非蒸发脱水法是指不通过蒸发的方式去除湿煤中水分的烘干方法,一般来说是在一定温度和压力隔绝空气的条件下,通过加热、挤压剪切等方法改变褐煤的物理和 化学结构,脱除部分含氧官能团,并使褐煤含水量下降,褐煤本身亲水性下降,疏水性增强。利用该原理进行褐煤改质的代表工艺包括热水烘干,离温高压蒸汽烘干 和热压烘干工艺。另外还有一种新型的化学溶剂脱水方法,也属于非蒸发烘干技术范畴。
一、热水烘干技术
  热水烘干相当于模拟煤炭在自然界的高温高压炭化变质,将原本需要数万年将低阶煤转化成高阶煤的过程在短短几分钟内实现。热水烘干方式的机理是将煤水混合物 装入高压容器内,密闭抽真空后加热该高压容器,热解脱掉褐煤的碳氢长侧链和大量的羧基(–COOH)、甲氧基(–OCH3)及羟基(–OH)等亲水性官能 团,减少了褐煤内在水分的重新吸附机会,同时褐煤在热解过程中产生的CO2,SO2等小分子气体将水分从毛细孔中排出。过程中生成的煤焦油在较高的温度和 压力下冷却后会凝固在缝隙和毛细孔中,把褐煤的缝隙和毛细管封闭,使煤的内在水分被永久的脱除。
  热水烘干褐煤技术可以将褐煤水分降到11%以下,并使得褐煤不再吸收空气中的水分,便于贮存、运输和加工。烘干提高了褐煤的含碳量,从而提高了发热量。此 外烘干后褐煤仍保留反应活性好、易燃且燃烧完全的特点,而其稳定性和流变性优于烟煤,从而使其得到更加广泛的利用。但系统复杂、经济性不佳,耗水量大,水 回收投资大是热水烘干技术的主要缺点。
二、热压脱水工艺(MTE)
  热压脱水工艺是由德国多特蒙德大学 Strauss等研究开发过程分为四个阶段:①用工艺热水预热;②过热蒸汽加热;③加压脱水;④闪蒸进一步脱水。
  原煤在烘干前用压盘稍微预压一下,预压时热水从压盘里的喷洒系统均匀地分布在煤层表面,这样可以使烘干介绍均匀分布在煤层中。在饱和和蒸汽压力下,水进入 压力室,热水经过煤层并且向煤释放所有的热量,然后用蒸汽加热并使煤中的水分部分从煤层中脱离出来。最后再经机械压力和进一步闪蒸过程,脱出大部分水分。 实验证明,该工艺方法的最佳运行条件大约在200℃,6MPa下,如果进一步提高温度,会使防止蒸汽管和过滤装置污染的附加费用增加,经济性下降。
  目前德国尼德奥已经建成使用该烘干工艺的褐煤示范电站,运行效果良好,由于MTE烘干工艺良好的发展前景,目前德国多家公司正在进行该工艺的优化研究和示范电站建设。该工艺的优点可以总结为以下几个方面:
  ①热压脱水工艺操作条件容易达到,工艺过程较为简单,利于工艺过程的工业实现;
  ②过程对一些金属离子如Na、Ca、Fe、S等具有一定的脱除作用,这样可以使煤中的碱金属等矿物质析出,减少电厂的积灰和结渣;
  ③电厂蒸汽资源丰富。除此之外,在该工艺下,水以液态脱除,能耗较低;工艺过程蒸汽以及过程热水能充分得到再循环利用,热效率较高。
三、液化二甲醚固体烘干法
  液化二甲醚固体烘干法是由日本中央电力工业研究所开发的一种脱水技术,工艺使用液化二甲醚(DME)为脱水剂,利用二甲醚24.8℃的低沸点、易压缩液 化、与水溶、无毒渗透进入固体材料且对环境无害等优点,将褐煤和液化的二甲醚在36℃、0.78MPa的条件下混合,褐煤中的水分将快速的被提取出来形成 饱和溶液,然后将褐煤与溶液过滤分离。分离出的液体在25℃、0.53MPa条件下闪蒸来回收二甲醚,然后再将DME压缩到0.78MPa进行液化,加热 到36℃循环使用。
  在实验条件下,使用该工艺可以将1kg含水53%的褐煤烘干到含水5%以下,DME的残留量约为1%,且所需能量是传统热脱水方法的50%。
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