熱力乾燥

又稱熱力脫水，用熱力蒸發的方法降低濕物料水分的作業。在選煤廠，常用的乾燥方法是以煤燃燒產生的高溫煙作為熱介質，加熱精煤，使精煤中水分汽化,達到降低精煤水分的目的。焦化廠所屬的選煤廠常採用煤做燃料。

基本介紹

• 中文名：熱力乾燥
• 外文名：thermal drying 
• 別稱：熱力脫水
• 學科：煤炭工程
• 目的：降低濕物料水分
• 套用：選煤廠

乾燥作用

煤的含水量同煤的灰分和硫分一樣是有害雜質，會降低煤炭質量。煤在洗選加工過程中不僅限於除去灰分和硫，還要脫除水分。用熱力乾燥脫除選後產品的表面水有以下效果：

(1)在北方寒冷地區的冬季可以防止凍煤，易於裝運、貯存和用戶使用。

(2) 增大煤的容積密度。

(3) 減少在燃燒過程中由於煤表面水蒸發的熱損失。

(4) 提高特殊用途 (煉焦、型煤、化工、造氣用煤) 的煤質。

(5) 簡化乾法選煤工藝。

先進的工業國家均常年對選煤產品乾燥，以降低其水分，提高煤炭質量。

乾燥過程

熱力乾燥過程傳熱方式有直接傳熱式、間接傳熱式和複式傳熱3種。現代煤炭工業所採用的多為熱效率高、乾燥速度快、對(順)流傳熱為主的直接傳熱型，它由燃燒爐(室)產生的含有氧、氮、水氣和少量一氧化碳的熱煙道氣和濕煤二者在連續流動中直接接觸完成乾燥。

乾燥過程大致分為預熱、等速、降速3個階段。

預熱階段高溫熱煙氣與濕物料接觸後，物料及水的溫度迅速升高達到水汽化溫度。隨著熱量繼續傳遞、水及物料表面溫度提高，表面水因蒸汽壓力差向熱煙氣中汽化擴散。在這期間，熱量消耗在物體的加熱，直到使傳給物料的熱量與汽化所消耗的熱量達到平衡為止。

等速階段繼乾燥速度達到最大值後進入等速乾燥階段。在這個階段，水的汽化發生在自由表面上，物料內層的水，由於擴散阻力小而不斷地達到表面，並代替由表面汽化了的水分，乾燥速度保持恆定，直至達到物料的臨界水分為止。這個階段的特點是物料表面的蒸汽壓力等於液體表面的蒸汽壓力，與物料的水分無關。在熱源和熱煙氣流流繞物料情況相同的條件下，乾燥速度與純液體的汽化速度相等。

降速階段物料達到臨界水分之後的階段。在這個階段，水分自物體內部向外表的擴散速度已不足以使表面被其飽和，乾燥速度下降，直至最後物料中所含水分與熱介質的濕度成平衡，即物料的含水量已達到一定條件下的平衡含水量時，乾燥速度等於零，乾燥過程完全停止。

用實驗方法可以確定物料的平均含水量與乾燥時間的關係，繪成的曲線稱為乾燥曲線。按含水量隨時間的變化值，可以得到乾燥速度，繪成的曲線稱為乾燥速度曲線。圖1是乾燥過程中乾燥速度、物料溫度與時間的變化關係。從圖上可以清楚地看出乾燥過程3個循序進行的階段：預熱階段(AB段)的特徵是乾燥速度由零值迅速地增加到一定值;等速階段(BC段)是乾燥速度不變且具有最大值;降速階段(CD段)是乾燥速度均勻地下降。

乾燥系統

組成乾燥工藝設備的系統。除通用的燃燒爐鼓風機 (有的爐型還需冷卻四周爐壁用的冷卻風機)、造成整個系統負壓工作的引風機和水泵外，主要設備有熱煙氣爐、乾燥機、給排料機、一次除塵機、二次除塵機(多為水膜除塵) 以及輸送機等 (圖2)。