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探究更高效的褐煤干燥能量場(chǎng)施加方式及干燥過程中微觀尺度孔道結(jié)構(gòu)演化過程,采用變溫干燥方式,對(duì)蒙東褐煤進(jìn)行不同溫度、不同升降溫干燥步驟處理,并使用快速水分測(cè)定儀、氮?dú)馕�附法�?duì)干燥過程和不同干燥煤樣比表面、孔結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行表征,結(jié)果表明,相同條件下,降溫干燥的干燥量普遍比升溫干燥大,當(dāng)初始溫度較高時(shí),兩者趨于相等,因此在一定溫度內(nèi),降溫干燥的能效高于同等條件下的升溫干燥;另外,褐煤經(jīng)過干燥處理后,孔結(jié)構(gòu)總體出現(xiàn)塌陷,孔容與比表面積減小,升溫干燥較降溫干燥在一定程度上能夠更好地保護(hù)孔結(jié)構(gòu),使其減少塌陷,尤其是0-20 nm范圍內(nèi)的孔結(jié)構(gòu),但隨初始溫度的升高,孔結(jié)構(gòu)保護(hù)能力降低,同時(shí),20-45 nm范圍的孔數(shù)量在干燥過程中出現(xiàn)略微的增加,即擴(kuò)孔現(xiàn)象,表明相同條件下升溫干燥較降溫干燥在此孔徑范圍內(nèi)擴(kuò)孔能力強(qiáng)。升溫干燥和降溫干燥的不同優(yōu)勢(shì)對(duì)高效干燥和孔結(jié)構(gòu)保護(hù)有重要意義及應(yīng)用前景。 說明變溫干燥存在比恒溫更高效的可能性。綜上述，變溫干燥在褐煤干燥中少有探究，因此本文結(jié)合變溫干燥與孔結(jié)構(gòu)表征手段，對(duì)褐煤進(jìn)行干燥表征。1實(shí)驗(yàn)1.1樣品與儀器以蒙東褐煤為研究對(duì)象，取蒙東褐煤原煤若干，破碎至-13mm，密封保存；使工業(yè)分析儀進(jìn)行元素分析和工業(yè)分析；使用EHEIMML204快速水分儀測(cè)定樣品的水分；使用MicromeriticsASAP2020物理吸附儀進(jìn)行孔結(jié)構(gòu)及比表面表征測(cè)試。1.2實(shí)驗(yàn)裝置與方法本實(shí)驗(yàn)使用自主搭建的柱狀固定床干燥實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，如下圖1所示，氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣，干燥過程中，內(nèi)部石英管被外部包裹的電熱爐加熱，通過料層位置的熱電偶與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)電熱爐的溫度控制，上部設(shè)置采樣口，便于實(shí)驗(yàn)過程中采樣，孔道結(jié)構(gòu)演化探究-數(shù)控滾圓機(jī)滾弧機(jī)折彎?rùn)C(jī)張家港電動(dòng)滾圓機(jī)滾弧機(jī)折彎?rùn)C(jī)脫出水分從管下部流出，電熱爐體可以打開，便于提高降溫速率。圖1褐煤干燥實(shí)驗(yàn)裝置取-13mm蒙東原煤填充于石英管內(nèi)，料層厚度6cm，打開氮?dú)猓�調(diào)節(jié)流速為0.2L/min，本文有公司網(wǎng)站全自動(dòng)倒角機(jī)采集轉(zhuǎn)載中國(guó)知網(wǎng)整理，http://www.daojiaoj.com  待穩(wěn)定后，設(shè)置加熱控溫程序?yàn)槟繕?biāo)溫度T1—持續(xù)時(shí)間t1—目標(biāo)溫度T2—持續(xù)時(shí)間t2—降至室溫。實(shí)驗(yàn)溫度和時(shí)間見下表1：表1各實(shí)驗(yàn)組溫度與時(shí)間程序列表組別T變溫加熱程序開始后，每隔5min取樣，分別密封保存，最終干燥完成后，剩余干燥樣品隔絕空氣密封保存，使用EHEIMML204快速水分儀測(cè)定樣品的剩余水分。1.3孔結(jié)構(gòu)與比表面表征對(duì)不同溫度程序干燥完成的煤樣進(jìn)行110℃真空5h預(yù)處理，使用MicromeriticsASAP2020物理吸附儀對(duì)干燥后煤樣進(jìn)行孔結(jié)構(gòu)及比表面表征測(cè)試。2結(jié)果與討論2.1基礎(chǔ)理化性質(zhì)2.1.1原煤工業(yè)分析與元素分析蒙東原煤工業(yè)分析與積隨孔徑增大而降低，結(jié)合2-c圖，可以發(fā)現(xiàn)，微孔主要分布于0-1nm范圍，在大于1nm范圍的孔明顯減少，并可以推斷中孔體積較小，孔道較少，因此，該樣品內(nèi)部主要的孔結(jié)構(gòu)為大孔、裂隙，水分主要賦存于這些大孔、裂隙中。由遲滯環(huán)形態(tài)可以看出，蒙東褐煤中含有大量尺寸較大的不均勻狹縫狀孔道結(jié)構(gòu)，且遲滯環(huán)延續(xù)至p/p0≈0，因此判斷該煤顆粒內(nèi)部主要水分賦存位點(diǎn)為不均勻的狹縫狀中孔、大孔及裂隙，這種不均勻性也增加了水分脫除所需要的能量。2.2干燥過程分析不同干燥溫度程序干燥曲線如下圖3所示：ab圖3蒙東褐煤干燥曲線與干燥速率曲線由圖3-a所知，水分含量隨干燥過程的進(jìn)行而減少，升溫干燥時(shí)（100-200℃、200-300℃、100-300℃），干燥先趨于平衡，出現(xiàn)平臺(tái)，隨著溫度升高，干燥速率增加，由圖3-b可以看出，初始溫度為100℃時(shí)，干燥速率很低，約為0.24%/min，且?guī)缀醣３植蛔儯�即干燥平衡，此時(shí)水分含量約為28.9%。初始溫度為200℃，隨著干燥的進(jìn)行，速率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，6min后速率下降放緩，干燥接近平衡，水分含量約為14.4%，此過程可以描述為：當(dāng)顆粒被加熱至目標(biāo)溫度，顆粒內(nèi)較大孔隙中水分產(chǎn)生的蒸氣壓驅(qū)動(dòng)水分克服孔道阻力及摩擦力隨孔道排出，到達(dá)顆粒表面汽化，此孔徑范圍內(nèi)水分干燥完成后，接近干燥平衡，較小孔隙內(nèi)水分因蒸氣壓不足以克服阻力，不被驅(qū)動(dòng)排出，隨溫度的升高，產(chǎn)生的蒸氣壓升高，更多水分可以克服阻力排出，直到完成此孔徑范圍水分干燥。當(dāng)進(jìn)行降溫干燥時(shí)（200-100℃、300-200℃、300-100℃），水分含量和干燥速率隨干燥的進(jìn)行而降低，初始溫度為300℃時(shí)，8min左右達(dá)到干燥平衡，水分含量約為孔道結(jié)構(gòu)演化探究-數(shù)控滾圓機(jī)滾弧機(jī)折彎?rùn)C(jī)張家港電動(dòng)滾圓機(jī)滾弧機(jī)折彎?rùn)C(jī)本文有公司網(wǎng)站全自動(dòng)倒角機(jī)采集轉(zhuǎn)載中國(guó)知網(wǎng)整理，http://www.daojiaoj.com