通过模拟和痕迹分析,通过微波干燥煤炭粘液面团的水分迁移的定量调查
Fei Wang1, Nan Tian1, Lei Ren1,2
1Engineering Research Center of Ministry of Education for Resource Efficiency Enhancing and Carbon Emission Reduction in Yellow River Basin Shanxi University, Taiyuan, 030006, Shanxi, China.
Scientific reports
|April 2, 2025
概括
这项研究量化了煤炭粘液微波干燥中的水分迁移. 研究结果揭示了不同的干燥阶段和机制,这对于优化高湿度材料脱水的能源效率至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 干燥技术 干燥技术
背景情况:
- 煤的微波干燥对于效率和节能至关重要.
- 目前用于量化煤炭粘液中的水分迁移的方法是不够的.
- 了解水分的行为是优化脱水过程的关键.
研究的目的:
- 在微波干燥煤炭粘液过程中量化表征水分分布和状态.
- 为了研究颗粒大小和面团直径对水分迁移的影响.
- 为改善干燥技术提供对水分迁移机制的详细了解.
主要方法:
- 结合实验调查与多物理场模拟.
- 根据温度分布将干燥过程分为预热,恒温和再热阶段.
- 分析了受粒子大小和面团直径影响的水分迁移和扩散.
主要成果:
- 在预热过程中,超过74.1%的中心水蒸发,形成压力梯度.
- 在恒温阶段,45.5%的剩余水流向了表面,蒸发了.
- 再加热阶段涉及通过粒子间空隙进行蒸汽扩散.
结论:
- 这项研究阐明了三种干燥阶段的水分迁移机制.
- 颗粒大小和面团直径显著影响水分迁移和扩散.
- 这些发现支持对粘性,含水量高的材料,如煤和污水污泥,设计高效的微波干燥.
