非蒸發(fā)脫水法是指不通過蒸發(fā)的方式去除濕煤中水分的烘干方法,一般來說是在一定溫度和壓力隔絕空氣的條件下,通過加熱、擠壓剪切等方法改變褐煤的物理和 化學結構,脫除部分含氧官能團,并使褐煤含水量下降,褐煤本身親水性下降,疏水性增強。利用該原理進行褐煤改質的代表工藝包括熱水烘干,離溫高壓蒸汽烘干 和熱壓烘干工藝。另外還有一種新型的化學溶劑脫水方法,也屬于非蒸發(fā)烘干技術范疇。
一、熱水烘干技術
  熱水烘干相當于模擬煤炭在自然界的高溫高壓炭化變質,將原本需要數萬年將低階煤轉化成高階煤的過程在短短幾分鐘內實現。熱水烘干方式的機理是將煤水混合物 裝入高壓容器內,密閉抽真空后加熱該高壓容器,熱解脫掉褐煤的碳氫長側鏈和大量的羧基(–COOH)、甲氧基(–OCH3)及羥基(–OH)等親水性官能 團,減少了褐煤內在水分的重新吸附機會,同時褐煤在熱解過程中產生的CO2,SO2等小分子氣體將水分從毛細孔中排出。過程中生成的煤焦油在較高的溫度和 壓力下冷卻后會凝固在縫隙和毛細孔中,把褐煤的縫隙和毛細管封閉,使煤的內在水分被永久的脫除。
  熱水烘干褐煤技術可以將褐煤水分降到11%以下,并使得褐煤不再吸收空氣中的水分,便于貯存、運輸和加工。烘干提高了褐煤的含碳量,從而提高了發(fā)熱量。此 外烘干后褐煤仍保留反應活性好、易燃且燃燒完全的特點,而其穩(wěn)定性和流變性優(yōu)于煙煤,從而使其得到更加廣泛的利用。但系統(tǒng)復雜、經濟性不佳,耗水量大,水 回收投資大是熱水烘干技術的主要缺點。
二、熱壓脫水工藝(MTE)
  熱壓脫水工藝是由德國多特蒙德大學 Strauss等研究開發(fā)過程分為四個階段:①用工藝熱水預熱;②過熱蒸汽加熱;③加壓脫水;④閃蒸進一步脫水。
  原煤在烘干前用壓盤稍微預壓一下,預壓時熱水從壓盤里的噴灑系統(tǒng)均勻地分布在煤層表面,這樣可以使烘干介紹均勻分布在煤層中。在飽和和蒸汽壓力下,水進入 壓力室,熱水經過煤層并且向煤釋放所有的熱量,然后用蒸汽加熱并使煤中的水分部分從煤層中脫離出來。最后再經機械壓力和進一步閃蒸過程,脫出大部分水分。 實驗證明,該工藝方法的最佳運行條件大約在200℃,6MPa下,如果進一步提高溫度,會使防止蒸汽管和過濾裝置污染的附加費用增加,經濟性下降。
  目前德國尼德奧已經建成使用該烘干工藝的褐煤示范電站,運行效果良好,由于MTE烘干工藝良好的發(fā)展前景,目前德國多家公司正在進行該工藝的優(yōu)化研究和示范電站建設。該工藝的優(yōu)點可以總結為以下幾個方面:
  ①熱壓脫水工藝操作條件容易達到,工藝過程較為簡單,利于工藝過程的工業(yè)實現;
  ②過程對一些金屬離子如Na、Ca、Fe、S等具有一定的脫除作用,這樣可以使煤中的堿金屬等礦物質析出,減少電廠的積灰和結渣;
  ③電廠蒸汽資源豐富。除此之外,在該工藝下,水以液態(tài)脫除,能耗較低;工藝過程蒸汽以及過程熱水能充分得到再循環(huán)利用,熱效率較高。
三、液化二甲醚固體烘干法
  液化二甲醚固體烘干法是由日本中央電力工業(yè)研究所開發(fā)的一種脫水技術,工藝使用液化二甲醚(DME)為脫水劑,利用二甲醚24.8℃的低沸點、易壓縮液 化、與水溶、無毒滲透進入固體材料且對環(huán)境無害等優(yōu)點,將褐煤和液化的二甲醚在36℃、0.78MPa的條件下混合,褐煤中的水分將快速的被提取出來形成 飽和溶液,然后將褐煤與溶液過濾分離。分離出的液體在25℃、0.53MPa條件下閃蒸來回收二甲醚,然后再將DME壓縮到0.78MPa進行液化,加熱 到36℃循環(huán)使用。
  在實驗條件下,使用該工藝可以將1kg含水53%的褐煤烘干到含水5%以下,DME的殘留量約為1%,且所需能量是傳統(tǒng)熱脫水方法的50%。
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