基于有限元分析的污泥干化圓盤結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)說明書.zip

基于有限元分析的污泥干化圓盤結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)說明書.zip,基于,有限元分析,污泥,圓盤,結(jié)構(gòu),優(yōu)化,設(shè)計(jì),說明書 外文題目 Optimization of drying of low-grade coal with high moisture content using a disc dryer 譯文題目 利用盤式干燥機(jī)優(yōu)化對高濕度的低品位煤的干燥 外文出處 Fuel Processing Technology，2014，124：267-274. 利用盤式干燥機(jī)優(yōu)化對高濕度的低品位煤的干燥 Seung-Hyun Moon，In-Soo Ryu，Seung-Jae Lee，Tae-InOhm 摘要：在這項(xiàng)研究中，高含水量的低品位煤在裝有加熱板和旋轉(zhuǎn)葉片的新型盤式干燥器中進(jìn)行干燥。原料煤被送入盤式干燥器的中心，然后在干燥過程中由旋轉(zhuǎn)葉片從加熱盤的中心轉(zhuǎn)移到盤的外部。對單一實(shí)心球形顆粒的模型進(jìn)行數(shù)值分析，分析結(jié)果表明煤顆粒的溫度可在5分鐘內(nèi)達(dá)到加熱板的溫度。分析還顯示，在加熱板溫度為150℃時(shí)，原煤的含水量在5分鐘內(nèi)從34％降至3％以下，干燥10分鐘后全部原煤均干燥。實(shí)驗(yàn)研究了以下因素對新型盤式干燥機(jī)效率的影響：加熱板溫度，給煤率，旋轉(zhuǎn)葉片旋轉(zhuǎn)速度，干燥環(huán)境以及煤在加熱板上的位置。當(dāng)加熱板溫度高時(shí)，干煤的水分含量大大降低。但是，從節(jié)能角度考慮，建議加熱板的溫度保持在150℃。除此以外，原煤進(jìn)料速率的降低會(huì)降低水分含量，旋轉(zhuǎn)葉片的高旋轉(zhuǎn)速度也會(huì)使水分含量稍微降低。另外，通過使用真空泵從干燥器內(nèi)部除去蒸發(fā)的水蒸汽，可以顯著加大原煤中水分含量的降低。煤在加熱板上的位置也很重要。原煤可以在不被蒸發(fā)到距離干燥器中心一定距離的情況下提高溫度。然而，原煤的水分排出前，在加熱板外部附近的區(qū)域開始蒸發(fā)，原煤溫度達(dá)到100℃左右?？偟膩碚f，在設(shè)計(jì)和操作用于干燥低品位煤的盤式干燥機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮加熱盤的尺寸和溫度。另外，干燥過程中原煤在加熱板上的分布情況也是重要的。盤式干燥機(jī)可以提高原煤與熱源之間的傳導(dǎo)傳熱系數(shù)，并且可以減少干燥時(shí)間。 關(guān)鍵詞：低品位煤；干燥；圓盤干化機(jī)；水分含量 1 簡介 化石燃料資源（尤其是石油資源）正在迅速耗盡，也因此近期油價(jià)突然上漲。由于高品位的煤炭儲(chǔ)量相當(dāng)有限，通常用作燃料的高品位煤價(jià)格也在不斷上漲。由于低品位煤儲(chǔ)量相對豐富，價(jià)格低廉，因此許多研究人員對提升低品位煤作為高效能源的來源有著濃厚的興趣，同時(shí)，低品位煤的開發(fā)和利用也降低了石油和高品位煤的消耗。 全世界煤炭總儲(chǔ)量達(dá)7.14萬億噸，其中煙煤和無煙煤3.27萬億噸，次煙煤和褐煤3.87萬億噸。然而，可采儲(chǔ)量中只有0.98萬億噸煤，這其中47.3%，即0.46萬億噸，是低品位煤。一般來說，低品位煤因其含有大量雜質(zhì)如灰分和水分而導(dǎo)致其含有的能量值較低，因此將其直接用作能源是不太理想的。使用低品位煤作為能源需要在干燥過程中首先降低其含水量。 煤中含有的水一般通過機(jī)械和換熱的方法除去，包括熱干燥和熱脫水。機(jī)械方法的脫水過程主要用于將煤中的固體顆粒從煤漿中分離出來，而換熱方法的脫水過程通過去除低品位煤中固有的水分來生產(chǎn)相對干燥的煤。在換熱干燥法中，一般利用燃燒氣體或利用過熱水蒸氣來降低煤的水分含量。這通?？梢院喕稍镌O(shè)備環(huán)境，但是需要消耗大量的能量。另一方面，在換熱脫水的方法中，通過在加壓反應(yīng)器中使用飽和水蒸汽或熱水將煤的水分以液態(tài)形式除去，這在降低能量消耗方面是有利的，但是，由于加壓作用的需要，設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)會(huì)變得非常復(fù)雜。在美國，西部能源公司開發(fā)的SynCoal工藝中經(jīng)常使用這種熱法。而且，其他基于換熱法的干燥工藝也在積極的開發(fā)之中，例如：美國的K-Fuel工藝，澳大利亞的無粘結(jié)劑煤球（BCB）技術(shù)，日本的升級褐煤（UBC）工藝，澳大利亞HRL Ltd 公司的綜合干燥氣化聯(lián)合循環(huán)（IDGCC）工藝等?；趽Q熱方法的這些干燥過程使用微波，溶劑，油或特定的反應(yīng)器使介質(zhì)長時(shí)間停留，如流化床反應(yīng)器或長管道等。大多數(shù)干燥過程都是利用加熱介質(zhì)進(jìn)行的，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，導(dǎo)致建設(shè)成本相對較高。 在這項(xiàng)研究中，采用一種換熱方法：用盤式干燥器對低品位煤進(jìn)行干燥，干燥過程中不需要加熱介質(zhì)就可以將煤干燥需要的熱量從熱源轉(zhuǎn)移到煤中。因此，在干燥器中不使用加熱介質(zhì)可以通過減少干燥時(shí)間來簡化設(shè)備的構(gòu)造。干燥器的底板被加熱，通過調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)葉片的旋轉(zhuǎn)速度，將送入干燥器中心的煤輸送到出口。該過程的干燥效率可能受以下因素影響：煤顆粒尺寸和進(jìn)料速率，干燥溫度以及干燥器內(nèi)的停留時(shí)間和干燥環(huán)境。本研究考察了煤炭停留時(shí)間，旋轉(zhuǎn)葉片旋轉(zhuǎn)速度以及干燥器內(nèi)干燥環(huán)境的影響，以確定連續(xù)干燥過程的最佳條件。另外，通過計(jì)算不同顆粒尺寸和圓盤溫度下煤顆粒的傳熱時(shí)間，進(jìn)行數(shù)值分析以預(yù)測近似干燥時(shí)間。 2 研究方法 2.1 數(shù)值分析 使用沒有任何孔隙的單個(gè)實(shí)心球形顆粒的模型的數(shù)值計(jì)算被用于解決與煤干燥相關(guān)的顆粒尺寸效應(yīng)。Stefan模型和兩相模型通常用于在干燥足夠大的煤顆粒時(shí)包括蒸發(fā)水蒸氣的傳質(zhì)效應(yīng)。然而，由于本研究使用的是明顯小的煤顆粒，主要是由于煤粉顆粒中的傳質(zhì)傳熱現(xiàn)象迅速，因此有必要采用一種簡化的數(shù)值方法。由于熱量傳遞到圓盤上的煤顆?？梢哉舭l(fā)顆粒中包含的水分，重要的是首先計(jì)算從圓盤到煤顆粒的傳熱。對于數(shù)值計(jì)算，假定單個(gè)煤顆粒是球形的，因此，這些數(shù)據(jù)使用球坐標(biāo)。 假設(shè)煤顆粒內(nèi)部沒有對流換熱，數(shù)值計(jì)算只考慮煤粉干燥時(shí)的傳導(dǎo)傳熱和熱損失?？刂品匠倘缦拢? ??tρcCpcT=1r2??rkr2?T?r-qvGv-??VpVpGvCpvT （1） 其中： ρ—固體顆粒的密度； Cpc—固體顆粒在恒壓下的比熱容； k—體顆粒在恒壓下的導(dǎo)熱系數(shù)； Cpv—蒸發(fā)組分的比熱容； Gv—干燥速率； qv—體積流量； Vp—干燥水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； T，r，t—變量，表示煤的粒子半徑，時(shí)間和溫度。 上述等式的左邊是非穩(wěn)態(tài)項(xiàng)，右邊包括擴(kuò)散項(xiàng)，蒸發(fā)潛熱損失項(xiàng)和由組分蒸發(fā)時(shí)帶出的顯熱項(xiàng)。 這項(xiàng)研究運(yùn)用了Fu等人提出的通用E / K型模型，改模型可用于計(jì)算煤顆粒中某一組分的揮發(fā)速率，可以假定揮發(fā)性組分是低于160℃的水。該模型由具有活化能(E)項(xiàng)和比例常數(shù) (K)的阿雷尼烏斯型方程（式2）表示。其中，E和K是通用值，與煤的類型無關(guān)。因此該方程中的揮發(fā)速率僅是煤顆粒溫度的函數(shù)： dVdt=V∞-VKe-ERT （2） 其中： V—蒸發(fā)組分的體積； V∞—蒸發(fā)產(chǎn)生的最終體積。 粒子的邊界條件如下： ?T?r|r=0=0 （3） k?T?r|r=R=T∞-Ts+εσFT∞4-Ts4 （4） Tt,r=T0,t=0 （5） 式(3)表示煤顆粒中心的對稱性條件，式(4)表示在煤顆粒的外表面，煤顆粒表面?zhèn)鲗?dǎo)的熱量等于輻射熱量和對流散發(fā)的熱量之和，在式(5)中初始條件是煤內(nèi)部粒子的初始溫度給定為T0。 數(shù)值分析是在煤粉粒度為1mm，3mm和5mm的情況下進(jìn)行的，加熱盤的底部加熱板的溫度分別設(shè)定為130℃,140℃,150℃和160℃。表1總結(jié)了本研究所采用的煤的物理性質(zhì)，并用它來計(jì)算煤顆粒的溫度和濕度隨時(shí)間的變化。 表1 本研究中使用的煤的物理性質(zhì) 物理量 符號(hào) 值 密度 ρvkgm3 1500 傳熱系數(shù) kwm?K 0.26 比熱容 Cv，vJkg?K 1520 速度 V∞ms 0.5 發(fā)射率 ε 0.9 圓盤溫度 TD℃ 130,140,150,160 2.2 實(shí)驗(yàn) 2.2.1實(shí)驗(yàn)裝置 本研究中使用的煤是來自印度尼西亞加里曼丹地區(qū)的褐煤，這種褐煤通常被歸類為低品位煤。煤顆粒的直徑一般在1~3mm的范圍內(nèi)。印尼褐煤樣品的近似分析和元素分析是根據(jù)韓國煤樣品標(biāo)準(zhǔn)測試方法（KS E 3705,3706,3707和3712），使用美國LECO公司的TruSpec元素分析儀，SC-432DR硫分析儀和TEA-701熱重儀進(jìn)行分析的。分析結(jié)果見表2。 表2 印尼低品位煤的特性 近似分析（重量%） 水分 揮發(fā)性物質(zhì) 灰分 固定碳 34.27 33.54 2.01 29.99 元素分析（重量%） 碳 氫 氮 氧 硫 70.50 5.14 0.99 21.33 0.03 在盤式干燥器中，底部加熱板由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽加熱。底部加熱板的溫度和干燥器的內(nèi)部溫度均用k型熱電偶測量。安裝一個(gè)螺旋給料機(jī)和一個(gè)齒輪電動(dòng)機(jī)，以定量地將煤送入干燥機(jī)。支撐干燥機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片的四個(gè)臂長均為40厘米，其轉(zhuǎn)速由連接到電機(jī)的控制速度的正時(shí)皮帶控制。圓盤式干燥機(jī)的示意圖如圖1所示。 每個(gè)支撐臂安裝有四個(gè)主軸，底部有兩個(gè)彎曲的刀片。每個(gè)主軸連接到支撐臂上的齒輪，用以將來自控制速度電機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞到每個(gè)主軸。所安裝的葉片被設(shè)計(jì)成能夠?qū)⒚壕鶆蚍植荚诘撞考訜岚迳?，同時(shí)將干燥的煤推出出口。圖2顯示了支撐臂和葉片的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。通過濕度分析儀測量在圓盤式干燥器中進(jìn)行干燥的煤樣的水分含量。 圖1 圓盤式干燥機(jī)原理圖 原煤 軸 葉片 干燥后的煤 加熱板 料斗 支承臂 圖2 圓盤式干燥機(jī)中安裝的旋轉(zhuǎn)刀片的詳細(xì)信息 首先，通過改變盤式干燥器的底部加熱板的溫度來檢查煤樣的水分含量和停留時(shí)間。加熱板的溫度從130℃升高到160℃，以每10℃的增量升高，而煤的進(jìn)料速率保持恒定在5kg / h，葉片的轉(zhuǎn)速保持恒定在0.84rpm。其次，在相同的溫度范圍內(nèi)，在0.84rpm的葉片旋轉(zhuǎn)速度下，煤進(jìn)料速率從5kg / h變化到10kg / h。然后，在加熱板溫度為150℃和煤進(jìn)料速率為5kg / h的條件下，影響葉片旋轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生變化，從初始的0.37rpm增至0.84rpm。在上述干燥實(shí)驗(yàn)中，使用真空泵排出從煤中蒸發(fā)的水蒸氣。然而，在圓盤式干燥器內(nèi)干燥環(huán)境效應(yīng)的最終實(shí)驗(yàn)中，沒有使用真空泵，而是使煤蒸發(fā)的水蒸氣留在干燥器內(nèi)。該實(shí)驗(yàn)使用150℃的加熱板溫度，5kg / h的進(jìn)料速率和0.84rpm的葉片旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中，干燥10分鐘后從加熱板的出口收集干燥的煤樣，并測量樣品的含水量。為了確定煤樣相對于加熱板位置的含水量，在沿著加熱板中心和出口之間的線的三個(gè)中間點(diǎn)處收集樣品（見圖3）。 加熱板 葉片 原煤進(jìn)料孔 支承臂 圖3 從圓盤式干燥機(jī)的加熱板收集干煤的取樣位置 3 結(jié)果和討論 3.1 數(shù)值分析結(jié)果 3.1.1 傳熱計(jì)算 首先需要確定從底部加熱板到煤顆粒的傳熱的最有效時(shí)間，因?yàn)槊侯w粒的干燥過程僅在其中的水分接收到從底部加熱板傳遞的熱量時(shí)才開始。圖4顯示了直徑分別為1mm，3mm和5mm時(shí)的煤顆粒中心處溫度變化的計(jì)算結(jié)果。這些煤顆粒中心的溫度達(dá)到底部加熱板的溫度分別需要2，4和6分鐘。但是，顆粒中心溫度達(dá)到加熱板溫度的時(shí)間不受給定煤顆粒尺寸的加熱板溫度設(shè)定值的影響。 通過對給定加熱板溫度分別為130℃，140℃，??150℃和160℃時(shí)（見圖5）的數(shù)值計(jì)算獲得相應(yīng)溫度下3mm煤顆粒中心的溫度。在加熱板溫度的所有實(shí)驗(yàn)條件下，熱量從加熱板傳遞到煤顆粒的趨勢是相似的，因此在4分鐘內(nèi)顆粒中心處的溫度變得與加熱板的溫度相同。但是，達(dá)到板溫度的加熱時(shí)間的差異并不能顯著改變加熱板的溫度。本研究中煤顆粒的內(nèi)部溫度分布情況比Agarwal等人在流化床煤干燥方面提出的斜率更陡，這是由于本研究中的傳熱主要通過熱傳導(dǎo)傳遞，流化床中的傳熱是熱對流的。而且，當(dāng)要干燥的煤的量變大時(shí)，由于水的蒸發(fā)熱導(dǎo)致的熱損失不可忽略，所以預(yù)計(jì)在顆粒溫度為100℃時(shí)煤顆粒溫度的升高會(huì)趨于平穩(wěn)。 圖4 計(jì)算不同顆粒尺寸和圓盤溫度（TD）下加熱圓盤（TD）到煤顆粒（TC） 隨時(shí)間的熱傳導(dǎo)率：(a)130℃，(b)140℃，(c)150℃，(d)160℃ 時(shí)間（min） （℃）度溫煤 圖5 計(jì)算不同圓盤面溫度下3mm直徑煤顆粒溫度隨時(shí)間的變化 3.1.2 煤干燥計(jì)算 雖然本計(jì)算中使用的阿列紐斯型方程的數(shù)學(xué)模型最初是針對煤的揮發(fā)而規(guī)定的，但模型中的揮發(fā)性組分可假定為在低至150℃的溫度下的水蒸氣。 在干燥之前，煤樣水分含量為34.27％，如表2所示。 圖6顯示，對于所有大小的煤炭顆粒，水分含量隨著干燥時(shí)間的增加而降低。然而，加熱板溫度為130℃時(shí)的干燥速度緩慢降低，而在150℃和160℃下干燥速率急劇下降，在10分鐘內(nèi)完全干燥。因此，當(dāng)加熱板溫度為150℃或更高時(shí)，干燥效率看起來更好。 當(dāng)在150℃的加熱板溫度下干燥幾個(gè)尺寸的煤顆粒時(shí)，煤顆粒中的大部分水分在5分鐘內(nèi)被除去，剩余部分在10分鐘內(nèi)被除去（見圖7）。 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 3.2.1 底部加熱板溫度的影響 通過增加加熱板溫度來降低干燥煤樣的水分含量（見圖8）。特別是，當(dāng)板溫從140℃升高到150℃時(shí)，干煤的水分含量顯著下降，這可能是由于較低的加熱板溫度比較高的加熱板溫度要求更加長的停留時(shí)間來干燥煤樣。如表3所示，在所有的平板溫度條件下，停留時(shí)間大約均為10分鐘。根據(jù)圖7所示的計(jì)算結(jié)果，在140℃下干燥10分鐘的煤仍然含有一定量的水分，但相應(yīng)的在150℃下干燥相同停留時(shí)間的煤完全沒有水分。因此，建議在停留時(shí)間為10分鐘的情況下，加熱板的溫度不應(yīng)超過150℃，以實(shí)現(xiàn)較為高效的煤炭干燥。 圖8 當(dāng)運(yùn)行真空泵時(shí)，圓盤溫度對以5kg / h 的進(jìn)料速率和0.84rpm的葉片轉(zhuǎn)速干 燥的煤的水分含量的影響。 圖7 在圓盤溫度為150°C的情況下各 種煤粒度隨時(shí)間的水分含量變化 圖6 不同顆粒直徑下煤顆粒隨時(shí)間的水分 含量變化：(a)1mm,(b)3mm,(c)5mm 表3 煤在圓盤式干燥器中在不同的加熱板溫度下的停留時(shí)間， 此時(shí)，煤進(jìn)料速率為5kg / h，葉片轉(zhuǎn)速為0.84rpm。 加熱盤溫度（℃） 停留時(shí)間（min） 130 10 140 10 150 9.5 160 9.4 煤中的水分以三種形式存在：與煤表面相互作用的表面水分，由強(qiáng)表面張力保持在煤孔內(nèi)的毛細(xì)管水分，以及與煤化學(xué)鍵合的水合形式。每種形式的水分都需要不同程度的能量從煤中分離出來：水合水分需要最高的能量，而表面水分很可能以相對較低的能量釋放。因此，干煤的水分含量取決于加熱板的溫度。此外，隨著加熱板溫度的升高，水的飽和蒸汽壓增加，高溫下煤的蒸發(fā)速率增加，達(dá)到飽和蒸汽壓，導(dǎo)致煤中水分含量大幅度降低。然而，由于本研究在150和160℃干燥的煤樣之間沒有觀察到含水量的差異，因此在150°C以上的底部加熱盤溫度下操作盤式干燥器是合理的。 3.2.2 給煤率的影響 當(dāng)進(jìn)煤速度從10kg / h降低到5kg / h時(shí)干，煤的水分含量大大降低（見圖9）。盡管煤樣被旋轉(zhuǎn)葉片強(qiáng)制均勻地散布在加熱板上，但是在高的煤進(jìn)料速率下，由于在掃過葉片之前積聚煤層，一些煤可能不能與加熱板充分接觸。因此，煤層上部的溫度可能低于接觸加熱板的煤的溫度，這被認(rèn)為是導(dǎo)致煤的高進(jìn)料速率下水分含量增加的原因。 圓盤溫度（℃） 水 分 含 量 % 圖9 在運(yùn)行真空泵的情況下，在0.84rpm的葉片旋轉(zhuǎn)速度下， 煤進(jìn)料速率對干燥的煤的水分含量的影響。 3.2.3 旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)速的影響 觀察到旋轉(zhuǎn)葉片的旋轉(zhuǎn)速度從0.37rpm增加到0.84rpm，以通過煤的有利混合來降低干燥煤的水分含量（見圖10）。 盡管如此，盡管葉片的較高旋轉(zhuǎn)速度導(dǎo)致煤的停留時(shí)間較短，如表4所示。 葉片轉(zhuǎn)速rpm 水 分 含 量 % 圖10 在運(yùn)行真空泵的情況下，葉片旋轉(zhuǎn)速度對在盤溫度為150℃ 和進(jìn)料速度為5kg / h時(shí)干燥的煤的水分含量的影響 表4 煤在盤式干燥器中在各種旋轉(zhuǎn)葉片旋轉(zhuǎn)速度下的停留時(shí)間 此時(shí)，加熱板溫度為150℃，煤進(jìn)料速率為5kg / h 轉(zhuǎn)速（rpm） 停留時(shí)間（min） 0.37 14 0.58 12 0.70 11 0.84 10 一般來說，長時(shí)間的停留可以延長干燥時(shí)間，從而降低含水量，這與我們的結(jié)果相反。 在盤式干燥器中，煤的停留時(shí)間僅通過葉片的旋轉(zhuǎn)速度來調(diào)節(jié)。 然而，葉片的旋轉(zhuǎn)速度不僅負(fù)責(zé)停留時(shí)間，而且也負(fù)責(zé)煤顆粒在加熱板上的混合和分散，如圖11所示。 因此，盡管停留時(shí)間縮短，但是葉片的高轉(zhuǎn)速可以改善煤顆粒與加熱板的接觸，并因此降低水分含量。 圖11 由于旋轉(zhuǎn)葉片的旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的干燥面積增加 3.2.4 干燥環(huán)境的影響 當(dāng)不使用真空泵時(shí)，蒸發(fā)的水蒸氣停留在干燥器中，煤的水分含量顯著高于通過真空泵從干燥器中除去蒸汽（見表5）。這個(gè)結(jié)果是由于不使用真空泵可能導(dǎo)致水蒸氣干燥環(huán)境飽和并因此導(dǎo)致蒸汽蒸發(fā)率降低的事實(shí)。而且，即使打開干燥機(jī)的觀察窗，也可以降低干燥煤的水分含量，因?yàn)榇蜷_窗戶可以使干燥機(jī)內(nèi)蒸發(fā)的水蒸氣擴(kuò)散出去。因此，這種作用與使用真空泵去除蒸發(fā)的水蒸汽相似。因此，需要從盤式干燥器內(nèi)部除去蒸發(fā)的水蒸氣，以提高水蒸氣的蒸發(fā)速率，并防止蒸發(fā)的水蒸氣使干燥環(huán)境飽和。 表5 干燥環(huán)境對煤濕度的影響，此時(shí)，加熱板溫度為150℃， 進(jìn)料速率為5kg / h，葉片轉(zhuǎn)速為0.84rpm 干燥環(huán)境 水分含量% 通過真空泵 3.67 打開視窗 6.67 無真空泵，未開視窗 14.23 3.2.5 干燥位置對盤式干燥機(jī)加熱盤的影響 在干燥實(shí)驗(yàn)期間，干燥的煤樣在中心點(diǎn)和出口之間的加熱板的三個(gè)中點(diǎn)處被收集，如圖3所示。據(jù)觀察，在離中心最遠(yuǎn)處收集的樣品包含最低含水量（見圖12）。特別是在點(diǎn)3采集的樣品的含水量與在點(diǎn)2采集的樣品相比大大降低了。這可能與煤擴(kuò)散的表面積增加有關(guān)，因此煤顆粒與加熱板之間的接觸增強(qiáng)。在點(diǎn)1和點(diǎn)2處，煤在板上擴(kuò)散的區(qū)域的半徑相對較小，煤和板之間很難實(shí)現(xiàn)良好的接觸。另一方面，在點(diǎn)3處，半徑變大，因此，大部分煤顆?？赡鼙患訜?，因?yàn)槠鋽U(kuò)散和加熱板上的滯留時(shí)間增加。 取樣位置 水 分 含 量 % 圖12 在運(yùn)行真空泵的情況下，取樣位置對盤式溫度為150℃，進(jìn)料速率 為5kg / h，葉片轉(zhuǎn)速為0.84rpm的干燥水分含量的影響 4 結(jié)論 為了設(shè)計(jì)使用旋轉(zhuǎn)葉片來高效干燥含水量高的低品位煤的盤式干燥機(jī)，進(jìn)行數(shù)值分析以確定向煤顆粒的傳熱和煤干燥時(shí)間。根據(jù)數(shù)值計(jì)算，煤粒溫度在5分鐘左右達(dá)到加熱盤的溫度，不受板溫設(shè)定值的影響。在130℃的加熱板溫度下，煤顆粒的干燥速率緩慢降低。然而，在150℃以上的加熱板溫度下，煤顆粒的含水率可以在5分鐘內(nèi)迅速降低到5％以下，10分鐘內(nèi)降到接近0％，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的。 在本研究中，實(shí)驗(yàn)研究了加熱板溫度，旋轉(zhuǎn)葉片旋轉(zhuǎn)速度，供煤量，干燥環(huán)境和加熱板上的干燥位置的影響。基于以下結(jié)果，可以得出最佳條件，設(shè)計(jì)一個(gè)連續(xù)的干燥過程，用于低品位煤的盤式干燥器。 （1）通過提高加熱板的溫度來降低干燥煤的水分含量。然而，由于在160℃的加熱溫度下干燥的樣品與在150℃下干燥的樣品相比水分含量差別不大，因此能量效率期望加熱板的溫度應(yīng)保持在150℃。 （2）在所檢查的條件下，5kg / h的煤進(jìn)料速率被認(rèn)為是合適的，因?yàn)殡S著進(jìn)料速率降低，含水量降低。 （3）旋轉(zhuǎn)葉片的高旋轉(zhuǎn)速度增加了水分含量的降低，這可能是因?yàn)樗鼘?dǎo)致煤顆粒與加熱板的接觸增加。 （4）為了有效地降低水分含量，需要從干燥器內(nèi)部除去蒸發(fā)的水蒸汽。這可以通過使用真空泵來實(shí)現(xiàn)。 （5）隨著加熱板上的位置相對于煤樣進(jìn)入干燥的板的中心而增加，干煤的水分含量減少。 參考文獻(xiàn) （略） 第14頁 共11頁