1、褐煤氣流干燥烘干的意義
我國褐煤資源豐富，其中已探明的褐煤保有量達l303億t，約占全國煤炭儲量的13%。但是，由于褐煤水分高、熱值低、易風化和自燃，難以洗選和儲存，單位能量的運輸成本較高，長距離輸送經濟性差等原因，使得褐煤的開采和利用受到很大限制。目前，褐煤一般被作為低級燃料，在其產地附近燃燒發電。然而，高水分的褐煤直接燃燒的熱
效率較低，經濟性較差，而且溫室氣體的排放量也很大。在當今的世界能源形勢下，褐煤的高效利用重新得到了國際能源界的重視。如何降低褐煤水分、提高其能量密度成為褐煤加工利用的關鍵問題之一。研究表明：將水分高、熱值低的褐煤脫水提質處理后，可以顯著降低煤炭水分，提高發熱量，增加產品能量密度，防止其自燃。
在眾多干燥烘干設備中，氣流干燥烘干器具有干燥烘干強度大、干燥烘干時間短、熱效率高、生產能力大、設備簡單、應用范圍廣等優點。而直管式氣流干燥烘干器除具有一般氣流干燥烘干器所具有的優點外，其結構更加簡單，易于安裝調試。因此，本研究選用直管式氣流干燥烘干器對褐煤進行干燥烘干試驗研究。通過建立試驗線對褐煤進行干燥烘干處理，研究了直管式氣流干燥烘干器干燥烘干褐煤的過程，并建立了數值模型，以為I業線建設奠定理論基礎。
2、褐煤水分特性及試驗設備
2.1褐煤水分賦存狀態及脫除性
水分高是褐煤的重要特征之一，其水分主要由外在水分、內在水分和結晶水組成。一般來說，脫除褐煤的外在水分比較容易，但要脫除褐煤的內在水分和礦物質結晶水分則困難得多。褐煤內在水分的脫除性取決于其孔結構的發育程度和狀態。如果將褐煤視為由凝固的膠體網狀組織和微孔系統所組成，其空間可能充滿著含水介質，可以認為：構成網狀組織的大孔和較大孔中的游離水或微弱結合的水比較容易脫除；存于微孔系統中被緊緊吸著的水在適當增高壓力和溫度下才能脫除；與煤結構中含氧官能團呈化學吸附狀態的水分只有在較高溫度和壓力下才能釋放出來，且過程中可能伴隨產生一些熱分解反應。煤中礦物質（如粘土和硫酸鈣等）結晶水脫除亦在這種較高溫度條件下才會產生。
試驗表明，褐煤的外在水分約占全水分的60%，內在水分約占全水分的30%，結晶水約占全水分的10%。氣流閃蒸干燥烘干可以脫除褐煤大部分的外在水分和極少部分的內在水分，但結晶水幾乎不能被脫除。把水分> 30%的褐煤干燥烘干到水分<10%，可使褐煤的熱值從15MJ/kg提高到24MJ/kg以上。
2.2氣流干燥烘干器干燥烘干原理
直管式氣流干燥烘干器干燥烘干原理屬對流干燥烘干的一種，濕物料的干燥烘干是由傳熱和傳質兩個過程所組成。當濕物料與熱空氣相接觸時，干燥烘干介質（熱空氣）將熱能傳遞至濕物料表面，由表面傳遞至物料內部，這是一個熱量傳遞過程；與此同時，濕物料中的水分從物料表面通過氣膜擴散到熱空氣中，這是一個傳質過程。
干燥烘干過程的本質是將除去的水分從固相轉移到氣相中，固相為被干燥烘干物料，氣相為干燥烘干介質。干燥烘干過程得以進行的必要條件有兩個：一是濕物料表面水汽壓力大于干燥烘干介質水汽分壓，二是干燥烘干介質將氣化的水汽及時帶走。只有滿足以上兩個條件，褐煤表面的水分才能氣化，隨著表面水分的不斷氣化，褐煤內部的水分才能繼續向褐煤表面移動。水分氣化需要的熱量傳遞是由褐煤內外溫度差引起的。…
2.3直管式氣流干燥烘干器試驗系統
試驗系統如圖1所示。圖l中的l、2、3、4、5、6、7、8、9、10為氣流干燥烘干器不同位置的熱電偶，目的是實時檢測系統不同位置的煙氣溫度，計算并分析各個位置處高溫煙氣與褐煤的傳熱、傳質變化。
試驗系統工作時，高溫煙氣從直管式氣流干燥烘干器的下端進入，與褐煤煤粉發生劇烈的摻混后，氣、固二相流沿著干燥烘干管運行，發生傳熱、傳質作用，把褐煤中的大部分水分脫除，從而實現干燥烘干的目的。隨著氣、固兩相傳熱、傳質的進行，高溫氣體的溫度不斷降低。
3、結果分析與討論
采用直管式氣流干燥烘干器對褐煤進行了若干次干燥烘干試驗，試驗煤樣采用BR褐煤（為老年褐煤），運行效果良好。
本文選取了具有代表性的試驗進行分析，通過分析，找出了直管式氣流干燥烘干器運行參數之間的關系，并建立了直管式氣流干燥烘干器數值模型。
在對系統進行分析時，作了如下簡化：
(1)試驗線中直管式氣流干燥烘干器工作壓力為負壓，其值較小，對褐煤的干燥烘干作用幾乎沒有影響，因此本文在傳熱分析中不予考慮。
(2)把整個直管式氣流干燥烘干器試驗系統看作一個絕熱系統，只是在系統內部進行傳熱、傳質作用。
