本文關(guān)鍵詞：褐煤柱式脈動氣流分選干燥協(xié)同提質(zhì)研究

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【摘要】：由于褐煤高水分、熱值低、易泥化、易自燃,難以分選和運輸,因此發(fā)展煤化工項目進行就地轉(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,目前褐煤氣化前預處理技術(shù)主要是除矸與干燥,針對采集的3-1 mm與6-3mm粒級內(nèi)蒙古褐煤煤樣在實驗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)進行優(yōu)化試驗研究,采用Fluent軟件對分選干燥過程進行模擬,為褐煤分選干燥提供理論依據(jù),為以后的半工業(yè)試驗和工業(yè)試驗提供依據(jù)。本文綜合了礦物加工學、顆粒學、流體力學、傳熱傳質(zhì)學等理論知識,研究了固相顆粒在脈動熱氣流中運動的動力學分析,通過單因素試驗確定了3-1 mm與6-3 mm粒級褐煤最佳單因素參數(shù):當氣流速度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27.89%,比原煤灰分降低了10.19%,精煤水分為11.23%;當氣流速度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,但試驗系統(tǒng)對3-1 mm粒級褐煤比6-3 mm粒級褐煤干燥效果好,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處理。在單因素試驗基礎(chǔ)上,利用Design-Expert軟件對6-3 mm粒級褐煤進行四因素三水平的正交試驗,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)物全水分和實際各因素之間關(guān)系的數(shù)學模型,通過對試驗條件進行優(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。在最佳試驗條件下對6-3 mm粒級褐煤進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)同機制問題。選取最佳試驗參數(shù)的條件下,當給入溫度為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時矸石顆粒基本集中在分選干燥柱底部集料口,經(jīng)過2.968s時煤顆�；痉植荚诜诌x干燥柱頂部從出口逸出,煤顆粒在分選干燥柱逗留時間大約為2.968s,在t=2.503s時,大部分煤顆粒溫度分布在310~337K。6-3 mm粒級褐煤在干燥時間t=2.968s內(nèi),熱效率η隨著時間不斷減少。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD94

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本文編號：1204512