脉动流化床对褐煤分选提质的试验研究

摘要

能源短缺已成为全球性问题，在我国能源储备中，褐煤储量占全国煤炭储备的1/8。随着优质煤资源的不断开发与利用，如何高效利用褐煤资源成为当今社会的研究重点。本论文在普通气固流化床中引入脉动气流，抑制气泡的生成与长大，减小床层物料的沟流和短路，改善流化质量，强化分选过程，实现细粒煤有效分选。　　本文研究了脉动流化床中各操作因素对细粒褐煤的干燥特性，拟合与分析了不同温度下两粒度级褐煤的干燥试验结果，并确定了适合褐煤在不同温度下干燥的动力学模型；对比冷态条件与热态条件下不同操作因素对细粒褐煤分选的影响，并在单因素试验推断出的最佳操作范围内进行正交试验，确定褐煤分选提质的最佳操作条件。　　细粒褐煤在脉动流化床中干燥过程中，干燥速率受入口温度、气流速度、脉动频率的影响比较大，受床高的影响较小。入口温度的升高、气流速度的增大、脉动频率的增大，均使细粒褐煤的湿含量降低，干燥速率升高。但当气流速度、脉动频率超过一定范围后继续增加，反而对褐煤干燥基本没有影响。结合薄层干燥模型拟合不同温度下的试验结果知，Logarithmic模型最适用于描述褐煤在脉动流化床中的干燥。　　基于细粒褐煤干燥特性的研究，在脉动流化床中进行-6+3mm、-3+1mm褐煤的分选试验研究，在因素试验环节选用灰分离析标准差评价分选效果。在单因素试验确定的各因素最佳取值范围的基础上，采用 Design-expert软件中的响应曲面法研究了各因素间的交互作用，确定了-6+3mm、-3+1mm褐煤分选的最佳条件。分选结果表明：热态条件下褐煤分选效果优于冷态条件下的分选效果，脉动流化床分选-6+3mm、-3+1mm两粒度级褐煤可能偏差 E值分别为0.12~0.16g/cm3和0.10~0.16g/cm3。

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变量注释表

1前言

1.1研究背景及意义(Research Back Ground and Significance)

1.2课题的提出(Subject Support)

1.3课题来源(Subject Source)

1.4研究内容及方法(Research Content and Approach)

2文献综述

2.1褐煤提质技术现状(Progress of Lignite Upgrading Technology)

2.2流化床提质褐煤技术(Upgrading of Lignite by Fluidized Bed)

2.3脉动流化床分选提质技术(Upgrading of Pulsating Fluidized Bed)

2.4本章小结(Chapter Summary)

3试验研究系统

3.1试验系统(Experimental System)

3.2试验装置(Experimental Apparatus)

3.3试验物料(Experimental Material)

3.4褐煤热重分析(Thermogravimetric Analysis of Lignite)

3.5测试与分析软件(Experimental Operation and Test)

3.6本章小结(Chapter Summary)

4褐煤干燥特性研究

4.1干燥机理(Test Purpose)

4.2 干燥因素对细粒褐煤干燥特性的研究(Study on Drying Characteristics of Fine Lignite in Different States)

4.3细粒褐煤的干燥动力学分析(The Analysis on Drying Kinetics of Fine Lignite)

4.4本章小结(Chapter Summary)

5脉动流化床分选特性研究

5.1 原煤性质与评价指标(Property of Raw Coal and Evaluation Index)

5.2 冷态条件下褐煤分选特性研究(Study on the Separation Characteristics of Lignite under Cold Conditions)

5.3热态条件下褐煤分选特性研究(Study on the Separation Characteristics of Lignite under Thermal Conditions)

5.4响应曲面法试验分析(Test of Response Surface Methodology)

5.5细粒褐煤分选效果(Separation Performance of Fine Lignite)

5.6本章小结(Chapter Summary)

6结论与展望

6.1结论(Conclusions)

6.2展望(Prospects)

参考文献

作者简历

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