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1、褐煤干燥技術(shù)0引言褐煤(Lignite，也譯作Browncoal)一種介于泥炭與瀝青煤之間的棕黑色的低級煤。褐煤是煤化程度最低的煤種，為泥炭在適度的壓力下轉(zhuǎn)變而成，煤化程度介于泥炭和煙煤之間，含水量高，在空氣中易風化。褐煤中含一定量的原生腐殖酸，碳含量低，氧含量高，氫含量變化大，其中的揮發(fā)分一般在45%-55%。根據(jù)國際地質(zhì)學家預測：全世界硬煤(包括煙煤和無煙煤)地質(zhì)儲量約為6萬億噸，占煤炭總儲量的60%強；褐煤地質(zhì)儲量約為4萬億噸，占煤炭儲量的40%弱。褐煤資源又分為硬褐煤和軟褐煤(俗稱土狀褐煤)兩大類，其中硬褐煤主
2、要分布在歐洲地區(qū)，其次為亞洲和北美洲。按國家來說，美國、俄羅斯和中國三國的硬褐煤儲量最多，分別為900多億噸、800余億噸和400億噸以上。我國已探明的褐煤保有儲量達1303億噸，約占全國煤炭儲量的13%。從我國褐煤的形成時代來看，以中生界侏羅紀褐煤儲量的比例最多，約占全國褐煤儲量的4/5，主要分布在內(nèi)蒙古東部與東北三省緊密相連的東三盟地區(qū)。新生代第三紀褐煤資源約占全國褐煤儲量的1/5左右，主要賦存在云南省境內(nèi)。褐煤因其熱值低、易風化、含水量高，易自燃，而給其儲存、運輸、燃燒等方面帶來了許多困難。褐煤自身的特點決定了其
3、不宜作長期儲存或長途運輸；而當鍋爐燃燒水分高的褐煤將導致火焰溫度降低，熱效率下降；當電廠使用水分高的褐煤，需要采用更大的更昂貴的鍋爐才可以顯著減少或避免電廠額定出力降低?？梢姾置翰唤?jīng)過提質(zhì)加工既不利于運輸和貯存，也難以滿足多種用戶對煤的質(zhì)量要求，嚴重影響了褐煤資源的直接利用。因此，對褐煤進行提質(zhì)，降低水分，提高發(fā)熱量，增強適用性，對建設(shè)資源節(jié)約型社會，保證國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，具有重要的理論和實際意義。褐煤干燥后，其成分和性質(zhì)趨近于煙煤，更有利于運輸、貯存和利用。1現(xiàn)有的褐煤加工技術(shù)1.1國外褐煤加工技術(shù)國外褐煤加工利
4、用技術(shù)開發(fā)比較早，典型的國家有德國、俄羅斯、澳大利亞、日本和美國等國家，代表性的技術(shù)有：(1)德國的管式干燥器褐煤型煤技術(shù)。(2)俄羅斯開發(fā)的褐煤和重油渣加工為有機粘合材料的工藝以及褐煤加氫液化工藝。(3)澳大利亞的褐煤干燥脫水提質(zhì)技術(shù)，如：HRL和BCB技術(shù)等。(4)日本的一種添加生物質(zhì)粘結(jié)劑的粉煤成型工藝、D-K褐煤脫水工藝等等。(5)美國的“K燃料工藝”(K–FuelProcess)。1.2國內(nèi)褐煤加工技術(shù)鑒于褐煤加工利用的廣闊發(fā)展前景，國內(nèi)很多高校、科研單位和企業(yè)也紛紛開發(fā)褐煤加工利用技術(shù)，比較代表性的技術(shù)有：
5、(1)褐煤固體熱載體干餾多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。(2)褐煤多段回轉(zhuǎn)爐熱解技術(shù)。(3)褐煤循環(huán)流化床熱電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。(4)黑龍江科技學院開發(fā)的褐煤熱水干燥技術(shù)。(5)神華集團與中國礦業(yè)大學(北京)聯(lián)合開發(fā)的HPU技術(shù)。目前,該技術(shù)已經(jīng)在內(nèi)蒙的寶日希勒建廠。2褐煤干燥工藝煤的干燥脫水技術(shù)很多，大致可以分為機械脫水、蒸發(fā)脫水和非蒸發(fā)脫水3大類。其中機械脫水技術(shù)在選煤廠已廣泛應用，但其處理能力和脫水效率尚難適應褐煤脫水的要求。蒸發(fā)脫水法可以降低褐煤的水分，提高褐煤的熱值，但簡單的蒸發(fā)脫水難以改變褐煤的物理化學結(jié)構(gòu)，不能解決其易自燃和重新吸
6、水等難題，可以作為爐前脫水技術(shù)使用。非蒸發(fā)脫水提質(zhì)技術(shù)是將褐煤與高溫高壓蒸汽直接接觸，使水分呈液態(tài)脫出，不需要蒸發(fā)潛熱，熱效率高。褐煤受高溫高壓作用的影響，其組成和性質(zhì)會發(fā)生相應的變化，變化趨勢類似于煤化程度的增強。目前眾多國家都在開發(fā)非蒸發(fā)脫水技術(shù)。2.1機械脫水工藝機械脫水指篩分脫水、離心脫水、過濾(壓濾)脫水等,借鑒了洗煤廠中精煤的脫水工藝和設(shè)備，如濃縮機、振動網(wǎng)篩、圓盤過濾機等。由于褐煤內(nèi)在水分高,其處理能力和脫水效率尚難適應褐煤脫水的要求,只能脫除外表水及很少的毛細水,機械脫水的效果較差,難以適應褐煤脫水的要
7、求。2.2蒸發(fā)干燥技術(shù)在蒸發(fā)干燥工藝過程中，水的脫除是通過直接或間接地把相當于水蒸發(fā)潛熱的熱量加到煤樣上，使水以汽態(tài)的形式除去。蒸發(fā)干燥的一個缺點是需要大量的能量來蒸發(fā)水分，在有些情況下，高達25%煤的能量用來蒸發(fā)水分，從而使得獲得每一單位能量需要釋放更多的CO2。然而，在一些產(chǎn)生相對純凈廢熱蒸汽的干燥工藝中，蒸汽重新壓縮和冷凝可以回收大部分的蒸發(fā)熱。干燥后的煤樣通常需要在線使用，因為自燃和灰塵爆炸的安全問題給儲存和使用干褐煤造成很大的困難。如果確實需要大量儲存或長距離運輸，干燥后的煤樣需要通過某種方式做成型煤，以便于
8、安全運輸、儲存和使用。蒸發(fā)干燥技術(shù)有許多種，主要包括熱風轉(zhuǎn)筒干燥、蒸汽流化床干燥、加壓熱氣流干燥、熱油干燥、微波干燥、太陽能干燥、管式干燥技術(shù)、蒸汽空氣聯(lián)合干燥技術(shù)等。(1)熱風轉(zhuǎn)筒干燥-直接加熱法轉(zhuǎn)筒干燥器的主體是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體。濕煤樣從一端上部加入，經(jīng)過圓筒內(nèi)部時，與通過筒內(nèi)的熱風或加熱壁面進行有效的接觸而被干燥，干
