Процеси сушења лигнита са великим садржајем влаге у непокретном и флуидизованом слоју

Abstract

Уклањање влаге из нискоквалитетних угљева се сматра важним поступком побољшања квалитета угља. У раду је приказан преглед тренутног стања технологија оплемењивања нискоквалитетних угљева, са посебним нагласком на процесе сушења као и одстрањивања влаге (у течном стању). Да би се израчунали значајни параметри процеса уклањања влаге развијен је и представљен модел конвективног сушења угља у флуидизованом слоју, заснован на двофазном моделу мехурастог флуидизованог слоја са гасом и честицама у суспензионој фази и гасом у мехурастој фази. Основна концепција развијеног модела је да се процес сушења у суспензионој фази разматра као за непокретни слој честица, коришћењем концепта "коефицијент сушења", при чему се врши прорачун за елементарне слојеве (запремине) и уопштава за цео слој честица. Мешање честица које се јавља у флуидизованом слоју урачунава се преко дифузионог члана у диференцијалним једначинама. Топлотна проводљивост непокретног слоја коју су дефинисали Zehner, Bauer и Schlünder је коришћена за дефинисање механизама преноса топлоте који се јављају у суспензионој фази флуидизованог слоја. Дискретизација система диференцијалних једначина извршена је нумеричком методом контролних запремина. Добијени систем линеаризованих алгебарских једначина је решаван помоћу ТДМА алгоритма (Три- Дијагонални Матрични Алгоритам). Релације зависне од материјала (пренос супстанције унутар чврсте фазе, равнотежно стање влаге између гасне и чврсте фазе), које се односе на одговарајућу врсту угља (лигнит Колубара), добијене су претходним истраживањима...

Removal of moisture from low-rank coals is deemed an important quality upgrading method. An overview of the current status of low-rank coal upgrading technologies is presented in the paper, particularly with respect to drying and dewatering procedures. In order to calculate the significant parameters of the moisture removal process, a model of convective coal drying in a fluid bed, based on the two-phase bubbling fluidization model with gas and particles in suspension phase and gas in bubbling phase, is developed and presented. Basic assumption of the model is that the drying process in suspension phase is considered as for packed bed of particles by applying concept "drying coefficient", where the calculation is performed for elementary layers (volumes) and generalized for the entire bed of particles. The mixing of particles is calculated by means of diffusion term in the differntial equations. Effective thermal conductivity of the packed bed as defined by Zehner/Bauer/Schlünder is used to define heat transfer mechanisms occurring in the suspension phase of the fluid bed. A control volume numerical method is used for discretization of the differntial equations. Discretization equations have been solved by means of TriDiagonal-Matrix Algorithm. Product-specific data (intraparticle substance transfer, gas-solid moisture equilibrium) related to the particular coal variety addressed here (Kolubara lignite) are obtained through preliminary investigations. Тwo series of experimens in fluidized bed and one series in packed bed were performed. A completely new set of experimental results obtained has been successfully used to validate the model additionally. Comparison of obtained numerical simulation results and experimental results and results of other authors from available literature have shown a good agreement...