浅谈褐煤干燥技术

摘要：介绍了几种褐煤干燥技术，提出了今后我国在褐煤干燥技术方面的研究思路。

关键词：管式干燥；流化床蒸汽干燥；蒸汽空气联合干燥；床辊式干燥；热机械脱水

1 褐煤提质干燥概述

富含水褐煤属于煤化程度较低的煤种，主要分布在我国内蒙古、云南、东北、四川等地。褐煤的特点是水分高、孔隙度大、挥发分高、热值低，含有不同数量的腐植酸。褐煤的氧含量高达15％一30％，化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重，存放在空气中容易风化变质，碎裂成小块甚至粉末状，使热值更加降低。由于褐煤中含有15％一50％的水分，将其直接参与燃烧或煤的气化，一方面在着火过程中需要消耗大量的能量；另一方面褐煤挥发分高，容易发生爆炸。此外，由于水分蒸发的过程会带走大量热能，使得燃烧排烟热损失大，发电热效率低，温室气体的大量排放以及对褐煤气化工艺的要求苛刻，使富含水褐煤的使用面临特殊的挑战。大量开采水分高的褐煤直接用于燃烧，不仅锅炉燃烧不稳定，而且效率低。高水分含量使得这些煤种只能在当地使用，不可能长距离运输，极大地限制了煤炭的开采规模。因此，开发先进的富含水褐煤干燥成型技术和设备，对于提高富含水褐煤的市场竞争力，降低使用成本具有重要意义。富含水褐煤的干燥提质是在一定温度下经脱水后转化成具有类似烟煤性质的提质煤。提质后的褐煤将更有利于综合利用、运输和贮存。国内外主要的褐煤脱水技术有：热脱水技术，机械脱水技术，机械，热脱水技术以及热干燥技术。

2 褐煤的热干燥技术

2．1 旋转管式干燥技术。旋转管式干燥机为一回转窑系统，其干燥方法是在常压下，用低压蒸气通过管式干燥机将煤加热到大约100。C，使水分蒸发，并利用和煤一起进入干燥机的空气作为脱水介质，通过除尘器将煤粉分离，部分空气经压缩进入干燥机循环，部分排人大气。此法为目前工业应用最为成熟的褐煤干燥方法。

2．2 蒸汽流化床干燥技术(DWT)。在流化床干燥器内，过热蒸汽将高水分褐煤流从干燥机的底部吹向沸腾床上部产生流化状态，从而对褐煤进行干燥。在流化床的蒸气吸收褐煤原煤中蒸发出的水分，原煤从干燥机的上部输入进去经过旋风分离器，蒸汽再被部分导回干燥机。干燥机所需能量是由从汽轮机出来的蒸汽提供。该工艺过程的特点是蒸汽不仅作为干燥介质而且还作为流化介质，干燥蒸发的蒸汽是不含空气和其他杂物的。

2．3 床混式干燥机技术。床混式干燥机(BMD)适合于电厂的预干燥过程，利用流化床燃烧技术可实现热电联产。开发该技术的目的是利用流化床热床料的热量。过热蒸汽高速进入干燥管底部，从流化床分出1股热床料流在干燥机燃料入口前与过热蒸汽混合。蒸汽携带燃料同床料一起经过干燥器后进入旋流分离器，干燥燃料和床料从蒸汽流中分离后直接送往流化床锅炉燃烧。一部分蒸汽从旋流分离器回收后返回干燥机底部重新与新的床料混合，其他蒸汽则由蒸汽循环管路分离后引入热交换器冷凝。

2．4 蒸汽空气联合干燥技术。该技术利用从冷凝器出来的热水作为干燥介质，虽然热水干燥比过热蒸汽干燥在干燥速度和干燥程度上相对较差，但用热水作为干燥介质对于电厂来说是一种“废热”利用的最佳选择。此工艺为美国Power River Basin发电厂近年开发的集成干燥技术。空气被热循环水加热到约43℃后作为流化床干燥器的流化介质，同时50℃的热水作为流化床的干燥热源介质。

2.5 褐煤的机械、热脱水技术。机械＼热脱水技术综合了热法脱水和机械力脱水的优点，将褐煤加热到2200℃的条件下，通过机械挤压将水挤出。该工艺过程分为4个阶段：①用工艺热水预热；②过热蒸气加热；③加压脱水；④闪蒸进一步脱水。为了使干燥介质均匀分布在煤层中，原煤必须用压盘稍微预压一下。预压时，热水从压盘里的喷洒系统均匀地分布在煤层表面。在饱和蒸汽压力下，水进入压力室，热水经过煤层并且向煤施放所有的热量，然后用蒸汽加热并使煤中的水分部分从煤层中脱离出来。最后再经机械压力和进一步闪蒸过程，脱除大部分水分。

3 我国褐煤发电的干燥技术研究思路

干燥是一项古老的技术。在我国，对煤炭干燥主要针对选煤厂的烟煤和无烟煤，大都采用烟气干燥。对于褐煤，由于挥发分高，易着火发生爆炸，此外，由于水分高，传统热风干燥损失大，干燥效率低，产品水分也不稳定。我国在褐煤这种高水分含能材料的干燥技术上缺乏经验。在内蒙、云南等褐煤资源丰富的省份，

大量开采水分高达30％～50％的褐煤直接用于燃烧，不仅锅炉燃烧不稳定，而且电厂效率也很低；高水分使得这些煤种只能在当地使用，不可能长距离运输，”极大地限制了煤炭的开采规模。因此，开发先进的褐煤干燥技术和设备，对于提高褐煤的市场竞争力，降低发电成本具有重要意义。过热蒸汽干燥这几年已成为国际上干燥技术研究开发的重点。借鉴国外经验，我国在低阶煤的先进干燥技术

的研发方面应主要围绕以下几个思路进行：

(1)水分蒸发废热可以循环利用。

(2)干燥强度要大，以利于大型化。

(3)通过与电厂热力循环集成，提高电厂整体效率。

此外，对于我国北方现有以高水分褐煤为燃料的流化床热电厂，可以借鉴国外已经成熟的床混式(BMD)干燥技术。该技术已经在欧洲得到广泛认可，现已延伸到诸如高水分生物质、污泥、垃圾等处理过程中。改变我国高水分褐煤发电采用传统的直接燃烧方法效率低下、设备可利用率差的关键是，降低褐煤电厂入炉煤水分。因此有必要对褐煤干燥技术进行研究，在褐煤干燥技术选择、设备与设计工艺、干燥过程的理论计算与数学模拟等方面取得经验，进一步提高褐煤燃烧发电的市场竞争力。

4 .结语

在我国，对煤炭干燥主要针对选煤厂的烟煤和无烟煤，大都采用烟气干燥。而对于褐煤，由于挥发分高，易着火发生爆炸，此外，由于水分高，传统热风干燥损失大。干燥效率低，产品水分也不稳定，在我国大力提倡节能减排的社会形势下，需要高效、低能耗的褐煤脱水技术来改变我国传统直接燃烧方法效率低下、设备利用率差的现状。

参考文献

［1］ 尹立群．我国褐煤资源及其利用前景［J］．煤炭科学技术，2004，32(8)：12—14

［2］ 常春祥。熊友辉，蒋泰毅．高水分褐煤燃烧发电的集成干燥技术［J］．选煤技术，2006，(2)：19—21．

［3］ 王天威．褐煤改质的基础研究［J］．应用能源技术，2007，(9)：19—20．

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