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蒙东褐煤热压脱水机理与经济性研究

作　者: 李培
导　师: 杨建国；赵虹；周永刚
学　校: 浙江大学
专　业: 工程热物理
关键词: 褐煤热压脱水脱水能耗回水作用比表面积孔隙特征经济性磨煤机出力褐煤掺烧
分类号: TD94
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

我国蒙东地区贮藏有丰富的褐煤资源,由于全水分高达30%以上,Qnet,ar不到3500kcal/kg,影响了长距离运输的经济性和电厂燃用的经济性。由于世界能源危机和国内煤炭紧缺,很多电厂纷纷采购褐煤,以掺烧的方式代替部分烟煤。因此采用经济有效的方法脱除褐煤的水分,扩大褐煤经济利用范围具有重大意义。褐煤热压脱水是在一定的温度和压力下对褐煤进行加热加压,以模拟成煤过程,从而改变褐煤内部结构,脱除煤中水分,增加发热量,使褐煤的物性趋向于烟煤。由于该脱水方法在一定的压力下进行,煤中水分以液态形式脱除,因此能耗较低。此外由于采用热压对褐煤进行改质,可以有效抑制褐煤脱水后的再回水作用,因此具有良好的应用前景。本文针对褐煤热压脱水技术,搭建脱水试验台,并通过热分析等试验方法确定脱水工况,对我国蒙东大雁褐煤在不同压力下热压脱水,得到脱水后褐煤。褐煤的水分有明显程度的下降,全水分仅为原褐煤的25%左右,收到基发热量增加35%-40%。热压后褐煤的回水有一定的抑制。通过电镜扫描和低温氮吸附研究热压脱水前后褐煤的外表面形态和孔隙结构,褐煤热压后表面光滑且孔体积变小。通过对理论经济性分析得到脱水后褐煤的运输经济性和电厂经济性有很大的提高。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-28
  1.1 世界能源及煤炭发展现状  11-15
    1.1.1 世界能源及煤炭发展现状  11-12
    1.1.2 我国能源及煤炭发展现状  12-14
    1.1.3 浙江省经济和能源概况  14-15
  1.2 蒙东褐煤资源概述  15-18
    1.2.1 褐煤概述  15
    1.2.2 世界褐煤资源概况  15
    1.2.3 我国褐煤资源概况  15-16
    1.2.4 内蒙古自治区褐煤资源概况  16-18
  1.3 褐煤的利用现状及脱水的意义  18-19
    1.3.1 褐煤的利用现状  18
    1.3.2 褐煤脱水的意义  18-19
  1.4 褐煤脱水技术背景  19-26
    1.4.1 褐煤脱水概况  19-20
    1.4.2 褐煤脱水方法分类  20-24
    1.4.3 褐煤脱水工艺比较  24-25
    1.4.4 褐煤脱水工程应用概况  25
    1.4.5 褐煤脱水方法存在的问题  25-26
  1.5 本文研究内容及方法  26-28
2 褐煤的水分  28-40
  2.1 引言  28
  2.2 褐煤的水分  28-29
    2.2.1 褐煤的水分  28
    2.2.2 褐煤高水分的原因  28-29
  2.3 褐煤中水分的分类  29-31
    2.3.1 外在水  29-30
    2.3.2 孔隙水  30
    2.3.3 分子水  30
    2.3.4 结晶水  30-31
  2.4 不同水分析出所需能耗研究  31-38
    2.4.1 热重-差热联用试验  31-33
    2.4.2 试验数据处理  33-36
    2.4.3 不同水分的脱水能耗  36-38
    2.4.4 同种水分子的脱水能耗差  38
  2.5 本章小节  38-40
3 蒙东褐煤热压脱水试验研究  40-51
  3.1 引言  40
  3.2 热压脱水试验台  40-41
  3.3 热压脱水试验工况选择  41-46
    3.3.1 蒙东褐煤的燃烧特性  42-43
    3.3.2 蒙东褐煤的温升速率  43-45
    3.3.3 蒙东褐煤的可压缩性  45-46
    3.3.4 蒙东褐煤热压脱水工况选择  46
  3.4 蒙东褐煤热压脱水试验  46-48
    3.4.1 试验步骤  46
    3.4.2 蒙东褐煤热压脱水效果  46-47
    3.4.3 热压褐煤的回水特性  47-48
  3.5 温度和压力分别对褐煤脱水的作用  48-49
    3.5.1 温度对褐煤脱水的作用  48-49
    3.5.2 压力对褐煤脱水的作用  49
    3.5.3 预热后冷压对褐煤脱水的作用  49
  3.6 本章小节  49-51
4 热压脱水对褐煤的改质  51-63
  4.1 引言  51
  4.2 热压脱水后褐煤的煤质特征  51-56
    4.2.1 热压脱水后褐煤的煤质指标  51-52
    4.2.2 热压脱水后褐煤的发热量  52
    4.2.3 热压脱水后褐煤的挥发分  52-53
    4.2.4 热压脱水后褐煤的灰分  53
    4.2.5 热压脱水后褐煤的元素组成  53-54
    4.2.6 热压脱水后褐煤的燃烧特性  54-55
    4.2.7 热压脱水后褐煤的其它性质  55-56
  4.3 热压脱水后褐煤的表面形态  56-57
  4.4 热压脱水后褐煤的孔隙特性  57-61
    4.4.1 热压脱水后褐煤孔隙结构  57-60
    4.4.2 灰对热压效果的影响  60-61
  4.5 本章小节  61-63
5 褐煤脱水的经济性分析  63-78
  5.1 引言  63
  5.2 脱水理论能耗  63-65
    5.2.1 加热水所需的理论能量  63-64
    5.2.2 加热干燥煤所需的理论能量  64-65
    5.2.3 褐煤脱水理论能耗  65
  5.3 运输经济性  65-69
    5.3.1 褐煤脱水的坑口利用经济性  65-66
    5.3.2 褐煤脱水的铁路运输经济性  66-68
    5.3.3 褐煤脱水的海运经济性  68-69
  5.4 对制粉系统和锅炉影响  69-76
    5.4.1 机组设备及煤质指标  69-72
    5.4.2 对电厂制粉系统的影响  72-73
    5.4.3 对电厂锅炉负荷的影响  73-75
    5.4.4 对电厂锅炉排烟损失的影响  75-76
  5.5 本章小节  76-78
6 全文总结及展望  78-83
  6.1 全文总结  78
  6.2 主要研究内容及结论  78-81
  6.3 不足及展望  81-83
参考文献  83-93
作者简介  93

蒙东褐煤热压脱水机理与经济性研究

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