胜利褐煤微波干燥特性研究

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我国褐煤资源丰富,但是褐煤含水率高、热值低、易自燃等特点不利于直接利用与运输,因此利用前需要脱水提质。微波加热的选择性、及时性和整体性等特点对褐煤微波干燥优势明显。本文在微波加热系统上对褐煤进行干燥试验,探索褐煤微波干燥规律。  研究了功率、粒径、初始含水率等对褐煤微波干燥的影响。试验发现,微波辐照下褐煤分阶段干燥:初步干燥、快速干燥和降速干燥。随微波功率增大,最终脱水效率先增大后减小,功率550W时褐煤最终脱水效率最高为88.16%,在700W时最终脱水效率为87.83%;粒径对褐煤干燥有一定影响,10~18目褐煤干燥效果最佳,最终脱水效率为68.13%;初始含水率对褐煤微波干燥有明显影响,褐煤脱水速率随初始含水率降低而降低。采用薄层干燥模型(Page模型)对各因素进行能量分析,综合比较,功率230W、粒径10~18目、初始含水率为30%工况干燥效果最佳,能耗为2853(kJ/kg H2O),最佳薄层干燥方程为Mt=exp(-0.06052t1.53397),R2=0.99623。  研究了不同添加剂对褐煤微波干燥的影响。研究表明,添加氯化钠对褐煤微波干燥有明显影响,5%比例干燥效果最佳,最终脱水效率为92.57%,最终脱水效率相比无添加褐煤提高35.87%;随碳酸钠添加比例的增加,褐煤最终脱水效率先增大后减小,3%比例干燥效果最好,脱水效率为88.88%;添加活性炭对褐煤微波干燥有一定影响,随添加比例增大最终脱水效率增大,10%比例干燥效果最好,最终脱水效率相比无添加褐煤提高17.23%;在添加还原性铁试验中,添加10%还原性铁的最终脱水效率最高,相比无添加褐煤提高幅度为21.58%。在各添加剂中,最佳添加比例能耗分别为2131(kJ/kg H2O)、2132(kJ/kg H2O)、2580(kJ/kg H2O)、2209(kJ/kg H2O)。基于最终含水率10%对四种添加剂进行能量分析,添加5%氯化钠干燥效果最佳,用时3.3min,能耗为1074(kJ/kg H2O)。  本文掌握了褐煤微波干燥的相关规律,明确了褐煤干燥的最优参数,对褐煤微波干燥的工程应用具有指导价值。
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