前言

第1章 绪论

引言

1．1 褐煤及其特性

1．1．1 褐煤

1．1．2 褐煤的利用及研究

1．1．3 褐煤提质利用的意义

1．2 我国褐煤的分布及其特征

1．2．1 我国褐煤的分布

1．2．2 典型褐煤煤种及其特性

1．3 褐煤脱水提质的方法

1．3．1 传统蒸发脱水方式

1．3．2 微波脱水方式

1．3．3 非蒸发脱水方式

1．3．4 其他脱水方式

1．3．5 各种技术的比较及存在的问题

参考文献

第2章 提质对褐煤微观理化特性的影响

引言

2．1 传统蒸发脱水提质对煤质理化特性的影响

2．1．1 煤质组成特性

2．1．2 孔隙结构特征

2．1．3 化学结构特征

2．2 微波提质对煤质理化特性的影响

2．2．1 提质过程特性

2．2．2 煤质组成

2．2．3 微观形貌特征

2．2．4 孔隙结构特征

2．2．5 化学结构特征

2．3 水热脱水提质对煤质理化特性的影响

2．3．1 过程特性

2．3．2 煤质组成特性

2．3．3 微观形貌特征

2．3．4 孔隙结构特征

2．3．5 化学结构特征

参考文献

第3章 褐煤提质过程中S/N杂质的迁移规律

引言

3．1 提质对煤S/N元素赋存和迁移特性的影响

3．1．1 提质对S元素赋存和迁移特性的影响

3．1．2 提质对N元素赋存和迁移特性的影响

3．2 提质对煤快速热解过程中S/N组分析出特性的影响

3．2．1 提质前后含硫大分子挥发分产物的释放

3．2．2 提质前后含氮大分子挥发分产物的释放

3．3 提质对煤固定床热解过程中S/N组分析出特性的影响

3．3．1 提质前后含硫污染物释放特性

3．3．2 提质前后含氮污染物释放特性

参考文献

第4章 褐煤提质过程中的重金属迁移

引言

4．1 汞/砷/硒元素在煤中的赋存和迁移特性

4．1．1 汞/砷/硒元素在煤中的赋存

4．1．2 汞/砷/硒元素在煤不同密度相中的赋存特性

4．2 提质对煤中重金属赋存和迁移特性的影响

4．2．1 实验分析

4．2．2 机理探讨

4．3 燃烧气化条件下重金属迁移规律的热力学研究

4．3．1 煤燃烧过程中汞/砷/硒的迁移特性

4．3．2 煤气化过程中汞/砷/硒的迁移特性

参考文献

第5章 提质褐煤的热转化反应动力学特性

引言

5．1 提质煤的热解反应动力学特性

5．1．1 热解特性曲线

5．1．2 热解特征参数

5．1．3 热解反应动力学

5．1．4 热解挥发分析出特性

5．1．5 快速热解特性

5．2 提质煤的燃烧反应动力学特性

5．2．1 燃烧特性曲线

5．2．2 燃烧特征参数

5．2．3 燃烧反应动力学

5．3 提质煤的气化反应动力学特性

5．3．1 气化半焦表征

5．3．2 气化特性曲线

5．3．3 气化特征参数

5．3．4 气化反应动力学

参考文献

第6章 提质褐煤的水煤浆成浆特性

引言

6．1 褐煤水煤浆成浆特性

6．1．1 实验方法、原料和添加剂

6．1．2 褐煤水煤浆的成浆浓度

6．1．3 褐煤水煤浆的流变特性

6．1．4 褐煤水煤浆的温升特性

6．1．5 褐煤水煤浆的稳定性

6．2 传统蒸发提质对褐煤成浆特性的影响

6．2．1 蒸发提质对褐煤煤质特性的影响

6．2．2 蒸发提质对成浆浓度的影响

6．2．3 蒸发提质对流变特性的影响

6．2．4 蒸发提质对稳定性的影响

6．2．5 蒸发提质促进褐煤成浆的机理分析

6．3 微波提质对褐煤成浆特性的影响

6．3．1 微波过程和煤质特性

6．3．2 微波提质对成浆浓度的影响

6．3．3 微波提质对流变特性的影响

6．3．4 微波提质对五种不同褐煤成浆特性的影响

6．4 水热提质对褐煤成浆特性的影响

6．4．1 水热过程和煤质特性

6．4．2 水热提质对成浆浓度的影响

6．4．3 水热提质对流变特性的影响

6．4．4 水热提质对稳定性的影响

参考文献

第7章 提质褐煤和煤浆的燃烧及污染物释放特性

引言

7．1 提质褐煤固定床燃烧的S、N释放特性

7．1．1 烟气释放曲线

7．1．2 含硫污染物释放特性

7．1．3 含氮污染物释放特性

7．2 提质褐煤卧式炉中试燃烧特性

7．2．1 试验炉及燃烧测试系统

7．2．2 中试煤种煤质特性分析

7．2．3 燃烧过程特性

7．2．4 结渣特性

7．2．5 污染物释放特性

7．3 褐煤水煤浆卧式炉中试燃烧特性

7．3．1 褐煤水煤浆特性

7．3．2 燃烧过程特性

7．3．3 结渣特性

7．3．4 污染物释放特性

参考文献 2100433B

《褐煤脱水提质及其燃烧利用》紧扣当前国内外重大科技需求——褐煤等低品质资源的大规模开发利用，理论和实践相结合，全面而深入地阐述和揭示了褐煤传统蒸发、微波和水热脱水提质的过程理论和方法，建立了褐煤高效脱水利用的基础和实践应用体系。内容涵盖了从微观基础理化特性到宏观转化过程及中试实践，全面而深入地叙述了过程特性、产物特征、杂质迁移、转化利用和污染物排放特陛。

《褐煤脱水提质及其燃烧利用》可为能源动力类和动力工程及工程热物理学科相关专业和领域内的学习和科研人员提供系统和深入了解我国褐煤特性及提质利用过程的基础理论和实际方法知识，为我国褐煤资源的大规模开发利用及相关产业领域提供技术支撑和指导。

褐煤提质是指褐煤在小于250℃温度脱去部分大部分游离水后的干燥褐煤，用甲苯等有机物提取褐煤中的褐煤蜡、腐植酸的过程。所以,褐煤的提质过程主要是褐煤的脱水过程。褐煤提质干燥前后的对比见下表：

褐煤提质干燥前后的性质对比

提质后的褐煤将更有利于利用、运输和贮存。若是将褐煤中的50%的水分除去,则将会把褐煤燃烧后产生的温室气体的排放量降低15%。实际测试得知,一种水分42.52%、发热量11.93MJ /kg的褐煤,经提质干燥后,水分降14.43%,发热量增至18.08MJ /kg,相当于提高了热值51.6%,这对于褐煤电厂的影响无疑是十分巨大的。

褐煤提质按加工手段不同大体可分为脱水及热解两个工艺。通常热解工艺前也要进行脱水。褐煤干燥脱水是最常见的褐煤提质技术。

褐煤脱水工艺

褐煤脱水工艺通常可以分为（蒸发）干燥和非蒸发脱水两类。其中非蒸发脱水工艺主要包括：机械热压脱水；溶剂萃取脱水。这些技术仅处于实验室研究开发阶段。1985-2013年间褐煤提质技术的主要以褐煤干燥技术为主，褐煤干燥技术具体分为以下五类：

（1）转筒干燥技术——转筒干燥的核心是一个略带倾斜并能回转的圆筒体，筒体的倾斜度可以调节，范围一般为2o~10o；按照湿物料和热载体的接触方式，工业中开发利用的褐煤转筒干燥装置主要有直接加热转筒干燥器、回转管式干燥器和蒸汽管间接加热转筒干燥器。

（2）带式干燥技术——褐煤由进料端经加料装置被均匀分布到输送带上，输送带通常用穿孔的不锈钢薄板制成，由电机经变速箱带动，可以调速，最常用的干燥介质是热空气或热烟气。

（3）气流干燥技术——气流干燥也称为“瞬间干燥”，是流态化稀相输送在干燥方面的应用；按照干燥介质和操作温度的不同，气流干燥可分为直管式和床混式两种。

（4）流化床干燥技术——工业上开发应用的褐煤流化床干燥设备主要是以过热蒸汽或空气作为流化介质(或干燥介质)，并且流化床内部带有换热器；褐煤流化床干燥技术主要包括过热蒸汽流化床干燥技术和蒸汽-空气联合干燥技术。

（5）振动干燥技术——振动干燥是利用机械振动实现固体颗粒在干燥器中流动，并同时在干燥介质（如热烟气等）的作用下实现干燥过程。最新褐煤振动干燥设备主要有振动混流干燥器和振动流化床干燥器。转筒干燥技术中的回转管干燥技术是目前工业中应用最为成熟的褐煤脱水干燥技术。

（6）K-燃料技术——作为一项非蒸发式干燥技术，该项技术利用原煤与蒸汽在提质装置中直接接触，通过调节时间、温度和压力三个要素，将原煤中的水分以液态水的方式脱除，在“挤”出煤中水分的同时，改变煤的孔隙结构及亲水性能，提升低阶煤的品质。2007年在美国怀俄明州建设有年处理75万吨的提质工厂。

褐煤热解提质工艺

褐煤热解提质工艺可分为：

（1）外热式热解工艺，即热解炉的加热方式为间接加热，此工艺与传统的炼焦炉相似。

（2）固体热载体热解工艺，即半焦作为热载体的热解工艺，或以炉渣作为热载体的热解工艺等。

（3）气体热载体热解工艺。

TDM褐煤低温干馏炉

TDM型干馏炉用于褐煤低温干馏项目，主要产品有半焦及煤焦油。它主要有如下特点：

1.1 焦油回收率高，半焦产率高。

1.2 系统没有富余煤气。

1.3 半焦可磨性好。

1.4 半焦的挥发份高。

1.5 干法熄焦。

1.6 没有固定碳损失。

1.7 净化系统零压工作。

1.8 原煤粒度要求1~50mm

2000年以来国内所采用的褐煤提质技术中，主要应用于实际生产的工艺是褐煤脱水工艺，该工艺的整体技术已经相当成熟。经过这些年的发展，国内企业已经不满足于现有的技术。有些企业已经开始对现有的褐煤脱水工艺进行优化和改良，比如褐煤提质工艺技术就结合了流化床和转筒干燥两种技术优点，采用热烟气作为加热介质。与现有的转筒干燥技术相比，该工艺的突出优点在于：通过在转筒内添加流化床强化了干燥过程的传热传质，增加了颗粒与干燥气体在转筒内的接触时间，从而提高了设备的干燥能力。与流化床干燥技术相比，该发明的突出优点在于：有效降低了流化床的床层压降，从而降低了对风机压头的需求，且通过与转筒的结合来控制颗粒在干燥器内的停留时间，易于控制颗粒返混，并无需添加结构复杂的换热器，在保留流化床干燥优点的同时简化了设备需求。2100433B