研究，可以根据干燥褐煤的不同用途，确定不同的褐煤干燥工艺条件

A 对于仅需脱除自由水（外在水）的情况

对于坑口电站，褐煤仅需脱除自由水，比如RWE 的 WTA 工艺， 多效过热蒸汽干燥工艺，干燥温度不能超过150度。否则，会有不凝气体产生，形象·影响所产生的蒸汽再次利用（主要是降低干燥机的内置换热器的传热系数）。

对于采用烟气作为干燥介质的褐煤干燥工艺，干燥温度不能超过150度。否则，会有可燃气体产生，会着火甚至发生爆炸。因此，对于采用烟气作为干燥介质的褐煤干燥工艺，必须严格控制干燥温度，避免褐煤超温，甚至局部超温。所以采用烟气作为干燥介质的褐煤干燥工艺，一般只能去除褐煤的自由水（外在水）。即使如此，由于难以避免褐煤的局部过热，干燥系统还是会发生会着火和爆炸。

B脱除结合水（内在水），即褐煤改性

由于脱除结合水（内在水），即褐煤改性，褐煤需要达到较高的温度，以便去除脱除结合水（内在水）；同时要达到褐煤内的羟基官能团分解，毛细孔倒坍，产生交联，并且要使褐煤内部的焦油迁移，对毛细孔进行密封。在这种干燥条件下，一定会有可燃气体的释放。为了安全考虑，干燥系统最好是无氧或低氧运行。而过热蒸汽干燥则是最安全的选择。

试验结果

-立式无氧煤炭干燥机可以用于煤调湿，褐煤干燥改性；

-干燥过程安全，无任何着火或爆炸的危险；

-褐煤的全水分可以降至5%以下；

-尺寸较大的褐煤干燥后，出现裂纹；

-部分干燥后的褐煤表面和内部有焦油析出，颜色发亮，与烟煤类似；

-部分干燥后的褐煤即使用水浸泡，经过阴干后，水分大约为10%到20%。