细粒煤水分的增加,在炼焦过程中,会增加热能消耗,延长焦化时间,降低焦炉产率,缩短炼焦炉使用寿命;对于动力用煤,其发热量随水分增高而下降;运输时,煤会随着水分渗出而流失,既浪费了煤炭资源,又污染了环境。另外,细粒煤水分偏高,还会导致其堆放场地周围煤泥水积聚,造成煤炭资源的浪费和环境污染,因此细粒煤水分对后续加工有非常重要的影响。目前针对细粒煤的脱水设计还处于探索阶段,脱水设备的研制缺乏实用的理论依据,通过模拟来优化脱水设备结构进而完善脱水理论的研究。研究证明细粒煤带有负电荷,可以通过电解作用,改变细粒煤的一系列性能,来降低细粒煤水分。
　　本文以西曲煤(-0.5mm)为研究对象,在研究西曲煤的基本性质的基础上,考察了加入电解质电解的电化学处理,研究细粒煤的电化学脱水中,电极材料、煤浆浓度、电解电流、电解时间、电解质用量、不同粒级以及内水对脱水效果的影响,并得出最佳的工艺条件。在此基础上利用ANSYS和FLUENT软件,进行电解槽电场的模拟及流场的模拟,并对实验进行验证,为适合细粒煤电化学脱水的设计提供了理论依据,实验分析结果如下:
　　1.考察了石墨-铁、铝-铝、铁-铁、铜-铜不同电极对细粒煤脱水效果的影响,得出用石墨作阳极、铁作阴极不但过滤速度快、而且滤饼水分低,滤饼水分降低了3％,消耗电解质的量也最低,电解质硫酸铝的量为500g/t。
　　2.通过不同电解质对细粒煤电化学脱水效果影响研究,可以看出电解质为铝盐时,脱水效果最好。在以硫酸铝为电解质电解的情况下,得出最佳工艺条件:电解时间为30min;电流为0.3A;矿浆浓度25％时;电解质用量为500g/t,滤饼水分降低了4％。
　　3.考察不同粒级煤电化学内水脱除效果,得出只加电解质,对粒级0.125-0.25mm适宜,滤饼水分约20％;只电解,粒级-0.125-0.5mm效果明显,滤饼水分为21％;加电解质、电解,粒级-0.25-0.5mm较其它粒级滤饼水分降低了8％。
　　4.利用Ansys软件对电解槽电场模拟,得出六边形八面体相邻阴阳极的电解槽结构有利于细粒煤的充分电解,对细粒煤煤浆与电解质的混合液电场的分布面积是最广的,能够充分对大部分,甚至全部分布在其中的细粒煤进行电解,并且占地少,而且也便于控制。
　　5.通过Fluent软件对电解槽流场模拟,可知转子半径为1.4cm,转速为78.54rad/s更有利于电解。