微波輻射對褐煤干燥及脫水煤水分復(fù)吸的影響.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的不斷消耗，優(yōu)質(zhì)煤資源儲量已顯現(xiàn)出不足的態(tài)勢，年輕褐煤的有效開發(fā)利用成為了現(xiàn)階段的熱門問題。但褐煤因具有含水量高，和熱值較低的缺點(diǎn)，導(dǎo)致其進(jìn)一步利用受到很大的限制。而干燥提質(zhì)后的褐煤又因內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，表面親水性含氧官能團(tuán)極其豐富，而導(dǎo)致其易于復(fù)吸環(huán)境中的水分。因此，若想大規(guī)模地對褐煤資源進(jìn)行開發(fā)和利用，對褐煤進(jìn)行合理的干燥脫水，同時(shí)盡可能減少其水分復(fù)吸能力的必要性就不言而喻，本文擬將基于此通過合適的干燥方式及

2、其脫水機(jī)理的掌握，探討影響提質(zhì)褐煤產(chǎn)生復(fù)吸行為的主要原因。微波干燥作為一種新型的干燥技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用在食品、木材、醫(yī)藥等多個領(lǐng)域，在褐煤的提質(zhì)中也有一些研究，但純微波輻射對褐煤提質(zhì)過程的影響及其在影響提質(zhì)褐煤復(fù)吸水分行為中的作用還有待分析研究。本文首先進(jìn)行了可原位檢測煤樣質(zhì)量變化并在微波存在與否兩種方式下操作的多功能微波熱重干燥系統(tǒng)的構(gòu)建，然后在不同條件下對勝利褐煤進(jìn)行了微波干燥和相同溫度軌跡的熱氣干燥實(shí)驗(yàn)研究。
　　本研究主

3、要內(nèi)容包括：⑴微波干燥褐煤時(shí)，240W低功率微波對褐煤的干燥無明顯作用，其質(zhì)量基本保持不變;隨著微波功率的增大，褐煤的脫水效率和干燥速率都顯著提升，但存在微波利用率的最佳值，本研究中560 W的使用功率顯示了最大的微波利用效率。⑵微波干燥過程中褐煤表面溫度的變化也分為三個階段。第一個階段溫度持續(xù)升高，第二階段溫度會保持在100℃附近，此時(shí)溫度達(dá)到了水的沸點(diǎn)，大量自由水在此階段脫除;待自由水基本脫除完全后，進(jìn)入第三個階段，溫度再次持續(xù)升高

4、。⑶與褐煤表面溫度的變化類似，褐煤在微波條件下的干燥過程也大致分為預(yù)熱階段，恒速干燥段和降速干燥段三個過程。表面自由水主要在前兩個階段被脫除，而降速干燥段則主要脫除的是褐煤內(nèi)部的結(jié)構(gòu)水。⑷隨微波輻照時(shí)間的持續(xù)增加，微波能的利用率呈現(xiàn)先升高后降低的態(tài)勢，在輻照時(shí)間為3min時(shí)微波能利用率達(dá)到最大值。相對于常規(guī)熱氣干燥，微波改性后褐煤復(fù)吸水分的能力得到了很好的抑制。⑸將褐煤微波脫除水分的過程看作是溫度引起的熱效應(yīng)以及微波輻射引起的非熱效應(yīng)的

5、綜合作用。單就微波輻射的作用而言，它對褐煤脫水效率的提升起到明顯的促進(jìn)作用。在功率為560W的條件下該促進(jìn)作用最為顯著。⑹隨著微波功率的提升，微波提質(zhì)褐煤復(fù)吸水分的量逐漸增大，這主要是與干燥過程中褐煤孔結(jié)構(gòu)的變化有關(guān)。但相對于熱氣干燥煤樣，在水分完全脫除的前提下，微波輻射提質(zhì)褐煤的水分吸附量明顯減少，顯示了微波輻射對復(fù)吸水分的行為的抑制作用。⑺不同方式干燥煤樣的孔隙結(jié)構(gòu)變化存在較大差異。隨微波功率升高，干燥后煤樣的比表面積逐漸增大，但都