【摘要】：以干燥脫水技術(shù)為原型的煤調(diào)濕技術(shù)是煉焦行業(yè)節(jié)能減排、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的多管旋轉(zhuǎn)筒技術(shù)在降低粉塵污染及運行安全性上更具優(yōu)勢,但間接傳熱方式導(dǎo)致其傳熱傳質(zhì)效率低下;流化床技術(shù)雖然傳熱傳質(zhì)效率更高,但難以控制粉塵污染,且裝置內(nèi)氧含量的控制要求嚴格,有較大的安全隱患。兩項技術(shù)均有各自明顯的技術(shù)缺陷。以污染控制為基本出發(fā)點,本文提出一種新型間接傳熱的煤調(diào)濕技術(shù),以提高間接加熱的干燥效率、降低能耗為目標,通過實驗,對該新型煤調(diào)濕技術(shù)進行了基礎(chǔ)研究并對裝置進行了初步的設(shè)計參數(shù)優(yōu)化。通過側(cè)壁傳熱實驗,發(fā)現(xiàn)12%含水率的煉焦煤是純煉焦煤升溫速率的8倍,證明相變帶來的水分遷移可加速煤的傳熱過程,但因為煤層過厚,反復(fù)的相變過程導(dǎo)致干燥速率較低。為了減少傳質(zhì)阻力,對煤料進行勻速攪拌,使煉焦煤與熱源接觸面不斷更新,同時煤料與載濕體的接觸面也在不斷更新,發(fā)現(xiàn)此時的升溫速率是靜止態(tài)的9倍,干燥速率是靜止態(tài)的7.5倍,證明界面更新是提升間接傳熱傳質(zhì)速率的有效途徑。同時通過薄層平面?zhèn)鳠釋嶒?發(fā)現(xiàn)薄層干燥對提升間接傳熱傳質(zhì)速率也有積極作用。為此提出新型裝置設(shè)計,以導(dǎo)入熱蒸汽的空心斜板作為熱源,煤顆粒利用自身重力勢能在多層斜板上形成薄層流動,在保持界面更新效果的同時降低了界面更新能耗,并通過斜板數(shù)量及煤料在裝置內(nèi)的停留時間控制水分含量。以靜止狀態(tài)下薄層平面?zhèn)鳠釋嶒灁?shù)據(jù)為基礎(chǔ),初步確定了裝置需以2 cm的厚度在160℃下進行干燥,可在15.9 min內(nèi)將水分從12%降低至5%。并通過Fluent軟件對產(chǎn)量為4.8 t/h的中試實驗進行建模及運行過程的模擬運算,運算結(jié)果顯示界面更新可使其傳熱速率增大進一倍,中試裝置的斜板數(shù)量可從7塊降至4塊。本文在探究煤料間接傳熱傳質(zhì)特性的基礎(chǔ)上,提出的新型煤調(diào)濕技術(shù)及其技術(shù)參數(shù),對焦化工業(yè)進一步推動節(jié)能減排工作具有一定的參考價值。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ520.6
【圖文】：

靜態(tài)側(cè)壁傳熱實驗裝置

16圖 2-2 動態(tài)側(cè)壁傳熱實驗裝置拌器槳葉的直徑要幾乎等同于圓罐內(nèi)徑，圓罐直徑減去 2 mm 等于樣葉片外輪廓與圓罐外壁之間存留 1 mm 的空間，防止葉片摩擦圓驗裝置磨損嚴重。

【參考文獻】

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本文編號：2739537