我国褐煤资源丰富，其中已探明的褐煤保有量达l303亿t，约占全国煤炭储量的13%。但是，由于褐煤水分高、热值低、易风化和自燃，难以洗选和储存，单位能量的运输成本较高，长距离输送经济性差等原因，使得褐煤的开采和利用受到很大限制。目前，褐煤一般被作为低级燃料，在其产地附近燃烧发电。然而，高水分的褐煤直接燃烧的热
效率较低，经济性较差，而且温室气体的排放量也很大。在当今的世界能源形势下，褐煤的高效利用重新得到了国际能源界的重视。如何降低褐煤水分、提高其能量密度成为褐煤加工利用的关键问题之一。研究表明：将水分高、热值低的褐煤脱水提质处理后，可以显著降低煤炭水分，提高发热量，增加产品能量密度，防止其自燃。
在众多干燥烘干设备中，气流干燥烘干器具有干燥烘干强度大、干燥烘干时间短、热效率高、生产能力大、设备简单、应用范围广等优点。而直管式气流干燥烘干器除具有一般气流干燥烘干器所具有的优点外，其结构更加简单，易于安装调试。因此，本研究选用直管式气流干燥烘干器对褐煤进行干燥烘干试验研究。通过建立试验线对褐煤进行干燥烘干处理，研究了直管式气流干燥烘干器干燥烘干褐煤的过程，并建立了数值模型，以为I业线建设奠定理论基础。
2、褐煤水分特性及试验设备
2.1褐煤水分赋存状态及脱除性
水分高是褐煤的重要特征之一，其水分主要由外在水分、内在水分和结晶水组成。一般来说，脱除褐煤的外在水分比较容易，但要脱除褐煤的内在水分和矿物质结晶水分则困难得多。褐煤内在水分的脱除性取决于其孔结构的发育程度和状态。如果将褐煤视为由凝固的胶体网状组织和微孔系统所组成，其空间可能充满着含水介质，可以认为：构成网状组织的大孔和较大孔中的游离水或微弱结合的水比较容易脱除；存于微孔系统中被紧紧吸着的水在适当增高压力和温度下才能脱除；与煤结构中含氧官能团呈化学吸附状态的水分只有在较高温度和压力下才能释放出来，且过程中可能伴随产生一些热分解反应。煤中矿物质（如粘土和硫酸钙等）结晶水脱除亦在这种较高温度条件下才会产生。
试验表明，褐煤的外在水分约占全水分的60%，内在水分约占全水分的30%，结晶水约占全水分的10%。气流闪蒸干燥烘干可以脱除褐煤大部分的外在水分和极少部分的内在水分，但结晶水几乎不能被脱除。把水分> 30%的褐煤干燥烘干到水分<10%，可使褐煤的热值从15MJ/kg提高到24MJ/kg以上。
2.2气流干燥烘干器干燥烘干原理
直管式气流干燥烘干器干燥烘干原理属对流干燥烘干的一种，湿物料的干燥烘干是由传热和传质两个过程所组成。当湿物料与热空气相接触时，干燥烘干介质（热空气）将热能传递至湿物料表面，由表面传递至物料内部，这是一个热量传递过程；与此同时，湿物料中的水分从物料表面通过气膜扩散到热空气中，这是一个传质过程。
干燥烘干过程的本质是将除去的水分从固相转移到气相中，固相为被干燥烘干物料，气相为干燥烘干介质。干燥烘干过程得以进行的必要条件有两个：一是湿物料表面水汽压力大于干燥烘干介质水汽分压，二是干燥烘干介质将气化的水汽及时带走。只有满足以上两个条件，褐煤表面的水分才能气化，随着表面水分的不断气化，褐煤内部的水分才能继续向褐煤表面移动。水分气化需要的热量传递是由褐煤内外温度差引起的。…
2.3直管式气流干燥烘干器试验系统
试验系统如图1所示。图l中的l、2、3、4、5、6、7、8、9、10为气流干燥烘干器不同位置的热电偶，目的是实时检测系统不同位置的烟气温度，计算并分析各个位置处高温烟气与褐煤的传热、传质变化。
试验系统工作时，高温烟气从直管式气流干燥烘干器的下端进入，与褐煤煤粉发生剧烈的掺混后，气、固二相流沿着干燥烘干管运行，发生传热、传质作用，把褐煤中的大部分水分脱除，从而实现干燥烘干的目的。随着气、固两相传热、传质的进行，高温气体的温度不断降低。
3、结果分析与讨论
采用直管式气流干燥烘干器对褐煤进行了若干次干燥烘干试验，试验煤样采用BR褐煤（为老年褐煤），运行效果良好。
本文选取了具有代表性的试验进行分析，通过分析，找出了直管式气流干燥烘干器运行参数之间的关系，并建立了直管式气流干燥烘干器数值模型。
在对系统进行分析时，作了如下简化：
(1)试验线中直管式气流干燥烘干器工作压力为负压，其值较小，对褐煤的干燥烘干作用几乎没有影响，因此本文在传热分析中不予考虑。
(2)把整个直管式气流干燥烘干器试验系统看作一个绝热系统，只是在系统内部进行传热、传质作用。
