【摘 要】
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煤气化是煤炭清洁、高效利用的主要途径。气化细渣滤饼是煤气化过程中产生的固体废物,具有产量大、含水量高的特点。气化细渣滤饼的干燥成为制约煤气化固废再利用的关键。本文以神华宁煤煤制油气化厂的气化细渣滤饼为研究对象,分析了其基本物化性质,探究了气化细渣中水的等温解吸过程,并对气化细渣薄层热风干燥过程中动力学特性和热力学特性进行研究,为煤气化细渣干燥工艺条件的选择和优化提供一定的理论基础。主要结论如下:（
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煤气化是煤炭清洁、高效利用的主要途径。气化细渣滤饼是煤气化过程中产生的固体废物,具有产量大、含水量高的特点。气化细渣滤饼的干燥成为制约煤气化固废再利用的关键。本文以神华宁煤煤制油气化厂的气化细渣滤饼为研究对象,分析了其基本物化性质,探究了气化细渣中水的等温解吸过程,并对气化细渣薄层热风干燥过程中动力学特性和热力学特性进行研究,为煤气化细渣干燥工艺条件的选择和优化提供一定的理论基础。主要结论如下:（1）气化细渣主要是由不规则残碳和球形矿物质颗粒组成,且具有不同的共存形态;气化细渣具有较高的比表面积（191.19 m~2/g）,含有大量的微孔和介孔,提供了水分赋存空间;气化细渣灰分高,其含有大量的Si O2以及表面含有的-CONH2均会提升气化细渣的持水能力。（2）采用静态称重法研究了气化细渣中水的等温解吸过程。气化细渣的吸附/解吸等温线,属于II型等温线,存在滞后现象,这与其丰富的孔结构有关;GAB模型最适合描述气化细渣的水分解吸特性。在等温解吸过程中平衡含水率为0.006～0.075 g/g,其相对应的净等量解吸热与微分熵分别为0.399～11.359k J/mol、0.773～20.358 J/（mol·K）,均随着平衡含水率的降低而增大;解吸过程可用焓熵补偿理论解释,此过程是非自发的,属于焓驱动。（3）探究在不同热风温度和薄层厚度下的气化细渣的干燥动力学特性。气化细渣的干燥速率曲线可分为升速段、较长恒速段、降速段三个阶段,降速段证明了气化细渣解吸热的变化趋势;干燥速率随温度升高而增大,随厚度的增加而减小;确定Midilli模型为最佳干燥曲线模型。采用傅里叶数法计算各工况下有效扩散系数,在1.92E-9～3.06E-8 m~2/s之间,随着热风温度的升高及薄层厚度的增大而增大;气化细渣不同薄层厚度的活化能为18.37～18.95 k J/mol。（4）使用结构转换模型探究气化细渣薄层热风干燥的热力学特性。温度对干燥过程的影响随含水率减小而增大,这与气化细渣中水等温解吸过程的解吸热变化一致。气化细渣干燥过程吉布斯自由能为负,熵对吉布斯自由能的贡献大,说明在实验条件下干燥过程是自发的且为熵驱动。熵变化的最大区域在温度112～132℃、干燥时间150～240 min,基于熵变最大化理论对本干燥实验工况优化提出最佳工况（含水率0.45～0.2,热风温度为95℃;含水率0.2～0.05,热风温度为125℃）。该论文有图50副,表17个,参考文献145篇。
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