第10卷第6期 2010年12月
过程工程学报
The Chinese Jourmal of Process Engineering
焦煤预热调湿过程煤脱湿动力学
谢以民1，刘周恩‘，田亚峻，汪印，武荣成"，刘云义，许光文”
Vol.10 No.6 Dec.2010
(1中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京100190：2.沈阳化工大学化学工程学院，辽宁沈阳110142)
摘要：利用实验室气力脱湿小试装置考察了流化床和模拟输送床热气流时，不同气体温度、气速和煤粒径条件下洗精煤的脱湿特性.结果表明，在流化床条件下，气体温度503~543K、气速3.0~4.5m/s时，粒径>3mm的煤在5s内
5~7s内可脱湿到含水6%~9%(a).且两种条件下脱湿动力学符合Page模型. 关键词：脱湿动力学；流化床；输送床；预热调湿：焦煤
中图分类号：TQ52 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)06-1132-06
面。对煤炭主要研究低阶煤等的脱湿特点114-16]，迄今为
焦炭是冶金行业的重要原材料，其质量、炼焦成本及节能减排成效是影响钢铁工业发展的重要因素.我国每年焦炭生产量达3亿t以上，同时从焦炉排出的烟道气超过1400亿m，这些453~543K的烟道废气带出的热占焦炉支出热的17%.烟道气余热的充分利用成为焦化行业节能减排的重点之一[12],
我国炼焦煤水分普遍偏高，达12%()或更高，而焦化时要求焦煤含水率最好稳定在6%~9%()[3)，煤调湿就是将炼焦煤料在装炉前去除部分水分，使水分稳定在上述范围内，再装炉炼焦的焦煤预处理技术，煤调湿设备主要有多管回转炉调湿设备[用和流化床调湿设备[5] 目前使用最多的是以低压蒸汽为热源的多管回转炉调湿技术，但该技术对湿煤先粉碎然后混合调湿，小颗粒过破碎、粉碎能耗大，调湿不均匀而以热烟道气为热源的流化床调湿技术由于技术简单、效率高，于近年逐渐进入工业化应用]，许多研究者对传统流化床调湿技术进行改进，提出了振动流化床调湿技术[57]、移动隔板式流化床调湿技术、半沸腾流化床技术例等，这些技术对焦化行业节能减排取得一定成效，
中国科学院过程工程研究所提出了耦合流化床与输送床的分级调湿一体化技术，可实现煤颗粒的高效分级与调湿10，其主要思想是，利用热烟气进行气力分级，在将小于3mm的煤赖粒从输送床分离的同时，将煤预热蒸发掉一部分水分达到脱湿的目的：大于3mm 的煤颗粒通过流化床快速分离后粉碎，然后进入焦炉，该工艺过程中，煤颗粒在流化床与输送床中的脱湿行为特性是分级调湿一体化技术的基础。国内外对物料脱湿动力学的研究主要集中在农作物[12]和城市污泥[13]等方
止，并没有单独针对洗精煤脱湿过程开展研究.因此，本工作利用实验室小试装置模拟输送床与流化床操作条件，分别对不同气温、气速和煤粒径下湿煤的脱湿动力学特性进行了研究，并利用经验模型对实验数据进行
了数值关联，建立煤脱湿动力学参数的预测公式 2
实验 2.1煤样
实验所用洗精煤由河南省某焦化集团提供.将湿煤筛分后按国标方法(GB/T211-2007)测定各粒度煤的水分及其粒度分布，如图1所示.可以看出，煤粒度越小，含水率越高采用降速法[17]和分粒度夹带法[1]分别测定了不同粒度干煤的最小流化速度U和终端速度U，结果如图2所示，可见粒度为3mm的煤颗粒的Um和 U,分别为0.8和9.6m/s.
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图1原料煤物性
Fig.1Properties of coal
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收稿日期：2010-11-08，修回日期：20101129
作者简介：谢以民(1985-)，男，山东省湾泽市人，硕士研究生，化学工艺专业；许光文，通讯联系人，Tel:010-82544886,E-mail:gwxu@home.ipe.ac.cn 万方数据