褐煤柱式脈動氣流分選干燥協(xié)同提質(zhì)研究.pdf

1、由于褐煤高水分、熱值低、易泥化、易自燃，難以分選和運(yùn)輸，因此發(fā)展煤化工項(xiàng)目進(jìn)行就地轉(zhuǎn)化是一個良好的選擇，褐煤氣化技術(shù)使合成氣用于生產(chǎn)下游產(chǎn)品，目前褐煤氣化前預(yù)處理技術(shù)主要是除矸與干燥，針對采集的3-1 mm與6-3 mm粒級內(nèi)蒙古褐煤煤樣在實(shí)驗(yàn)室建立的柱式脈動氣流分選干燥協(xié)同提質(zhì)設(shè)備上進(jìn)行分選干燥協(xié)同提質(zhì)研究，確定氣流速度、脈動頻率、給料速度、氣流溫度等工藝參數(shù)范圍，在此基礎(chǔ)上對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)研究，采用Fluent軟件對分選干燥過

2、程進(jìn)行模擬，為褐煤分選干燥提供理論依據(jù)，為以后的半工業(yè)試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)提供依據(jù)。
　　本文綜合了礦物加工學(xué)、顆粒學(xué)、流體力學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)等理論知識，研究了固相顆粒在脈動熱氣流中運(yùn)動的動力學(xué)分析，通過單因素試驗(yàn)確定了3-1 mm與6-3 mm粒級褐煤最佳單因素參數(shù)：當(dāng)氣流速度9.39m/s、脈動頻率2.07Hz、給料速度250.00g/s、氣流溫度80.0℃時，試驗(yàn)系統(tǒng)對3-1 mm粒級褐煤能得到可燃體回收率為48.34％，精煤灰分為

3、27.89%，比原煤灰分降低了10.19%，精煤水分為11.23%；當(dāng)氣流速度11.61m/s、脈動頻率1.60Hz、給料速度200.00g/s、氣流溫度80.0℃，能得到6-3 mm粒級褐煤可燃體回收率為73.91%，精煤灰分為21.43%，比原煤灰分降低了10.12%，精煤水分為12.43%；柱式脈動氣流分選干燥協(xié)同提質(zhì)試驗(yàn)系統(tǒng)對6-3 mm粒級褐煤比3-1 mm粒級褐煤分選效果好，但試驗(yàn)系統(tǒng)對3-1 mm粒級褐煤比6-3 mm粒級

4、褐煤干燥效果好，6-3 mm褐煤經(jīng)過分選干燥后可以滿足褐煤氣化的要求，可以用于褐煤流化床氣化前的預(yù)處理。
　　在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用Design-Expert軟件對6-3 mm粒級褐煤進(jìn)行四因素三水平的正交試驗(yàn)，得到影響可燃體回收率和輕產(chǎn)物水分的交互作用（2FI）模型，其中氣流速度與給料速度的交互作用對可燃體回收率影響最大，給料速度與氣流溫度的交互作用對輕產(chǎn)物全水分影響最大，得到可燃體回收率與輕產(chǎn)物全水分和實(shí)際各因素之間關(guān)系的數(shù)

5、學(xué)模型，通過對試驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化，得到6-3 mm粒級褐煤分選干燥協(xié)同提質(zhì)的最佳條件：當(dāng)氣流速度11.28m/s，脈動頻率為1.83Hz，給料速度為150.00g/s，氣流溫度80.0℃，可以使6-3 mm粒級褐煤精煤灰分降低到20.25%，精煤水分降低到11.21%，得到精煤產(chǎn)率為63.21%，可燃體回收率為73.64%，可以有效降低精煤灰分和含水量。在最佳試驗(yàn)條件下對6-3 mm粒級褐煤進(jìn)行分選干燥的柱式脈動氣流分選干燥協(xié)同提質(zhì)設(shè)備的

6、數(shù)量效率η為78.04%，可能偏差EP為0.15，不完善度I值為0.28。
　　Fluent軟件的氣固兩相流Eulerian-Eulerian模型適用于6-3 mm褐煤分選干躁的仿真，解決分選與干燥停留時間耦合以及分選與干燥脫水傳熱之間協(xié)同機(jī)制問題。選取最佳試驗(yàn)參數(shù)的條件下，當(dāng)給入溫度為354K的脈動熱氣流1.267s后，煤與矸石顆?？梢杂行Х蛛x，經(jīng)過2.503s時矸石顆?；炯性诜诌x干燥柱底部集料口，經(jīng)過2.968s時煤顆粒基