Comparative experimental studies on the dewatering of a fine coal slurry sample containing ≈52% moisture by microwave heating vis-à-vis thermal heating are reported. For thermal heating, thermogravimetric analysis (TGA) using different masses and different heating rates were employed. Similar experiments were carried out for dewatering by microwave heating using a conventional oven operating at 2.45 GHz and 800 W power. These quantitative experiments show that microwave heating is an order of magnitude more efficient than thermal heating, although about 10% of the residual moisture, perhaps trapped in the capillaries of the coal particles, is not removed even by microwave heating. Based on these results, a bench scale dewatering unit was designed and tested in which coal slurry in kg quantities was fed on a conveyor belt. The efficiency of this unit for dewatering fine coal slurries was estimated to be over 80% of the theoretical limit. A cost estimate of about $3/ton for the power consumed for 10% reduction of moisture is made

چکیده

مطالعات تجربی مقایسه­ ای روی آب زدایی یک نمونه دوغاب زغال سنگ ریزدانة حاوی %52 رطوبت با استفاده از حرارت­ دهی مایکرو ویو و روش حرارت­ دهی متداول گزارش شد. برای روش حرارت­ دهی متداول از آنالیز توزین حرارتی (TGA) با جرم­ ها و نرخ ­های حرارت­ دهی مختلف استفاده شد. آزمایش ­های مشابهی برای آب­ زدایی با استفاده از حرارت­ دهی مایکرو ویو با استفاده از یک آون مایکرو ویو که در 2.45 GHz و توان W 800 کار می­ کند نیز انجام شد. این آزمایش ­های کمّی نشان داد که بازده حرارت ­دهی مایکرو ویو حدود ده برابر بیشتر از روش حرارت­ دهی متداول است، اگرچه حدود %10 از رطوبت باقیمانده، که احتمالاً در منافذ موئینة ذرات زغال سنگ محبوس شده­ است، حتی با حرارت­ دهی مایکرو ویو نیز از بین نرفت. بر اساس این نتایج، یک واحد آب­ زدایی در مقیاس رومیزی طراحی شد و با تغذیة دوغاب زغال سنگ با وزن­ هایی در محدودة kg با استفاده از یک نوار نقاله مورد آزمایش قرار گرفت. برآورد بازده این واحد برای آب­ زدایی دوغاب­ های زغال سنگ ریزدانه بیشتر از %80 حد تئوری بود. برآورد هزینة انرژی مصرفی برای %10 کاهش رطوبت حدود $/ton 3 بود.

1-مقدمه

به دلیل حضور فازهای ناخالصی مختلف (رُس ­ها، کوارتز، پیریت، ...) در زغال سنگ­ ها، برای جداسازی مواد کربنی مفید از این ناخالصی­ ها به فرایندهای خردایش و آماده­ سازی زیادی نیاز داریم [1]. در آماده ­سازی زغال سنگ، مقادیر زیادی آب استفاده می ­شود که باید تا حد امکان قبل از انتقال و سوزاندن زغال سنگ در نیروگاه ­ها حذف شود. روش­ های آب­زدایی مکانیکی (مانند سانتریفیوز) معمولاً برای زغال سنگ ریزدانه ناکارآمد هستند [2]. روش ­های آب­ زدایی حرارتی مقرون به صرفه نیستند چون باعث حرارت­ دهی همزمان زغال سنگ و آب می­ شوند، و حرارت دادن زغال سنگ باعث کاهش مقدار BTU آن می­ شود...