煤干燥Aspen-Plus教程
煤干燥Aspen Plus教程
基于Aspen Plus V8.8 自带help文件整理编写
一、整体思路：
1.1 简易流程说明
1.2 Flowsheet：
DRY-REAC 采用Rstoic模块，选用绝热反应器
DRY-FLSH 采用FLASH2模块，由于Rstoic模块物流出口只有一个，该模块用于模拟干燥后的干煤和废气的分离；
二、全局设定
2.1 全局物流类型选择MIXCIPSD
MIXCIPSD for the global Stream class
Flow Basis 选择Mass 即质量基准
三、定义物流
3.1 WET-COAL
输入WET-COAL的工业分析、元素分析和全硫分析
说明：
The values meet the following consistency requirements:
?SULFANAL values sum to the ULTANAL value for sulfur.
?ULTANAL value for ash equals the PROXANAL value for ash.
?ULTANAL values sum to 100.
?PROXANAL values for FC, VM, and ASH sum to 100.
四、定义BLOCKS
4.1 定义：DRY-FLSH 给定压力：PRESSURE=**
绝热分离：DUTY =0
4.2 定义：DRY-REAC给定压力：PRESSURE=**
绝热脱水：HEAT DUTY =0
4.3 定义REACTIONS:
COAL(wet)→0.0555084 H2O
说明：
Aspen Plus treats all nonconventional components as if they have a molecular weight of 1.0. The reaction indicates that 1 mole (or 1 lb.) of coal reacts to form 0.0555084 mole (or 1 lb.) of water.
煤样水分的测定
煤样水分的测定 一、内水的测定 1 测定原理：空气干燥法 称取一定量的空气干燥煤样，置于105～110℃干燥箱中，在空气流中干燥到质量恒定。然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。 2 仪器、设备: 干燥箱：带有自动控温装置，内装有鼓风机，并能保持温度在105～110℃范围内； 干燥器：内装变色硅胶； 玻璃称量瓶：直径40mm ，高25mm ，并带有严密的磨口盖； 分析天平：感量。 3测定步骤： 在预先干燥并恒重过(精确至的称量瓶中称取粒度小于 mm 以下的空气干燥煤样（1±）g ，精确至，平摊在称量瓶中。打开称量瓶盖，放入预先鼓风（预先鼓风是为了使温度均匀。将称好装有煤样的称量瓶放入干燥箱前 3～5min 就开始鼓风）并已加热到105～110℃的干燥箱中。在一直鼓风的条件下，烟煤干燥1h ，无烟煤干燥1～.从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温(约20min) 后，称量。然后进行检查性干燥，每次30min ，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过 .或质量增加时为止。在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量为计算依据。水分在％以下时，不必进行检查性干燥。 4 结果计算： 空气干燥煤样的水分按下式计算： Mad == m m 1 × 100 式中: Mad ——空气干燥煤样的水分含量，%； m1——煤样干燥后失去的质量，g ；
m——煤样的质量，g。 5水分测定的精密度： 水分测定的重复性如下表规定。 附: 仪器分析（内水测定简易操作步骤） 1准备好水/灰分坩埚，试验样品，样勺，检查控制线路和电源线路是否坚固好。 2打开电源，启动计算机。 3双击《SDTGA5000a》软件 4单击《设置》中的《参数设置》，水分方法[自定义水]单击《保存》 5单击〈〈实验〉〉中的〈〈称样〉〉；称量项目[水分]，测试方法[自定义水]，试样个数[]，新编号；单击〈〈开始〉〉，按提示操作（放入坩埚，加入试样），点击〈〈确认〉〉。该试验一般需用时30min。 6实验结束后，系统进入“恒温”状态。 7退出〈〈SDTGA5000a〉〉软件，关闭计算机。 二. 外水的测定 1 测定原理：空气干燥法 称取一定量的空气干燥煤样，置于70～80℃干燥箱中，在空气流中干燥到质量恒定。然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。 2 仪器、设备: 干燥箱：带有自动控温装置，内装有鼓风机，并能保持温度在105～110℃范围内； 干燥器：内装变色硅胶； 浅盘：有镀锌薄铁板或铝板等耐腐蚀又耐热的材料制成；其面积能以大约cm2煤样的比例容
褐煤的干燥技术要求
褐煤的干燥技术要求 褐煤 Lignite (coal)；brown coal ；wood coal 褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤。一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。化学反应性强，在空气中容易风化，不易储存和远运。 褐煤的用途主要包括气化、液化、炼焦、燃烧等，几乎所有褐煤作为原料的煤炭加工都需要进行预先的煤炭干燥，针对褐煤的不同用途对褐煤干燥技术的要求在此简练总结，为公司干燥技术的精品工程研发及系统化研发提供一定的技术背景参考。不同用途的褐煤对干燥产品的多项要求都不相同，其中粒度和湿含量是最基本的两项。 粒度 生产不同用途的褐煤型煤，对褐煤破碎粒度要求是不同的，见表1。对生产高温炼焦和低温干馏用的型煤，褐煤破碎粒度分别要求小于1mm和小于3mm，作动力用时则粒度可更粗些。 表1 生产不同用途的褐煤型煤对煤破碎粒度的要求（mm） 湿含量 满足不同褐煤用途之工艺要求，压块、炼焦、制备煤气、液态燃料合成以及现代蒸汽锅炉燃烧等用煤对湿含量都有严格的限制，褐煤水分究竟脱除多少合适，需要综合考虑诸如原煤水分、价格、脱水特性和运输距离等因素。表2列出了若干用途之煤的允许湿含量范围。 表2 不同用途之褐煤的湿含量范围
实验室的研究认为，决定褐煤脱水率的因素主要是热源温度和压力。此外，处理时间、原料煤粒度、配管方式、热源和物料向干燥器内的流入方式，脱水过程中生成的分解气体与热水和褐煤的分离方法等均对脱水率有很大的影响。 除粒度和湿含量外，针对不同的褐煤用途，抑或同种用途选择的工艺不同，褐煤干燥工艺段的技术和产品要求各有不同。 气化 原理上讲，现有的固定床气化法、流化床气化法和气流床气化法都可用于褐煤气化，气化方法选择时受到煤的性质、用途时等因素的制约。 表不同气化方法的比较
煤炭的各项指标
煤炭的各项指标 第一个指标：水分。 煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。 煤中水分过大是，不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。 现在我们常报的水份指标有： 1、全水份（Mt），是煤中所有内在水份和外在水份的总和，也常用Mar表示。通常规定在8%以下。 2、空气干燥基水份(Mad)，指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。也可以认为是内在水份，老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。 第二个指标：灰分 指煤在燃烧的后留下的残渣。 不是煤中矿物质总和，而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。 灰分高，说明煤中可燃成份较低。发热量就低。 同时在精煤炼焦中，灰分高低决定焦炭的灰分。 能常的灰分指标有空气干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。也有用收到基灰分的（Aar）。 第三指标：挥发份（全称为挥发份产率）V 指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物，不全是煤中固有成分，还有部分是热解产物，所以称挥发份产率。 挥发份大小与煤的变质程度有关，煤炭变质量程度越高，挥发份产率就越低。 在燃烧中，用来确定锅炉的型号；在炼焦中，用来确定配煤的比例；同时更是汽化和液化的重要指标。 常使用的有空气干燥基挥发份（Vad）、干燥基挥发份（Vd）、干燥无灰基挥发份（Vdaf）和收到基挥发份（Var）。 其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。 其他指标： 煤炭的固定碳（FC） 固定碳含量是指去除水分、灰分和挥发分之后的残留物，它是确定煤炭用途的重要指标。从100减去煤的水分、灰分和挥发分后的差值即为煤的固定碳含量。根据使用的计算挥发分的基准，可以计算出干基、干燥无灰基等不同基准的固定碳含量。 发热量（Q） 发热量是指单位质量的煤完全燃烧时所产生的热量，主要分为高位发热量和低位发热量。煤的高位发热量减去水的汽化热即是低位发热量。发热量的国标单位为百万焦耳/千克（MJ/KG）常用单位大卡/千克，换算关系为：1MJ/KG=239.14Kcal/kg;1J=0.239cal;1cal=4.18J。如发
煤中全水分的测定方法
煤中全水分的测定方法 2008-06-08 00:12 煤中全水分的测定方法 Determination of total moisture in coal 国家标准局1984-08-07 发布1985-05-01 实施 本标准适用于褐煤、烟煤和无烟煤的商品煤样、生产煤样和煤层煤样的全水分测定。全水分是指煤样在采取时所含水分的总量。 本标准规定测定煤中全水分的三种方法，其中方法A 仅适用于烟煤和无烟煤，并作为测定烟煤和无烟煤全水分的仲裁方法。而方法B 和C 适用于褐煤、烟煤和无烟煤，并以方法B 作为测定褐煤全水分的仲裁方法。 方法要点：煤样在105～110℃或145±5℃的干燥箱中干燥至恒重，以煤样的失重计算水分的百分含量。 1 仪器设备 1.1 干燥箱：内附鼓风机，并带有自动调温装置，温度能保持在105～110℃或145±5℃范围内。 1.2 浅盘：由镀锌薄铁板或铝板等耐腐蚀又耐热的材料制成，其面积能以大约每平方厘米0.8g煤样的比例容纳500g 煤样。而且盘的重量应小于500g。 1.3 托盘天平：感量为1g 和5g 各一台。 1.4 干燥器：内装干燥剂(变色硅胶或未潮解的块状无水氯化钙)。 1.5 玻璃称量瓶：直径为70mm，高为35～40mm，并带有严密的磨口盖。 1.6 分析天平：感量为1mg。 2 煤样的制备
2.1 按照GB 474—83《煤样的制备方法》中第 3.9 条缩制煤样。 2.2 方法A 和B 采用最大粒度不超过13mm，煤样量约2kg。方法C 采用最大粒度不超过6mm，煤样量不应少于300g①。 2.3 在测定全水分之前，首先应检查装有煤样的容器的密封情况，然后将其表面擦拭干净，用托盘天平(1.3)称重②，并与容器上标签所注明的重量进行核对。如果称出的煤样毛重(即煤样与容器的总重量)小于标签上所注的毛重(不超过1%)，并且能确定煤样在运送过程中没有损失时，应将减轻的重量作为煤样在运送过程中的水分损失量。并计算出该量对煤样净重(标签上煤样毛重减去容器的重量)的百分数(W1)，在计算煤样全水分时，应加入这项损失，并将容器中的煤样充分地混合。 注：①GB474—83《煤样的制备方法》中3.9.3 全水分煤样粒度小于 3mm，煤样量100g 的规定改为本条的规定。 ②当煤样与容器的总重量不超过1kg 时，应采用感量为1g 的托盘天平进行称重。 3 测定步骤 3.1 方法A 用已知重量的干燥、清洁的浅盘(1.2)称取煤样500g(称准到1g)，并将盘中的煤样均匀地摊平。将装有煤样的浅盘放入预先鼓风注并加热到105～110℃的干燥箱(1.1)中，在不断鼓风的条件下烟煤干燥2～2.5h，无烟煤干燥3～3.5h。再从干燥箱中取出浅盘，趁热称重。然后进行检查性的试验，每次试验30min，直到煤样的减量不超过1g 或者重量有所增加时为止。在后一情况下，应采用增重前的一次重量作为计算依据。 注：将称好煤样的盘子放入干燥箱之前3～5min 开始鼓风。 3.2 方法B 用已知重量的干燥、清洁的浅盘(1.2)称取煤样500g(称准到1g)，并将盘中的煤样均匀地摊平。
煤样水分的测定
煤样水分的测定
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煤样水分的测定 一、内水的测定 1 测定原理:空气干燥法 称取一定量的空气干燥煤样，置于105～1１０℃干燥箱中,在空气流中干燥到质量恒定。然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。 2 仪器、设备: 2．1干燥箱:带有自动控温装置,内装有鼓风机，并能保持温度在105～110℃范围内; 2.２干燥器：内装变色硅胶; ２.3玻璃称量瓶:直径40ｍm ，高25mm,并带有严密的磨口盖; 2.4分析天平:感量0.00０1g 。 ３测定步骤: ? 在预先干燥并恒重过(精确至0.０002g)的称量瓶中称取粒度小于0.2 mm 以下的空气干燥煤样(１±0.１）g ，精确至０．0０02g ，平摊在称量瓶中。打开称量瓶盖,放入预先鼓风(预先鼓风是为了使温度均匀。将称好装有煤样的称量瓶放入干燥箱前 3~5min 就开始鼓风）并已加热到1０５～1１０℃的干燥箱中。在一直鼓风的条件下,烟煤干燥1ｈ，无烟煤干燥１～1．５h.从干燥箱中取出称量瓶,立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温(约２０mi ｎ） 后,称量。然后进行检查性干燥，每次３０min ，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过 0．0０10g.或质量增加时为止。在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量为计算依据。水分在２.00%以下时，不必进行检查性干燥。 4 结果计算: ? 空气干燥煤样的水分按下式计算： Ｍad =＝ m m 1 × 1０0 式中: Mad ——空气干燥煤样的水分含量,%; ?ｍ1——煤样干燥后失去的质量，g; ?m ——煤样的质量,g 。 5水分测定的精密度： 水分测定的重复性如下表规定。 水分/% 重复性限Ｍad/% <5．00 ０.20 5.０0—１０.00 ０.30 ＞10.０0 0.40 附： 仪器分析(内水测定简易操作步骤） 1准备好水／灰分坩埚，试验样品，样勺,检查控制线路和电源线路是否坚固好。 2打开电源，启动计算机。 3双击《ＳDT ＧA50０0a 》软件 4单击《设置》中的《参数设置》，水分方法［自定义水]单击《保存》 ５单击〈〈实验〉〉中的〈〈称样〉〉;称量项目[水分]，测试方法[自定义水］,试样个数[]，新编号;单击〈〈开始〉〉,按提示操作(放入坩埚,加入试样)，点击〈〈确认〉〉。该试验一般需用时３0mi ｎ。 6实验结束后，系统进入“恒温”状态。
煤干燥粉煤制备AspenPlus教程
煤干燥和粉煤制备Aspen Plus教程 一、整体思路： 1.1 简易流程说明 1.2 Flowsheet： DRY-REAC 采用Rstoic模块，选用绝热反应器 DRY-FLSH 采用FLASH2模块，由于Rstoic模块物流出口只有一个，该模块用于模拟干燥后的干煤和废气的分离； 二、全局设定 2.1 全局物流类型选择 MIXCIPSD MIXCIPSD for the global Stream class Flow Basis 选择Mass 即质量基准 三、定义物流 3.1 WET-COAL
输入WET‐COAL的工业分析、元素分析和全硫分析 Element Value Ash 9.2 Carbon 67.1 Hydrogen 4.8 Nitrogen 1.1 Chlorine 0.1 Sulfur 1.3 Oxygen 16.4 Element Value Pyritic 0.6
Element Value Sulfate 0.1 Organic 0.6 说明： es meet the following consistency requirements: sulfur. sh. 00. .1 定义：H 给定压力：PRESSURE=** DUTY 定义：DRY-REAC SSURE=** 绝热脱水：HEA 4.3 定义 REACTIONS:spen lus treats all nonconventional components as if they have a molecular weight of 1.0. The valu ? SULFANAL values sum to the ULTANAL value for ? ULTANAL value for ash equals the PROXANAL value for a ? ULTANAL values sum to 100. ? PROXANAL values for FC, VM, and ASH sum to 1 四4、定义BLOCKS DRY-FLS 绝热分离： =0 4.2 给定压力：PRE T DUTY =0 COAL(wet)→0.0555084 H 2O 说明： A P a The re ction indicates that 1 mole (or 1 lb.) of coal reacts to form 0.0555084 mole (or 1 lb.) of water. 说明：
空气干燥煤样挥发分的测定
空气干燥煤样挥发分的测定 1题目：空气干燥煤样挥发分的测定GB/T212—2001 2目的：测定煤的空气干燥基挥发分产率 3仪器： 3.1 马弗炉：XL-1型箱型高温炉； 3.2 控制气：ZNHW-III型智能微电脑控温仪； 3.3 干燥器：内装变色硅胶； 3.4 电子天平：BS 124S型感量0.0001g； 3.5 挥发分坩埚：带有配合严密的盖的瓷坩埚，使用前应预先编号干燥； 3.6 坩埚架：由镍络丝制成，一次可放4~6个坩埚。 4试剂和材料： 变色硅胶：工业用品。 5实验步骤： 5.1 用预先在900℃温度下灼烧至质量恒定的带盖坩埚,精确到0.2mm，记录坩埚的质量。5.2 用坩埚称取粒度为0.2mm以下的空气干燥煤样1±0.1g，精确到0.0002g，然后轻轻振动坩埚，使煤样摊平，盖上盖，放在坩埚架上。褐煤和长焰煤应预先压饼，并切成约3mm的小块。 5.3打开控温仪电源开关，按“选项”键，选择项目“6”，按“启动”键，控制器自检约30s，控制器将马弗炉预先加热至920℃左右。 5.4 打开炉门，迅速将放有坩埚的架子送入恒温区并关上炉门，坩埚及架子刚放入后，炉温会有所下降，但必须在3min内使炉温恢复至900±10℃，否则此试验作废。（参见说明书可控硅加热时间调整的说明）。 5.5 加热至6分半钟时，控制器报警10秒，提示操作人员取样，操作人员应准确地在7分钟时将试样及坩埚架取出。 5.6 从炉中取出坩埚后，放在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温（约20min）后，称量。 5.7 测定挥发分所得焦渣的特性，按下列规定加以区分： 5.7.1 粉装—全部是粉末，没有相互粘着的颗粒。 5.7.2 粘着—用手指即成粉末或基本上是粉末，其中较大的团块轻轻一碰即成粉末。 5.7.3 弱粘结—用手指轻压即成小块。 5.7.4 不熔融粘结—以手指用力压才裂成小块，焦渣上表面无光泽，下表面稍有银白色光 泽。下表面银白色光泽更明显。 5.7.5 不膨胀熔融粘结—焦渣形成扁平的块，煤粒的界线不易分清，焦渣上表面有明显银 白色金属光泽，下表面银白色光泽更明显。 5.7.6 微膨胀熔融粘结—用手指压不碎，焦渣的上、下表面均有银白色金属光泽，但焦渣 表面具有较小的膨胀泡（或小气泡）。 5.7.7 膨胀熔融粘结—焦渣上、下表面有银白色金属光泽，明显膨胀，但高度不超过15mm。 5.7.8 强膨胀熔融粘结—焦渣上、下表面有银白色光泽，焦渣高度大于15mm。 5.8分析结果的计算
煤炭种类及简介
褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤。品质会随矿藏的条件变化而变化，但其有易点燃，燃烧彻底、低硫等特点常做火力发电厂的燃料。褐煤是一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。化学反应性强，在空气中容易风化，不易储存和远运。 传说百年前，有位媳妇从娘家探亲回来，忽然发现炉灶灰堆里有几块没有燃尽的火炭(火种)，大似拳头，小如杏核。惊喜之余，这媳妇就往炭上放了几块碎炭。不一会儿，炭就吸着了。从此，“住娘家炭”的趣说，便在民间流传至今。“住娘家炭”学名叫褐煤，又称煨炭。褐煤呈褐色或褐黑色，光泽暗淡。煤化程度高于泥炭，属于年轻煤。褐煤具有独到的优良秉性，取暖时，只要往炉里放上几块火种，火种上再放一些捣成块的褐煤，不多会儿，炭就忽忽忽地着了。涮羊肉时，如果用这种没有黑烟的火种当木炭火苗很旺。做饭时，若没有火种，没有劈柴，顺手取一张报纸，就可把褐煤点燃。褐煤质松、易风化。保存褐煤，必须躲避风雨，放在屋里。若经风吹日晒、雨淋，不明显的层状结构，就被剥蚀得像鱼鳞鳞片似的浮泛起来。较紧密的结构，也变得松松散散，以至最后把褐煤风化成粉末。褐煤除直接用于燃料、可供发电外，还能分解出煤气、煤焦油、焦炭;提取苯、合成氨、氨乙烯、乙炔等多种化工原料;回收稀有元素锗、镓、钒、铀、钆、铍;其液体部分的煤焦油和轻油以高压加氢，可制造汽油、煤油、柴油、润滑油;精制后的苯酚和二甲酚，是合成纤维和塑料的原料。 长焰煤是变质程度最低的一种烟煤，是煤化程度仅高于褐煤的最年轻烟煤，从无粘结性到弱粘结性的都有。 长焰煤是指镜质组最大反射率R介于0.50% ～0. 65% 的高挥发分低煤阶烟煤。 不黏煤（英文名Nonbakingcoal）是一种低-中变质程度的烟煤，它的丝炭化组分普遍含量高，水分大，氧含量较高，氮，氢，碳含量则比一般相同变质程度的煤低。 弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。加热时，产生较少的胶质体。单独炼焦时，有的能结成强度很差的小焦块，有的则只有少部分凝结成碎焦屑，粉焦率很高。中国煤炭分类国家标准中，对中、低煤化度而粘结性极弱的烟煤的称谓。该标准规定，弱粘煤的干燥无灰基挥发分(见煤的分析)Vdaf>20～37%，粘结指数G>5～30。它是非炼焦煤(见炼焦用煤)，主要用作工业和民用燃料，亦可用作气化原料。中国弱粘煤的灰分和硫分比较低。在炼焦配合煤(见配煤) 中，当有足够量的强粘结性肥煤时，可以部分地配入弱粘煤，以降低焦炭中的灰分和硫分。中国典型煤种有山西大同煤。 气煤是煤化程度较低的一种烟煤，不粘结或微具粘结性。在层状炼焦炉中不结焦。燃烧时火焰短，耐烧。隔绝空气加热，可产生大量煤气。有的气煤还可以用来炼油和提取化工原料。 [2] 作为炼焦煤中储量最大的气煤，大多具有低灰、低硫的特点，配煤炼焦可以显著降低焦炭的灰、硫等有害成分，同时减少焦化污染物排放，缓解冶金生产对大气环境的影响，是最具开发潜力的炼焦煤种。 气肥煤(QF)。气肥煤是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类，有的称为液肥煤。炼焦性能介于肥煤和气煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。气肥煤最适合
煤干燥Aspen-Plus教程
煤干燥Aspen Plus教程 基于Aspen Plus V8.8 自带help文件整理编写 一、整体思路： 1.1 简易流程说明 1.2 Flowsheet： DRY-REAC 采用Rstoic模块，选用绝热反应器 DRY-FLSH 采用FLASH2模块，由于Rstoic模块物流出口只有一个，该模块用于模拟干燥后的干煤和废气的分离； 二、全局设定 2.1 全局物流类型选择MIXCIPSD MIXCIPSD for the global Stream class Flow Basis 选择Mass 即质量基准
三、定义物流 3.1 WET-COAL 输入WET-COAL的工业分析、元素分析和全硫分析
说明： The values meet the following consistency requirements: ?SULFANAL values sum to the ULTANAL value for sulfur. ?ULTANAL value for ash equals the PROXANAL value for ash. ?ULTANAL values sum to 100. ?PROXANAL values for FC, VM, and ASH sum to 100. 四、定义BLOCKS 4.1 定义：DRY-FLSH 给定压力：PRESSURE=** 绝热分离：DUTY =0 4.2 定义：DRY-REAC给定压力：PRESSURE=** 绝热脱水：HEAT DUTY =0 4.3 定义REACTIONS: COAL(wet)→0.0555084 H2O 说明： Aspen Plus treats all nonconventional components as if they have a molecular weight of 1.0. The reaction indicates that 1 mole (or 1 lb.) of coal reacts to form 0.0555084 mole (or 1 lb.) of water.
浅谈分析煤样烘干时间与空干时间的关系
浅谈分析煤样烘干时间与空干时间的关系 【摘要】煤炭是我国的基本能源，在我国能源中占据这非常重要的地位。文章以实验的方法得出不同全水分煤样的最佳烘干时间：即全水分超过20%时煤样的最佳烘干时间在4h-5h之间；全水分在12%-20%之间时煤样的最佳烘干时间为2h；全水分在5%-11%之间是煤样的最佳烘干时间为1h，并得出分析煤样烘干时间与空干时间的关系，旨在为同行提供提供一定的参考。 【关键词】分析煤样；烘干时间；空干时间；关系 煤炭资源是人类生产和生活中的重要能源，在推动人类社会生产进步中发挥这非常重要的作用。。水分是一项非常重要的煤质指标，水分测定值的大小对煤炭发热量数值的准确性具有直接的影响，当煤炭的空气干燥基水分（煤炭的空气干燥基水分指的是煤样和空气湿度达到平衡时保持的水分，该状态称之为空气干燥状态，国际中对空气干燥状态做出了明确的规定，当煤样的质量变化小于0.1%时，即达到空气干燥状态）增加1%，空干基高位发热量将会降低248J/g，因此，水分在煤的基础理论以及生产加工等研究中都具有非常重要的作用。在分析煤样时，必须保证达到空气干燥状态，使试验过程中煤样中水分的变化程度降到最低，这样才能保证试验结果的精密度以及准确度。 1 实验部分 1.1 实验材料和仪器 （1）实验材料。文章的煤样为某地区的动力煤，根据相关的要求，需要按照规定对在空气干燥状态的煤样每隔1小时进行一次称量。 （2）实验仪器。实验仪器主要包括以下几个方面：电子表、称量皿（直径为7035mm）、电子天平（精度为0.1mg）、ZM-200超离心研磨仪、分热式精密干燥箱（东方红-D型）、二分器、鼓风箱。 1.2 实验方法 用二分器粗略的筛分出300g左右的分析煤样，然后将分析煤样放在托盘中并摊开，煤层的表面负荷不能超过1g/c㎡，或者煤层的厚度不能超过煤样标称量最大粒度的1.5倍，然后将分析煤样放在鼓风箱中烘干数小时（即烘干时间），鼓风箱的温度控制在52摄氏度左右（如果温度超过52摄氏度，会导致煤样表面氧化变质，甚至是出现燃烧现象，影响测量结果），然后将其制成粒度小于0.2mm 的分析样品，用电子天平精确的称量5.0g粒度小于0.2mm的分析煤样，并放置在称量皿中摊平，保证分析煤样和空干托盘中的煤样厚度相同，然后间隔1小时称量一次样品的重量，并检测样品是否达到空干状态，然后记录分析样品达到空干状态的时间（即空干时间），空干时间与烘干时间的总和称之为烘空总时间。
褐煤干燥技术现状及应用潜力的探讨
科技论坛 褐煤干燥技术现状及应用潜力的探讨 曲洋 (中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院,北京100083) 近年来，煤炭消费量 随经济增长逐年上升。随 着中国煤炭资源的不断 减少和烟煤价格大幅上 涨，基于这样紧缺的资源 情况下，国内大型矿业集 团对开采和利用褐煤资 源愈加重视［１］。中国拥有 丰富的褐煤资源，开发褐 煤资源燃烧发电，是经济 发展的必然趋势。 １褐煤干燥必要性 褐煤煤阶低，发热量 较低，挥发分较高，一般在 ４５％￣５５％，且易风化变质， 导致氧含量增加，热值降 低，燃点降低［２］。由于褐煤 中含有较高水分，若将其 直接参与燃烧，由于水分 蒸发过程带走大量热能， 则在燃烧过程中需消耗 大量能量，同时使燃烧排 烟热损失大，降低发电热 效率。另外，较高水分含量 致使褐煤只能在当地使 用，若进行长距离输送， 则增加煤炭成本。此外，在北方高寒地区，富水褐煤在搬运和储存等方面都十分困难。 基于褐煤的性质，若不经过干燥提质，直接燃烧的热效率较低且 不利于长距离输送和贮存。而褐煤干燥后，水分显著降低，发热量大幅提高，方便于运输和贮存。因此，开发高效褐煤干燥技术并进行相关基础理论研究具有重大意义。 ２国外典型褐煤干燥工艺 澳大利亚、美国、德国、日本等国家都有丰富的褐煤资源，为了 增加低阶煤在市场的竞争力，提高效率，在较早时期各国已经开始 进行褐煤干燥技术的研究工作，并取得很大进展［３－１０］。 ２．１德国典型干燥技术 德国褐煤资源十分丰富，对于褐煤干燥技术的研究起步也比较早，较为典型的技术有蒸汽回转管式干燥技术、科林ＤＷＴ蒸汽流化床干燥技术及ＭＴＥ热压脱水工艺，详见表１。 ２．２日本典型干燥技术 日本的典型干燥技术有ＵＢＣ热油工艺，Ｄ－Ｋ工艺，其均为非蒸 发脱水工艺，这对于防止原煤复吸水分及自燃有良好效果。较为新 型的脱水技术为液化二甲醚固体脱水法，由于我国将建设大型ＤＭＥ项目，因此该技术具有很大应用潜力。详见表２。 ２．３美国和澳大利亚典型干燥技术 美国和澳大利亚是煤炭资源大国，其对于褐煤提质研究也很深入，典型的工艺有Ｋ燃料工艺、ＢＣＢ工艺及“冷干”工艺，详见表３。 ３国内干燥工艺介绍 目前，国内许多高校、科研机构和相关的发电企业都在积极开 展褐煤提质技术相关研究并取得一些进展［１１－１４］。 ３．１ＨＰＵ工艺技术由中国矿业大学（北京）与神华国际贸易公司联合开发的的褐煤脱水热压提质ＨＰＵ工艺技术，是在参考怀特能源公司ＢＣＢ技术的基础上，结合国内相关技术研发的一套新型提质技术。依托ＨＰＵ工 艺技术的示范项目———神华宝日希勒１．０Ｍｔ／ａ褐煤提质项目于２００９年试车成功，现已进入整改环节。３．１．１工艺过程将含水褐煤送入复合破碎机破碎，破碎粒度上限为３ｍｍ，破碎后入原料仓，经由螺旋给料机加入直管式干燥器，与干燥器中约７００℃高温烟气混合，粉煤中的水分被高温热烟气蒸发带走，干燥后煤粉最高内水＜１０％。 固、气两相进入旋风分离器分离。煤粉分离后进入热压机高压成型。携带少量煤粉的气流则进入布袋除尘器，净化后的 尾气通过引风机经烟囱排入大气，收集的煤粉进入成型机成型。其直管干燥器为主副管式，具有自主知识产权。３．１．２工艺效果提质后褐煤水分由３３％降到８％￣１０％，煤质发热量提高了６．３ｋＪ／ｇ，产出型煤成球率较高。ＨＰＵ技术主要是利用高温烟气对褐煤 进行闪蒸提质，在无粘结剂条件下迅速压制成型。工艺系统包括原煤准备系统、热烟气系统、干燥系统、热压成型系统、 冷却系统、成品输送储存６大系统和循环流化床高温烟气炉、直管式气流干燥器和无粘结剂高压对辊成型机等关键设备。３．２其他典型干燥工艺大唐国际锡林浩特褐煤滚筒干燥技术该工艺干燥设备为带有摘要：分析褐煤性质的基础上，指出了褐煤干燥提质的必要性。介绍了国内外典型褐煤干燥技术，分析了这些技术的利用状况及优缺点。从资源需求和经济效益角度对褐煤干燥技术潜力进行分析并展望其前景。 关键词：褐煤；提质技术；应用潜力；节能 作者简介：曲洋(1988-)，男，黑龙江齐齐哈尔人,中国矿业大学(北京)在读硕士研究生。主要从事洁净煤技术的相关研究 。９４··
空气干燥状态
对国标中“空气干燥状态”的理解 “空气干燥状态”，是指煤样与空气湿度达到平衡时的状态。国标GB474-1996和《煤炭分析试验方法一般规定》中，对煤样“空气干燥状态”的规定是：“将煤样放入盘中，摊成均匀的薄层，于温度不超过50℃下干燥。如连续干燥1h后，煤样的质量变化不超过0.1，即达到空气干燥状态；空气干燥也可在煤样破碎到0.2mm之前进行。”ISO标准中对“空气干燥状态”的规定是：将煤样摊成薄层，“暴露”于实验室空气中，当煤样所含水分与实验室大气湿度达到大致平衡（一般为m≤0.1），即认为达到“空气干燥状态”。作出这样的规定有两方面原因：一是为保证制备出的分析煤样达到稳定状态后再进行各项目测试，以保证测试结果的稳定性和可靠性；二是因为，随煤质分析方法、煤炭利用和对外贸易的发展，空气干燥煤样的水分已不仅仅是其他基准的换算依据，而已成为煤炭利用和贸易中的重要指标。所以，国标和ISO标准中，都对“空气干燥状态”作出一定量规定。 实际工作中，经常会遇到这样的情况，在原始受检样品的质量、粒度和湿度一般都较大时，因短时间内很难达到“空气干燥状态”，故采用先将煤样破碎到3mm，缩分并粉碎到0.2mm以下，然后再进行空气干燥。 GB474-1996中规定的空气干燥方法中，“温度不超过50℃下干燥”并不是非要加热干燥。自然状态下实验室温度一般也不超过50℃。显然，此规定中包含“加热干燥”和“自然干燥”两种含义；此外，
国标中也未对空气湿度作出相应规定。所以，对国标中规定的空气干燥方法，必须通过实践来深刻认识和理解，并要具体问题具体对待。 煤样达到空气干燥状态的具体操作 大多数商品煤都是露天堆放。受自然环境影响，送检煤样的外表水分一般都较大。制样过程中，必须预先进行干燥处理，否则无法进行粉碎到0.2mm以下的操作。由于在预先干燥（50℃以下）处理过程中，干燥时间的长短是不确定因素，使所制成的分析煤样的“空气干燥状态”也无法预知。这样，就存在两种可能：一是预先干燥时间过长，使煤的内毛细管中水分有少量释出，需要重新吸收空气中的水分；二是预先干燥时间短，需要在大气环境下继续放出水分。鉴于存在这些不确定因素，因此，对已制成的分析煤样，先不要急于在50℃以下加热干燥（若急于加热，对出现的第一种情况无疑是雪上加霜），应先称量和记录试样的质量，然后在室内大气环境下放置一段时间；再称量和记录试样的质量，看其是增量还是减量。如果增量，说明预先干燥时间过长，应在室内继续放置，并每隔半小时检查一次试样质量，直到质量变化小于0.1，即达到了“空气干燥状态”为止；如果减量，说明预先干燥时间短，应将煤样于50℃以下加热干燥1h；然后检查质量变化，直到变化小于0.1为止。
空气干燥煤样水分的测
空气干燥煤样水分的测定 GB/T 212—2001规定了煤中水分的测定方法有A法（通氮干燥法）和B法（空气干燥法），其中A法适用于所有煤种，B法仅适用于烟煤和无烟煤。在仲裁分析中遇到有用空气干燥煤样水分进行校正以及基的换算时，应用方法A法测定空气干燥煤样的水分。本实验采用B法（空气干燥方法）。 一、实验目的 1.学习和掌握空气干燥煤样水分的测定方法及原理。 2. 了解空气干燥煤样的主要作用。 二、实验原理 称取一定量的空气干燥煤样，至于106-110℃干燥箱中，与空气流中干燥到质量恒定。然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。 三、实验试剂、仪器、设备 1.变色硅胶：工业用品。 2.鼓风干燥箱：带有自动控温装置，能保持温度在106-110℃范围内。 3.玻璃称量瓶：直径40mm高25mm，带有严密的磨口盖。 4.干燥器：内装有变色的硅胶。 5.分析天平：感量0.1mg。 四、实验步骤 1.在预先干燥并已称量好的称量瓶煤量取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样 （1.0 1 ）g（称准至0.0001g），平摊在称量瓶中。 2.打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到106-110℃的干燥箱中。在一直 鼓风的条件下，烟煤干燥1小时。 3.从干燥箱中取出称量瓶，立刻盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（20min） 后称量。 4.进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样质量减少不超过 0.0010g或质量增加为止。水分在2.00％以下时，不必进行检查性干燥。 五、实验记录和结果计算 1.实验记录表
2.计算结果 空气干燥煤样水分的质量分数按下式计算 ％1001?=m m M ad 式中 Mad ──空气干燥煤样的水分的质量分数，％； m ──空气干燥煤样的质量，g ； m 1──煤样干燥后减少的质量，g 。 六、注意事项 1. 称取试样前，应将煤样充分混合。 2. 样品必须处于空气干燥状态后方可进行水分测定。国家标准规定制备煤 样时，若在室温下连续干燥1h 后煤样的质量变化不≤0.1%，为达到空气干燥煤样状态。 3. 试样粒度应小于0.2mm ，干燥温度必须按要求加以控制在106-110℃； 干燥时间应为煤样达到完全干燥的最短时间，不同煤源即使同一煤种，其干燥时间也不一定相同。 4. 预先鼓风的目的在于促使干燥箱内空气流动，一方面使箱内温度均匀， 另一方面使煤中水分尽快蒸发，缩短实验周期。应将装有煤样的称量瓶放入干燥箱煤3-5min ，就开始鼓风。 5. 进行检查性干燥中，遇到质量增加时，采用质量增加前一次的质量为计 算依据。 思考题 1、干燥箱为什么要预先鼓风？ 答：预先鼓风的目的在于促使干燥箱内空气流动，一方面使箱内温度均匀，另一方面使煤中水分尽快蒸发，缩短实验周期。应将装有煤样的称量瓶放入干燥箱煤3-5min ，就开始鼓风。 2、为什么要进行检查性干燥？ 答：进一步验证空气干燥煤中的水分是否完全干燥，达到规定之值。
褐煤干燥技术发展
褐煤干燥技术发展 《化学工业杂志》2014 年第五期 1 煤不同利用方式的最佳水含量 在成型、炼焦、气化、低温炭化、加氢液化等过程前，进料煤通常需要被干燥。不同利用方式对煤水含量的需求范围如表1 所示。不同地区褐煤的水含量和组分相差较大，如表2 所示。在实现褐煤干燥这一目标时，需要谨慎地对干燥机的设计进行系统评估，在降低成本、保障安全性的同时，令干燥效率最大化。尽管有许多商业化的干燥技术和设备，但由于褐煤的组分地区差异较大，加之项目用途各有不同，因此没有一种通用的干燥方法可以被用于褐煤干燥，均需要试验以确定可达到目标的干燥方法。 2 褐煤干燥技术 自20 世纪20 年代开始，人们开发了大量的煤炭脱水和提质工艺，以生产低水含量、高热值、便于运输的煤。表3 中列出了常见的干燥机类型及其特点。 2.1 蒸发干燥技术 2.1.1 回转滚筒式干燥机回转滚筒式干燥机是目前最完善、通用性最强的干燥设备。回转滚筒式干燥机可分为直接加热和间接加热两大类，基本设计元素包括以低速旋转的滚筒和安装在滚筒外部的绝缘圆柱形外壳。直接接触式干燥机中，湿物料与干燥介质直接接触。干燥热空气、烟道气以及过热蒸汽都可以被用作加热介质。其加热介质中，氧气需要被严格去除，以避免其与煤粉直接接触发生爆炸。干燥介质可以通过并流或逆流的形式与待干燥的物料接触，尽管逆流操作的热效率更高，但褐煤干燥工艺通常采用并流方式，以避免干燥机出口处局部温度过高，导致爆炸。间接接触式干燥机(煤在管内流动，蒸汽通过管壁传热)即管式干燥机，其通过蒸汽间接换热蒸发褐煤中的水分而将水脱除。这种干燥机从外观看与回转滚筒式干燥机相似，但因内部设置了大量的干燥管，故名管式干燥机。间接干燥具有：（1）安全、可靠性高；（2）从褐煤中干燥出的水分及其热能便于回收利用；（3）干燥介质可循环使用等特点。管式干燥机结构上为一回转滚筒系统，如图2 所示。在滚筒壳体内有一个多管系统，筒体稍微倾斜。原煤连续不断地从上方送入干燥机管内，由于鼓体是倾斜的，当鼓体旋转时，煤不停地流到出口。干燥所需的热能由多管系统内的低压蒸汽提供。低压蒸汽沿鼓体轴向进入，并迅速向管外表面扩散；与煤一起进入机体内的空气吸收了水分以后，在电除尘器内与干煤粉分离，回收热量和蒸汽后排入大气。由于褐煤具有很高的反应活性，在干燥过程中易在高温下自燃。因此干燥条件较温和的间接接触式干燥在褐煤干燥过程中具有明显的优势。 2.1.2 流化床干燥机流化床干燥具有较高的传热、传质速率，是一种对于颗粒或颗粒状固形物较为理想的干燥技术，在各行业中都有较广泛的应用，包括化学品、医药和生物制品、食品、高分子聚合物等。与传统的回转滚筒式干燥机相比，流化床干燥机在干燥平均粒径为50~5000mm 的颗粒时具有很强的竞争优势。根据干燥进料组成和产品的需求的不同，流化床干燥机衍生出多种不同的形式，可分为批式、全混连续式、平推流式、振动式、机械搅拌式、离心式和喷射床式几大类，各有其优缺点和应用范围。流化床干燥机具有占地小、成本相对较低、维护费用较低和易操作等优点，而其主要缺点在于耗电量较高、气体处理量较大、容易产生较多的产品损耗，以及进料形状缺乏弹性等。Klutz 等［4］开发了WTA 工艺（带内部热循环的流化床蒸汽干燥工艺）。该工艺以过热蒸汽作为加热介质，经过流化床后的蒸汽在此工艺中经过疏水阀，冷凝的水用于湿煤的预热，蒸汽部分则通过蒸汽压缩机转化为过热蒸汽重新循环使用。蒸汽潜热在此工艺过程中循环使用，提高了热能利用率。应用该工艺的流化床蒸汽干燥机的煤水分蒸发速率提高了约70%，而流化速率降低了约65%。 2.2 非蒸发脱水技术由于在脱水过程中节省了煤中水分的蒸发热，因此以非蒸发方式脱除煤的水分具有很高的能效，并可以简化设备、降低成本。 2.2.1 机械热压脱水技术机械热压脱水技术（MechanicalThermalEx-pression，MTE）是德国的Strauss 小组［5］提出的，最早被开发用于电厂原料褐煤的提质。澳大利亚合作研究中心对其进行了深入研究，并认为其是可能被商业化的褐煤脱水技术。MTE 过程将热法脱水和机械压缩脱水结合在一起，可分为四个步骤：热水预热、蒸汽加热、机械压缩和闪蒸脱水。在整个脱水过程中，首先将褐煤加热到相对温和的温度（小于220℃），此时褐煤的物理化学性能发生了一定变化，使煤更易被后续的机械压缩，含有的水分以液态形式脱除。 2.2.2 热水脱水技术热水脱水技术（HotWaterDrying）是由北达科他州的能源与环境研究中心（EERC ）开发的。在该工艺中，湿煤与饱和蒸汽接触10min 左右，加热到240℃，水分从煤的微孔中被由脱羧作用释放的CO2 挤出。疏水性的油在加压水环境下仍然留存在煤的表面，形成了一层包裹微孔的疏水
煤干燥技术及对比样本
常见的褐煤预干燥技术及对比 滚筒干燥技术 该技术能够将褐煤水分降至15%左右, 脱水率高, 热值提升至4500大卡左右。其原理是将料煤经破碎至0-50mm后放入充满约500℃的高温热风的滚筒。在倾斜转动的滚筒内, 由滚筒壁上的扬料板使褐煤在干燥筒体内行程稳定的形成全断面料幕, 使烟气与原煤充分交换热量, 交换时间在30分钟左右, 从而使褐煤得到干燥。 滚筒干燥技术的单台设备处理能力相对较小。同时, 干煤粉气化工艺对褐煤的要求是最终满足制粉工艺, 尽可能多的保留褐煤中的有效成分, 不希望干燥过程出现褐煤提质流程, 因此褐煤预干燥系统中干燥剂温度要求尽量低。而且由于干燥温度高, 容易发生褐煤自燃甚至爆炸, 褐煤破碎率高, 操作难度大。 气流床干燥技术 气流干燥是一种连续式高效固体流态化干燥方法。它把呈泥状、粉粒状或块状的湿物料送入热气流中, 与之并流, 从而得到分散成粒状的干燥产品。 湿物料自螺旋加料器进入干燥管, 空气由鼓风机鼓入, 经加热器加热后与物料汇合, 在干燥管内达到干燥目的。干燥后的物料在旋风除尘器和袋式除尘器得到回收, 废气经抽风机由排气管排出。 气流干燥是对流干燥的一种, 湿物料的干燥是由传热和传质两个过程所组成。当湿物料与热空气相接触时, 干燥介质( 热空气) 将热能传递至湿物料表面, 由表面传递至物料的内部, 这是一个热量传递过程。与此同时, 湿物料中的水分从物料内部以湿物料自螺旋加料器进入干燥管, 空气由鼓风机鼓入, 经加热器加热后与物料汇合, 在干燥管内达到干燥目的。干燥后的物料在旋风除尘器和袋式除尘器得到回收, 废气经抽风机由排气管排出。 褐煤气流床干燥工艺尚无大规模长期运行经验, 气流干燥电耗高, 磨损严重, 而且采用烟道气干燥存在系统氧含量超标, 易发生煤粉爆炸的危险。 SZ振动混流干燥技术 振动混流干燥器是一种连续操作的干燥设备。其原理为: 湿物料从顶部进入
煤样操作规程
煤样分析操作规程 1. 煤的工业分析 ● 准备工作 将待测煤样粉碎过筛，取0.2mm 以下（60目=0.250mm ）煤样，即大概60目筛下样装入样品袋备用。 ● 收到基水分测量（空气干燥法） ? 方法提要：称取一定量的待测煤样，置于105~110℃干燥箱中，在空气 流中干燥到质量恒定。然后根据煤样的质量损失计算出水分的百分含量。 ? 分析步骤： a) 用预先干燥并称量过(精确至0.000 2g)的称量瓶称取粒度为0.2mm 以下 的空气干燥煤样1士0.1 g,精确至0.0002g ，平摊在称量瓶中。 b) 打开称量瓶盖，放入预先鼓风[l]并已加热到105～110℃的干燥箱中。在 一直鼓风的条件下，烟煤干燥1h ，无烟煤干燥1～1.5h 。 注[1]: 预先鼓风是为了使温度均匀。将称好装有煤样的称量瓶放入干燥箱前3～5min 就开始鼓风。 c) 从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温(约20min) 后，称量。 d) 进行检查性干燥，每次30min ，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过 0.001g 或质量增加时为止。在后一种情况下，要采用质量增加前一次的质量为计算依据。水分在2%以下时，不必进行检查性干燥。 ? 分析结果的计算 空气干燥煤样的水分按下式计算: 1100 ar m M m = ? 式中:M ar —收到基煤样的水分含量，%； m l —煤样干燥后失去的质量，g ； m —煤样的质量 ，g 。 ● 灰分的测量（缓慢灰化法） ? 方法提要：称取一定量的干燥基煤样（这里及其后均是指作了收到基水 分测量后的煤样），放入马弗炉中，以一定的速度加热到815士10℃, 灰化并灼烧到质量恒定。以残留物的质量占煤样质量的百分数作为灰分产率。