CN105258454A - 一种褐煤的干燥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种褐煤的干燥方法,包括:在经粉碎的褐煤中加入浸润液,在常温下进行浸润处理;将浸润处理后的物料置于汽爆罐中,通入汽爆介质,达到预定温度后进行汽爆处理;然后快速泄压,将汽爆罐中处理的物料排出,得到汽爆预处理后的物料;将汽爆预处理后的物料进行干燥。本发明采用汽爆技术把褐煤内水转化为外水再进行干燥,极大提高了干燥效率。
Description
技术领域
本发明属于褐煤干燥领域,特别涉及一种褐煤的干燥方法。
背景技术
褐煤属于煤化程度较低的煤种,褐煤的特点是水分高、孔隙度大,挥发分高、热值低。高水分含量使得褐煤只能在当地使用,不可能长距离运输,极大地限制了煤炭的开采规模。因此,开发先进的褐煤干燥技术,对于褐煤的深加工利用具有重要意义。
此外,褐煤是一种多孔物质,微孔发达,其中水分以结合水和外在水两种状态存在。褐煤的结合水的移除极为困难,这也是目前褐煤干燥技术效率低的根本原因,有待改进目前的干燥方法更有效地脱除褐煤的结合水。
发明内容
为了从根本上解除褐煤内部致密结构对结合水的溶出影响,提高褐煤脱水效率,提出了一种褐煤的干燥方法。
本发明提供了一种褐煤的干燥方法,其包括:
在粉碎后的褐煤中加入浸润液,将褐煤与浸润液按照一定的质量比例混合,然后在常温下浸润处理;
将浸润处理后的物料置于汽爆罐中,通入汽爆介质,达到预定温度后进行汽爆处理;然后快速泄压,将汽爆罐中处理的物料排出,得到汽爆预处理后的物料;
将汽爆预处理后的物料进行干燥。
所述浸润处理后的物料包括浸润处理得到的褐煤以及所述浸润液。
所述粉碎后的褐煤粒度小于10mm,优选小于5mm。
所述的浸润液为酸性溶液、中性有机溶剂或碱性溶液。
所述酸性溶液的pH值为0<PH≦6.9;酸性溶液使用的酸可为无机酸或有机酸,例如磷酸。
所述碱性溶液的pH值为7.1<PH≦13.9;碱性溶液所使用的碱可为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钙、氨水、碳酸钠或碳酸氢钠等。
所述中性有机溶剂可选自乙醇、甲醇等。
所述汽爆介质可为空气、液氮、氮气、臭氧和水蒸汽中的一种或任意两种的组合。
褐煤与浸润液的质量混合比例为1∶(0.01~0.1)。例如,1∶(0.02~0.08),或者1:0.03。
褐煤的浸润处理时间为10~150min。例如,50min,80min,100min,或者120min。
汽爆预定温度为120~170℃。例如,130-160℃,140℃,或者150℃。
汽爆压力为2.0~5.0Mpa。例如,3Mpa~4Mpa。
汽爆时间为0.005~0.01秒。例如,0.00825秒。
本发明的有益效果:
1、在高压作用下,汽爆介质进入褐煤的微孔结构中,然后瞬间高速释放出来,从根本上解除褐煤微孔结构对结合水的析出影响,使褐煤85%~95%的结合水转化为外在水,更便于水分脱除。
2、褐煤的预先浸润有利于汽爆,酸性溶液、碱性溶液或中性有机溶剂三种浸润液可对物料起到浸润作用,增强汽爆对褐煤结构的破坏程度,从而有利于结合水的析出。
3、本发明的汽爆介质为空气、液氮、氮气、臭氧和水蒸汽中的一种或任意两种的组合,即保证了褐煤汽爆后结合水的高效析出,又保证汽爆介质不对褐煤析出水产生污染,汽爆后的物料在15min内可干燥至含水10%(质量分数,下同)以下;而未汽爆处理的物料直到半小时仅能干燥至含水15%左右,同时再增加干燥时间(由于结合水的存在)物料水分不易再脱除,基本维持在15%左右。
7、汽爆后的褐煤可直接进行干燥。
附图说明
图1为褐煤含水量与干燥时间的对应关系图。
具体实施方式
实施例1
将含水40%(质量百分比)的褐煤(粉碎至粒径小于10mm)与pH6.0的磷酸水溶液按照1∶0.01的质量比例混合,然后在常温下浸润处理30min;搅拌均匀,将浸润处理后的物料置于汽爆罐中,先通入空气,再通入氮气,使罐内温度达到150℃后进行汽爆处理;
汽爆处理的条件为:汽爆压力3.0Mpa,汽爆时间0.00825秒;然后快速泄压,将该汽爆罐中处理的物料排出,即得到汽爆预处理后的物料。对此物料进行干燥,干燥30分钟后测得:含水(总水)8.2%(质量百分比)。
实施例2
将含水40%(质量百分比)的褐煤(粉碎至粒径小于10mm)与pH8.5的氨水溶液按照1∶0.02的质量比例混合,然后在常温下浸润处理30min;搅拌均匀,将浸润处理后的物料置于汽爆罐中,先通入空气,再通入臭氧,使罐内温度达到150℃后进行汽爆处理;
汽爆处理的条件为:汽爆压力3.0Mpa,汽爆时间0.00825秒;然后快速泄压,将汽爆罐中处理的物料排出,即得到汽爆预处理后的物料。对物料的干燥条件同实施例1,干燥30分钟后测得:含水(总水)6.0%。
实施例3
将含水40%(质量百分比)的褐煤(粉碎至粒径小于10mm)与工业乙醇按照1∶0.01的质量比例混合,然后在常温下浸润处理30min;搅拌均匀,将浸润处理后的物料置于汽爆罐中,先通入空气,再通入氮气,使罐内温度达到150℃后进行汽爆处理;
汽爆处理的条件为:汽爆压力3.0Mpa,汽爆时间0.00825秒;然后快速泄压,将该汽爆罐中处理的物料排出,即得到汽爆预处理后的物料。对物料的干燥条件同实施例1,干燥30分钟后测得:含水(总水)12%(质量百分比)。
对比实施例:传统方法把含水40%的原料褐煤(粉碎至粒径小于10mm)进行干燥处理,由于褐煤内部结合水较难脱除,干燥30分钟后褐煤的水分(全水)为16%~20%。
本发明利用汽爆技术先对褐煤汽爆再进行干燥。试验结果显示,与未汽爆物料的对比实施例相比,实施例1使褐煤水分脱除率提高近一倍;实施例2使褐煤水分脱除率提高近1.5倍。
本发明采用汽爆技术把褐煤内水转化为外水再进行干燥,极大提高了干燥效率,为褐煤提质提供了一条崭新的工艺。
Claims (10)
1.一种褐煤的干燥方法,其包括:
在经过粉碎的褐煤中加入浸润液,进行浸润处理;
将浸润处理后的物料置于汽爆罐中,通入汽爆介质,达到预定温度后进行汽爆处理;然后快速泄压,将汽爆罐中处理的物料排出,得到汽爆预处理后的物料;
将汽爆预处理后的物料进行干燥。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述浸润液为酸性溶液、碱性溶液或中性有机溶剂。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述酸性溶液的pH值为0<PH≦6.9;酸性水溶液使用的酸为无机酸或有机酸。
4.根据权利要求2所述的方法,其中,所述碱性溶液的pH值为7.1<PH≦13.9;碱性水溶液所使用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钙、氨水、碳酸钠或碳酸氢钠。
5.根据权利要求2所述的方法,其中,所述中性有机溶剂选自乙醇和甲醇。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述汽爆介质为空气、液氮、氮气、臭氧和水蒸汽中的一种或任意两种的组合。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,褐煤与浸润液的质量混合比例为1∶0.01~0.1。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,褐煤的浸润处理时间为10~150min。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,汽爆预定温度为120~170℃。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,汽爆压力为2.0~5.0Mpa;汽爆时间为0.005~0.01秒。
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