以熱風或水蒸汽為干燥介質的蒸發(fā)干燥脫水工藝仍然是目前褐煤干燥最為廣泛的應用形式。通過對褐煤蒸發(fā)干燥過程動力學的系統(tǒng)研究,可以了解褐煤在干燥過程中的干燥行為,有助于實現對以節(jié)能降耗為目的的褐煤工業(yè)化干燥過程調控。本文以多孔介質熱質傳遞理論為基礎,通過褐煤水分賦存分類和物性特征研究,構建褐煤干燥過程動力模型,研究了褐煤干燥特性及其過程熱濕遷移規(guī)律。褐煤水分賦存狀態(tài)研究�；诘蜏亟Y晶特征差異褐煤內部水分賦存可以分為自由水、束縛水和不凍水。小龍?zhí)叮╔LT）和勝利（SL）褐煤的束縛水含量分別為0.179和0.193g/g干煤,不凍水含量分別為0.330和0.267g/g干煤。在干燥過程中,褐煤內部水分蒸發(fā)脫除滿足先自由水后束縛水的順序。通過褐煤對水蒸氣吸附研究表明,褐煤屬于吸濕性多孔介質范疇,煤水分同環(huán)境濕度間數學關系通過Henderson模型予以描述。褐煤水分同時可分為單分子層水、多分子層水和毛細凝聚水。XLT和SL褐煤單分子層水含量分別占不凍水含量的22.8%和28.2%。通過激光閃射法和微量熱法兩種測試手段相結合獲取在干燥溫度區(qū)間內褐煤固有熱物性參數值及其隨溫度、水分含量及褐煤本體物理結構... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：131 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

干燥過程中多孔介質內部熱質傳輸過程及其同外部空氣間的界面熱質交換[38]

團存在氫鍵作用，導致其水分子移動性受到限制[58, 60]。褐煤內部水分賦存同外部環(huán)境濕度間存在一定的平衡關系，可以通過褐煤對水蒸汽的等溫吸附/脫附過程予以描述。Allardice 等[49, 61]在不同溫度下對褐煤進行水蒸汽等溫吸/脫附實驗，研究了褐煤對水分的吸附等溫線并將褐煤中水分分為單層吸附水、多層吸附水、毛細水和自由水，得出了吸附及脫附過程中，褐煤內部水分的吸附熱同總水分間的函數關系。當褐煤總水分含量高于 0.60g/g 干煤時，褐煤中水分脫附等量熱近似等于純水的蒸發(fā)熱[62]，因而該部分水賦存于褐煤顆粒間或者較大孔隙當中，屬于自由水和毛細凝聚水區(qū)域；當總水分位于 0.60g/g干煤和 0.15g/g 干煤范圍時，隨著水分降低褐煤水分脫附等量熱逐步增加，該部分水分同褐煤之間存在一定相互作用屬于多分子層吸附區(qū)域；當水分含量低于0.15 g/g 干煤時，褐煤脫附等量熱陡升，最大值接近氫鍵鍵能[49, 61]。褐煤吸/脫附過程如 Charrière[63]所述（圖 2-1），褐煤中單層水附著于褐煤表面含氧官能團處并與之形成氫鍵作用，煤水相互作用較強，隨著吸附的進行，褐煤孔道內逐步形成多層吸附水、毛細凝聚水和自由水，煤水間的相互作用越來越弱。

圖 1-3 多孔介質導熱系數計算空間構型[80]Figure 1-3 Simplified geometric structure of porous media used to calculate the thermalconductivity[80]上,多孔介質有效導熱系數真實值處于以上兩種構型的所得導熱 和 ）之間，即兩種計算模型給出了實際導熱系數的上下限[79更為實用準確的幾何加權平均計算模型( )被提出，由固液氣三數的幾何加權平均值所得，如方程 1-4 所示，已經被多個領域的學者所應Carson[81]在多孔食品研究的應用, Bal 等[82]對紅土磚等的熱物性研究均計算模型。不管導熱系數的計算預測采用何種模型，方程 1-2,1-3 和 1含水飽和度（ ）和孔隙率（ ）兩個非常重要的結構參數，這說明了物特征對其導熱系數有著非常重要的影響作用。 = 1 (1 ) (1褐煤熱物理特性的研究是進行干燥過程傳熱傳質動力學研究的重要基礎目前，對于褐煤的熱物性特征的研究相對較少，部分學者在對褐煤干燥


本文編號：3095122