【摘 要】
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蒙东地区褐煤由于高水分、低发热量、易风化和自燃的缺点,应用受到很大限制,因此对褐煤的脱水提质尤为紧迫。目前流化床干燥技术已被应用到褐煤干燥中,但大多数研究还仅限于
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蒙东地区褐煤由于高水分、低发热量、易风化和自燃的缺点,应用受到很大限制,因此对褐煤的脱水提质尤为紧迫。目前流化床干燥技术已被应用到褐煤干燥中,但大多数研究还仅限于传统的实验阶段,另外床体内气固两相强烈的非线性、以及传质传热的复杂性使实验研究过程受阻。CFD技术的出现,可用它获得实验过程中不易测得的数据,而且通过与实验相结合,为流化床干燥研究提供更准确、更深入的理论基础。本文在前人已开展的流化床热风干燥的实验基础上,利用Fluent软件,选用欧拉双流体模型对褐煤在流化床内的干燥过程进行二维数值模拟,研究干燥条件对褐煤流动特性、干燥特性及传热传质过程的影响。流动特性模拟结果表明:气泡的生长、聚并、破裂过程是影响流化过程的主要因素;通过压降曲线可以确定临界流化速度,粒径越大,临界流化速度越大,初始床层高度对其没有影响,模拟结果与实验值相吻合。模拟计算得到的褐煤干燥特性与实验结果相一致,粒度的减小、入口风温的增加都能使干燥速率增加,传热传质增强,其中风温对干燥速率的影响最大;随着颗粒内水分的减少,干燥速率减慢,传热系数减小。干燥过程中颗粒温度不断升高,最终温度趋于热风温度;气体湿度分布可以很好的展现颗粒水分在床内的脱除情况。通过用户自定义函数将微波加入到流化床干燥过程中,发现微波强化后的干燥效果优于单纯热风干燥。微波功率对干燥特性的影响非常显著,随功率的增加,脱水速率加快,传热传质增强,而干燥后期随水分的减少微波作用减弱。在微波作用下褐煤颗粒温度升高、速率加快,干燥后期颗粒的温度远高于热风温度。
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