随着我国经济的飞速发展, 能源短缺问题日益突出, 我国开始重视对褐煤资源的开发和利用, 但是褐煤水分大、热值低、易碎易燃, 不利于直接燃烧和运输, 因此, 研究褐煤提质具有很重要的现实意义。
褐煤的提质从技术上划分大致分为三类, 第一类是脱水提质, 第二类是成型提质, 第三类是热解提质。国内外已经开发出多种褐煤提质工艺, 褐煤的脱水干燥和褐煤热分解均有其相应的工艺, 下面是几种脱水提质和热解提质的方法和工艺。
1 蒸汽管式干燥
载热体是压力为0.15-0.55MPa的饱和蒸汽, 它不与褐煤接触, 热量是通过管壁传给待干燥的褐煤的, 在常压下, 利用低压蒸汽在管式干燥器内将粒度小于3mm的褐煤颗粒加热到100℃以上, 使褐煤中的水分蒸发, 蒸发出来的水分被与褐煤一起进入管式干燥器的空气或者惰性气体带走, 通过除尘器使煤粉和空气分离, 一部分空气经过压缩机后再次进入干燥器中循环, 另一部分直接排放到大气中[1]。蒸汽管式干燥器的优点是:可以有效的防止褐煤粉尘的爆炸, 因为和褐煤直接接触的气体为含氧量不高的空气或者是惰性气体;惰性气体和空气的消耗量较少。主要的问题是:采用了间接加热的方式, 导致了热效率很低;能耗较大, 尾气的排放量较大, 单台处理能力有限。
2 蒸汽流化床干燥
在蒸汽流化床干燥器内, 褐煤经过破碎机的破碎后进入煤仓, 由煤仓将待干燥的褐煤送入到流化床干燥器内, 同时从底部通入过热蒸汽吹向流化床上部产生流化现象, 过热蒸汽吸收了湿褐煤的水分, 干燥的褐煤从干燥器的转向阀排出, 通过褐煤冷却装置得到干褐煤, 混有水分和褐煤粉尘的二次蒸汽通过除尘装置进行除尘, 得到的褐煤粉尘进入干燥冷却器, 蒸汽通过循环风机和热泵内提高温度和压力后继续进入干燥器中循环, 换热后将冷凝水回收利用。不过此干燥器用过热蒸汽作介质, 所以需要较好的密封性以及耐高压性能, 一次性投资较大。
2.1 热压脱水法
热压脱水工艺是把褐煤加热到220℃, 用机械挤压的方式将水分压出, 这种方法综合了热脱水法和机械脱水法的优点, 褐煤在脱水前, 需要用压盘预压, 目的是为了使干燥介质分布均匀, 预压的同时, 褐煤层的表面被热水均匀的喷洒, 热水经过褐煤层并向褐煤释放自身的热量, 之后用蒸汽加热的方式使一部分水从褐煤中出来, 最后再用机械挤压和闪蒸的方式把褐煤中剩余的水分去除掉[2,3]。此加工工艺是用较低的能耗减少褐煤中的含水率, 而且生产效率高, 减少了环境污染。
2.2 床混式干燥工艺
床混式干燥器是以流化床作为热源, 过热蒸汽在鼓风机的作用下送到干燥器的底部, 与流化床锅炉分出的热床料及湿褐煤混合, 一起在干燥器内干燥, 随后进入旋风分离器, 经过干燥的褐煤和热床料一同进入流化床锅炉进行燃烧, 被分离出来的蒸汽一部分经过鼓风机进入干燥器干燥褐煤, 另一部分进入冷凝器冷凝。
床混式干燥器中设备比较少, 但是效率较高。湿褐煤中的水分在分离器中已经分离出去, 所以其不会被带入到流化床中, 故流化床锅炉的排烟损失小, 可以把炉体中的烟道变窄, 这样可以节省钢材, 降低锅炉的成本。
2.3 褐煤内热式滚动床工艺
褐煤由给煤机进入热解炉内, 炉内的褐煤由导向螺旋槽向前推动, 燃烧炉内产生的废气逆向通过热解炉, 将热量传给褐煤。红热的半焦通过湿法熄焦装置冷却到100℃左右, 产生的废气和水蒸气回收利用。在热解炉的末端, 由褐煤热解产生的煤气依次进入除尘器和分离器, 煤气一部分进入燃烧炉继续给褐煤热解提供热量, 另一部分剩余煤气则被用来发电, 而分离出来的焦油则进行深加工利用。这种工艺产生的煤气等可燃物全部燃烧提供热量, 不污染环境, 能量得到了充分的利用。
2.4 固体热载体热解工艺
湿褐煤经过破碎后进入到回转干燥器先进行干燥, 干燥后的褐煤与作为固体热载体的热半焦混合进行热解, 混合产物经过分离除尘, 半焦继续进入加热回转窑加热循环, 分离出来的焦油送去加工利用[4]。
综上所述, 国内外已经开发出许多种褐煤提质加工工艺, 不过每种工艺均有其优缺点, 如何选择合理的加工工艺需要根据褐煤的特性和褐煤的动力学参数来确定。
摘要：褐煤的利用方式很广泛, 褐煤中水分和灰分含量大, 不适合简单地当作燃料烧掉, 那样不仅浪费了褐煤资源, 同时也污染了环境。在倡导节能减排的今天, 我们应该对褐煤进行提质加工, 本文主要总结了褐煤几种脱水体质和热解体质的方法和工艺。
关键词：褐煤,提质,干燥
参考文献
[1] 蒋斌, 高俊荣, 贾世阳等.褐煤干燥脱水技术的研究进展[J], 干燥技术与设备, 2011, (2) :64-68.
[2] Butler C J, Green A M, Chaffee A L.MTE water remedia-tion using Loy Yang brown coal as a filter bed adsorbent[J], Fuel, 2008, 87 (6) :894-904.
[3] 孟顺, 孙绍增, 赵广播.褐煤干燥脱水技术[J], 热能动力工程, 2013, 28 (2) :115-120.
[4] 韩壮, 郭树才, 罗长齐等.神府煤固体热载体法快速热解的研究[J].煤炭转化, 1992, 15 (3) :56-62.