振动流化床炼焦煤分级调湿一体化研究

摘要

我国是焦炭生产大国，年产量达上亿吨，但国内焦化厂炼焦用煤普遍为洗精煤，含水量偏高。水分随着炼焦煤进入焦炉，损耗焦炉炉体，增加煤气消耗，产生大量的焦化废水，严重影响焦炉的生产。因此需要对入炉煤的含湿量进行控制。
　　煤调湿技术的出现很好的解决了这一难题，近些年出现的第四代振动流化床煤调湿技术，兼具煤料调湿和颗粒分级功能，经济效益和环保效果显著。但现阶段关于振动流化床煤调湿的机理性研究较少，主要局限于流体动力学方面，且实际生产中关于颗粒分级的概念也比较模糊，这成为制约该技术进一步完善的瓶颈。
　　本文从煤料调湿和颗粒分级两方面展开研究。通过分析颗粒进入振动流化床后可能出现的不同于普通流化床的流动现象，找出其流动规律，指出在稳定流化状态可能出现大颗粒振动层、中颗粒半悬浮半振动层和小颗粒悬浮层三层分级。并通过分析其干燥机理，认为在床层的干燥过程中，小颗粒处于恒速干燥阶段，大颗粒处于降速干燥阶段，中颗粒的干燥过程可能即有恒速段又有降速段。随后通过测量炼焦煤颗粒的粒度分布和密度分布，以颗粒沉降速度为依据，量化了颗粒的分级模型。同时，颗粒含湿量分布的测定结果验证了关于各粒级颗粒干燥阶段的推论，并表明:粒度范围为0.6-3.2mm的颗粒，其含湿量在10％以上，比重占80％以上，是炼焦煤颗粒的主体，振动流化床干燥中操作参数的设定应以该粒级颗粒的含湿量控制为基准，粒度大于4.0mm的炼焦煤颗粒，含湿量在6％以下，已满足调湿目标，需尽快从床层中排出。
　　本文以颗粒分级模型和干燥过程分析为依据，对不同粒级的颗粒建立相应的干燥模型，避免了以往研究中试图以某单一的干燥模型来描述整个床层的干燥过程问题。建立有区别的干燥模型，较精确地描述了炼焦煤颗粒的干燥过程，为更细致地开展流化床的相关研究提供借鉴。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 我国炼焦煤生产现状

1．2 炼焦煤调湿技术

1．2．1 煤调湿技术的主要特点

1．2．2 煤调湿技术的发展现状

1．3 振动流化床炼焦煤分级调湿技术

1．3．1 振动流化床的技术原理

1．3．2 振动流化床的技术特点

1．4 振动流化床的机理性研究

1．4．1 床层的运动轨迹和振动曲线

1．4．2 床层中颗粒受力分析

1．4．3 振动流化床流体力学研究

1．5 课题的提出

1．5．1 本课题提出的意义和目的

1．5．2 本课题的研究内容

第二章 炼焦煤颗粒分级及干燥过程的讨论

2．1 振动流化床中颗粒流动特征及分级讨论

2．1．1 气泡的形成及抑制

2．1．2 夹带流及返混现象

2．1．3 颗粒分级模型的构建

2．2 振动流化床中炼焦煤颗粒干燥特性

2．2．1 炼焦煤颗粒干燥过程的分析

2．2．2 振动对炼焦煤颗粒干燥的影响讨论

第三章 炼焦煤颗粒沉降速度的测定及颗粒分级

3．1 炼焦煤煤样的制备

3．1．1 制样总则

3．1．2 煤样的缩分

3．2 炼焦煤颗粒粒度分布

3．2．1 实验仪器

3．2．2 实验方法

3．2．3 实验结果

3．3 炼焦煤颗粒含水量分布

3．3．1 实验仪器

3．3．2 实验方法

3．3．3 实验结果

3．4 炼焦煤颗粒表观密度分布

3．4．1 实验仪器

3．4．2 实验方法

3．4．3 实验结果

3．5 振动流化床中颗粒分级结果分析

第四章 振动流化床炼焦煤颗粒的干燥模型

4．1 小颗粒在振动流化床中的干燥模型

4．1．1 气体与小颗粒之间的传热

4．1．2 小颗粒停留时间分布模型

4．2 大颗粒在振动流化床中的干燥模型

4．3 中颗粒在振动流化床中的干燥模型

第五章 结论与建议

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢