高温烟气褐煤干燥技术分析[1]

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1、2010中国新型煤化工发展及示范项目进展论坛文集高温烟气褐煤干燥技术分析郝正虎1，李向武2，董建勋2，吴玉新1，王秀军3，吕俊复1，张守玉2(1．清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室，北京100084：2中电投蒙东能源集团公司：3上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093)摘要：我国褐煤资源丰富和产地相对集中，但是水分含量高导致其利用率低。文章介绍了褐煤的性质和水分对煤的热值的影响，阐述了目前国内外褐煤干燥技术，在低温烟气逆流干燥技术上，形成了高温烟气干燥技术。并说明了高温烟气褐煤干燥技术的原理和它的技术路线。高温褐煤干燥示

2、范工程的运行试验结果分析了它的可行性强、安全性好和目前存在的问题。关键词：褐煤；高温；烟气：干燥；顺流O．引言我国褐煤资源的特点是：埋藏浅、煤层厚、储量大，相对集中的褐煤产地，但是褐煤产量不高。2006年全国生产褐煤10511多万吨，只占全国原煤产量的4．51％E¨。在我国已发现的煤资源中，褐煤约占总量的12．68％。主要分布在我国的东北和西南，其中内蒙古东部地区的褐煤占全国该煤类的77。55％，占本区煤炭储量的45％，多属于老年褐煤；云南的褐煤占全国该煤类的11．88％，占本区煤炭储量的64％，多为年轻褐煤；另外，在黑龙江东部、吉林、河北、山

3、东、广东、海南和四川等地也有少量分布，其中海南全部为褐煤，黑龙江以及广西褐煤储量分别占本区储量的34．7％和35．4％t21。褐煤煤化程度最低，其特点是孔隙度大、挥发分高、无黏结性【3'4】；氧含量可以达到15"--30％；水分含量高，全水分一般可达20"50％；褐煤在空气中极易风化，灰软化点低；灰分一般为20～30％；褐煤属于低热值．中低热值煤，干燥基低位发热量一般为16．73"一25．09MJ／kg，收到基低位发热量一般为11．71～16．73MJ／kg。+通过脱除燃料中的水分，可大大提高褐煤的燃烧效率。澳大利亚、美国、欧洲的德国、希腊、波

4、兰等褐煤资源丰富的国家都进行了褐煤水分干燥技术研究。如澳大利亚曾专门成立了CRCofCleanPowerfromLignite，CRCPowerGenerationfromLowRankCoals两个研究中心来研究褐煤的发电利用技术，其中褐煤的预干燥技术是这几年的一个重点。在欧洲，褐煤的干燥也是欧洲洁净煤技术项目中的一个重要组成部分【5卅。1水分含量对热值的影响褐煤的水分含量高，褐煤中水分的变化对褐煤热值的影响很大。若忽略水分子与煤颗粒表面的结合能，煤的水分变化对其收到基低位发热量的影响为：2002010中国新型煤化工发展及示范项目进展论坛文集

5、如一哪=(绋I碱p+2500虬。)F1-M瓦“2—2500虬。(1)若已知收到基水分含量尥2和低位发热量(k,net．p，则脱水后的收到基热值Q01，峨p与其水分坞l的关系为：’Q&l,nct,p坠铲一哗斧虬。㈨垒塑铲。水分变化率：兰：：竺嚣为。。3，蛾。脚=一丝华毗。(3’基水分含量‰和低位发热量纽'net’p分别为33．3％、44．0％、26．5％N13954．610·kg～、12560．410．kg一、15072．5kJ．kg-1，其极限低位发热量分别为2217010．kg～、2439410．kg～、21408kJ．kg一，收到基水分含量

6、每下降l％其收到基低位发热量分别增加246．7kJ．k一、268．910．kg～、239．110．kg～。2褐煤干燥技术现状煤的干燥脱水技术很多，大致可分为机械脱水、蒸发脱水和非蒸发脱水三大类tT,Sl，其中机械脱水技术在选煤厂已广泛应用，如浓缩机、振动滤网、圆盘过滤机等，但这类技术的处理能力和脱水效率尚难适应褐煤脱水的要求，目前较少使用。目前的褐煤脱水技术分类见表1。表1褐煤干燥脱水技术分类从已应用于褐煤脱水技术和正在开发的褐煤脱水技术来看，以下几种脱水方法和技术值得关注【9】：直接干燥法，或称热气流干燥，加热气体与煤直接接触进行干燥。由于加

7、热气体与煤直接接触，操作不当易导致褐煤自燃，甚至爆炸等安全事故。另外，由于蒸发的水分中含有大量的空气，会增加水分的潜热利用的难度，但通过一定的研究和技术途径也不排除潜热利用的可能性。但直接干燥法具有工艺简单、操作方便、处理量大、易于工业化等优点。它是褐煤脱水的重点技术之一。间接脱水法，利用低压饱和蒸汽间接加热，安全性高，连续操作运行。此法主2010中国新型煤化工发展及示范项目进展论坛文集要有筒式蒸汽干燥技术、流化床蒸汽干燥技术、空气．蒸汽联合干燥技术等。该法处理能力小、耗能及耗水量大，通常与热电厂热力循环集成，利用电厂蒸汽轮机的抽汽进行干燥。非

8、蒸发脱水法，以高温高压蒸汽干燥技术为代表。这种褐煤脱水技术是人为地制造成煤地质条件，见若干万年的成煤过程缩短为几个小时，其本质是一个化工反应。将褐煤与