褐煤蒸发脱水机理的研究进展

基于我国褐煤的高水分含量限制了其开发利用,褐煤提质干燥等预加工工艺备受关注,对目前国内外有关褐煤蒸发脱水机理的研究进展进行了分析与综述,包括褐煤干燥特性、单颗粒褐煤干燥模型、薄层干燥机理和多孔介质干燥机理在褐煤干燥机理研究中的应用等。分析表明:现阶段缺乏系统的、适用性广的褐煤干燥机理模型,应全面考虑褐煤干燥过程中的影响因素,并针对褐煤的特殊性进一步建立能满足工程实际需要的褐煤干燥脱水理论及相应的模型。     

国内褐煤提质及下游产品清洁化探讨

通过褐煤热解技术、褐煤液化技术、煤气化技术以及水煤浆制备技术的应用,发展褐煤蜡、碳质吸附剂、微生物转化系列产品、腐植酸等完善的褐煤下游产品链,可以构成褐煤提质利用及产品清洁化解决方案。     

我国褐煤共伴生资源分析及利用方向

为给我国褐煤及其共伴生资源的开发利用提供参考,针对褐煤共伴生资源的特点,分析总结了我国褐煤共伴生资源褐煤蜡、腐植酸和煤层气的分布规律及其特征,初步估算了我国褐煤主要分布区褐煤蜡、腐植酸和煤层气的资源量,并就褐煤共伴生资源的利用方向进行了探讨。结果表明:我国褐煤中共伴生资源丰富,褐煤主要分布地区的褐煤蜡资源量约为13.76×108t,腐植酸资源量约为674.26×108t,煤层气资源量约为13 954.65×108m3。     

褐煤的开发和利用

一、褐煤的煤质特征及赋存条件褐煤与烟煤、无烟煤比较,煤化程度最浅,有机物的聚合芳香度低,平均分子量较小,大部分有机质由能溶于中性有机溶剂中的沥青和溶于碱中的腐植酸组成,不溶介的残渣很少。根据成煤条件和煤化程度的不同,褐煤可分土状褐煤、暗褐煤、亮褐煤及褐炭(柴煤),从年青褐煤到年老褐煤,其可     

改性褐煤吸附酸性矿山废水中Cu2+、Zn2+的试验研究

针对酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)中的Cu2+、Zn2+含量高,褐煤吸附能力有限等问题,以褐煤为原材料,采用球红假单胞菌对褐煤进行改性制备微生物改性褐煤,探究褐煤和微生物改性褐煤对AMD中Cu2+、Zn2+的吸附特性和吸附稳定性.同时,利用SEM、BET和FTIR等手段,揭示褐煤、微生物改...     

我国不同时代褐煤煤质特征的研究

通过系统地研究我国不同时代褐煤的煤质特征及其形成过程发现,表征煤化程度的挥发分产率,系随着成煤时代而变化,成煤越早,挥发分产率越少,反之,则越多;从煤岩显微组分看,第三纪褐煤的镜质组含量又显著地高于侏罗纪褐煤,而丝质组含量又以侏罗纪,尤其是早、中侏罗世褐煤明显地高于第三纪褐煤。褐煤蜡含量也是第三纪褐煤明显较高。焦油产率系随着不同时代褐煤挥发分产率的增多而增加。煤灰熔融性温度(T_2及T_3)以早第三纪褐煤较高,其它时代褐煤煤灰的T_2温度多低于1250℃。我国褐煤的利用途径:晚第三纪褐煤以发电为主;早第三纪褐煤适宜于作液化和低温干馏用煤;晚侏罗世褐煤适宜于发电、气化、液化等使用;早、中侏罗世褐煤最适宜于气化用煤。     

基于微波技术的褐煤脱水实验研究

 褐煤的脱水是褐煤利用的前提和基础,基于微波辐射的干燥原理,对内蒙古额吉褐煤进行微波干燥实验研究。考察了干燥时间、煤样粒径、微波功率、加热方式对褐煤脱水提质的影响,得到工艺条件为：干燥时间5min、微波功率720w、褐煤粒径3~6mm、加热方式为间歇加热,褐煤脱水率为64.10%。     

内源草酸青霉菌HM-M1对平庄褐煤的生物转化研究

褐煤作为一种低阶煤越来越引起人们重视,微生物转化褐煤制备高值化学品是利用褐煤的新技术手段,分离筛选可高效溶解转化褐煤的微生物是该技术的关键。从内蒙古东部平庄矿区褐煤中分离到一株具有较好溶解转化褐煤能力的内源真菌命名为HM-M1,经基因鉴定为草酸青霉菌(Penicillium oxalicum)。该菌株具有对褐煤环境适应性强和溶解转化效率高的优点,在液体培养基中28℃下溶煤处理20 d,对预处理褐煤溶解率达50.3%。同时对煤样进行了元素分析和工业分析,并利用SEM、FTIR对微生物溶解转化前后褐煤的结构进行分析。试验结果表明该菌株可在以褐煤为唯一营养源的条件下生长,并可将褐煤进一步溶解转化为黑色液体。经过硝酸氧化处理后褐煤中含氧量增加,同时硝酸处理可将褐煤中部分固定碳通过氧化断键转变为挥发份,进一步提高褐煤的微生物溶解转化率;SEM分析结果表明经草酸青霉菌HM-M1溶解转化后褐煤残渣呈腐蚀形状,褐煤结构变得疏松多孔,有较多的褐煤成分被溶解转化为液体流出。FTIR分析结果表明草酸青霉菌HM-M1主要对褐煤中含O和N基团如羰基、羧基、酰胺基、醚键等部位进行断键降解;对褐煤溶解转化液态产物进...     

基于EDLVO理论的电化学作用强化褐煤煤泥水沉降研究

以褐煤煤泥、纯褐煤、伊利石、纯褐煤与伊利石体系为研究对象,探索了不同电位梯度条件下褐煤煤泥水和由纯矿物配制的悬浮液的沉降性能,借助EDLVO理论及扫描电镜分析了电化学作用强化褐煤煤泥水沉降的作用机理。沉降试验结果表明:电化学作用使纯褐煤悬浮液的沉降效果恶化,使伊利石、褐煤煤泥和纯褐煤与伊利石悬浮液的沉降效果改善。EDLVO计算结果表明:电化学作用下,纯褐煤颗粒间总作用能增大,表现为吸引能减弱;伊利石、纯褐煤与伊利石颗粒间总作用能减小,表现为排斥能减弱;且三种悬浮液体系都是极性吸引能起主导作用。当电位梯度为2 V/cm时,纯褐煤与伊利石颗粒间的总作用能达到最小值,沉降效果最好。本文为实现褐煤的煤泥水高效处理提供了新思路。      

超临界水中褐煤液化的影响因素与规律研究

为了研究褐煤在超临界水中液化的可能性及其影响因素,在WFY-2型高压反应釜装置中开展了不同温度、催化剂及煤样粒径条件下的褐煤液化实验.试验结果表明,褐煤在超临界水中液化能够产生油类,当温度达到374℃时,褐煤液化反应加快;催化剂KOH使褐煤的转化率最高达到79.60％;煤样粒径越大,褐煤转化率越低,油收率越高.因此,在超临界状态下选择粒径为2.0～4.0 mm的褐煤并添加催化剂KOH对褐煤转化成油类效果最佳.     

微波吸收剂对褐煤微波提质的影响规律

褐煤微波辐照过程中,仅有煤中的水分和微量物组分对微波的吸收能力强,如果在微波辐照过程中添加吸收微波能力强的微波吸收剂,可以加强褐煤微波提质过程。以褐煤半焦和活性炭为微波吸收剂,运用微波干燥试验设备,对锡林郭勒褐煤进行了微波干燥脱水试验研究,分析了微波场中吸收剂对褐煤水分脱除的影响规律,探索了吸收剂对微波提质褐煤的理化特性的提升机理。结果表明:加入微波吸收剂后的微波提质过程依然遵循微波脱水提质的预热,升速和等速干燥;微波提质褐煤的煤质明显提高,含氧官能团数量降低,自燃情况得到抑制。与没添加吸收剂煤样相比,加入微波吸收剂后的提质煤样水分含量降低1.6%、脱水率提高了9.46%、脱水速率提高了0.013%/s;碳元素含量提高2%、氧含量降低0.8%;干燥无灰基低位发热量增加1 059.318 k J/kg和干燥无灰基高位发热量增加了1 059.99 k J/kg;燃点最高可提高23℃。     

褐煤变质为烟煤过程的影响因素分析

阐述了褐煤向烟煤变质过程中的影响因素,特别是对变质条件进行了详细分析,得出如下结论:温度、压力和时间作为外部的物理化学条件在褐煤变质为烟煤的过程中起着关键性作用,其中温度是最重要的条件;放射性活动以及同沉积构造也在特定的情况下对变质过程有所影响;此外,作为内部因素,成煤原始植物的差异对褐煤变质为烟煤的影响也是不可忽视的。     

滚筒式褐煤干燥提质技术及经济性分析

 本文系统地论述了我国褐煤资源情况、开展褐煤提质的意义、褐煤提质技术工艺分类;详细介绍了滚筒式褐煤干燥提质技术工艺流程、技术特点及主要应用情况;对滚筒式褐煤干燥提质项目经济性进行了测算;并分析了当前该产业发展面临的机遇。     

褐煤煤泥浮选降灰试验研究

为探索内蒙古白音华煤田褐煤降灰的可能性,对该煤田褐煤干燥过程中产生的褐煤粉煤进行小浮沉试验和捕收剂条件试验,在此基础上进行浮选降灰试验。试验结果表明:该煤田褐煤煤泥具有分选降灰的可能性,当浮选精煤灰分为18%时,精煤产率为70%,精煤可燃体回收率为84.31%,此时该褐煤属于易浮煤;当浮选精煤灰分<15%时,精煤可燃体回收率为65.04%,此时该褐煤属于中等可浮煤。该试验说明褐煤煤泥可通过浮选降灰提质,为褐煤脱硫降灰提供一定的数据支持。     

东胜褐煤与Yallourn褐煤热解过程中微波吸收特性

利用微波网络分析仪测量S11和ψ S11参数,结合人工神经网络模型的计算方法,获取了2 450 MHz微波频率下,内蒙东胜褐煤与澳大利亚Yallourn褐煤在室温至800 ℃热解过程中的相对介电系数,并用其来表征2种褐煤热解过程中的微波吸收特性。结合热失重实验数据分析发现：热解开始温度之前,DS与YL褐煤的吸波特性参数ε′,ε″及tan δ数值接近,均处于较低水平,且随温度的上升仅有极小幅度增长。热解开始温度至热解结束温度阶段,2种褐煤的吸波特性参数ε′,ε″及tan δ数值随温度的升高均迅速上升,并在热解结束温度附近时达到峰值;DS褐煤的相关数值增长速率和幅度均比YL褐煤大。热解结束温度之后,各项吸波特性参数出现小幅度下降。实验表明,2 450 MHz微波频率下东胜褐煤比Yallourn褐煤具有更好的吸波能力,高温热解后,褐煤的微波吸收能力得到有效增强。     

褐煤轻度热解与成型关系的研究

介绍了褐煤成型技术的研究现状,对褐煤无粘结剂成型的机理、成型假说进行了分析和总结,指出褐煤中腐植酸和沥青质等是具有粘结性的胶体和有机质,在褐煤热压提质成型过程中起粘结剂的作用。并研究了热解温度及升温速度对褐煤低温热解的影响,进一步表明在不同温度、粒度、保温时间条件下,通过低温热解轻质烃的析出规律及成分分析研究褐煤无粘结剂成型机理是行之有效的。     

温和热解条件下内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能

为研究褐煤半焦的高效洁净利用及其燃烧性能的判别,模拟工业生产中煤炭热解外热式直立炭化炉,组装煤炭热解实验装置对内蒙褐煤进行热解。采用热重分析法对半焦/煤进行燃烧性能研究,探讨了影响褐煤热解半焦燃烧性能的主要因素,并对半焦与煤的燃烧性能进行比较。结果表明：热解条件是影响半焦燃烧性能的重要因素,随热解温度的升高和热解时间的延长,内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能变差;半焦的燃烧性能与其本身的质量参数相关,用半焦的燃料比可以准确预测半焦的燃烧性能;对比半焦与煤的燃烧性能,发现内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能“异常”好,其主要原因是内蒙褐煤半焦具有发达的孔隙结构,碳的活性高,其性质类似于木炭,有优异的燃烧性能。     

霍林河褐煤及其热解焦油管式炉热解试验研究

为深入了解褐煤热解过程,并与霍林河褐煤的喷动载流床快速热解进行对比,对霍林河褐煤及其热解焦油进行了管式炉反应器热解试验研究,利用在线连接的傅里叶红外光谱仪对热解逸出的气体进行了检测。结果表明,霍林河褐煤的管式炉反应器中速热解与喷动载流床快速热解的变化规律基本相同,对于低温热解,煤粉粒径的影响更大。热解焦油的受热反应包括裂解和缩聚两部分,裂解反应生成了CO、CH4、H2等气体,而缩聚反应转化为炭黑,热解过程中焦油在600℃前所发生的二次反应较弱。     

孔隙结构对褐煤干燥动力学的影响

研究了胜利和昭通褐煤在低温(60～140℃)干燥过程中孔隙结构的演变,计算了2种不同结构褐煤脱水过程的有效水分扩散系数(D_(eff)),讨论了褐煤孔隙结构参数和水分扩散特性参数的关系。结果表明,胜利褐煤的孔隙结构以开放的圆柱形孔隙、平行壁状狭缝孔和尖劈型毛细孔为主;而昭通褐煤以一端封闭的不透气性孔为主。随着干燥时间增加,2种褐煤比表面积均减小,平均孔径变化趋势与孔容变化相反。随着干燥温度升高,2种褐煤比表面积、孔容、平均孔径均增大,平均孔径变化趋势与孔容变化相同。关联动力学参数表明,煤样的孔容比及比表面积都与D_(eff)有较好关联度,2种褐煤的孔容比与比表面积呈正相关;水分扩散系数更是与比表面积呈线性关系。胜利褐煤在孔径小于7 nm时孔容比随温度的升高而增大;而孔径区间介于7～10 nm的孔容比随温度的升高而减小。昭通褐煤在孔径小于10 nm的孔容比随温度的升高而增大;而孔径区间介于10～20 nm的孔容比随温度的升高而减小。2种褐煤的D_(eff)均受微孔及较小孔径的中孔控制。同时,计算得出低温干燥过程胜利褐煤的活化能(16.95 kJ/mol)低于昭通褐煤(21.84 kJ/mol),这说明相同条件下胜利褐煤脱水所克服的能垒更低。     

褐煤洗选加工降灰提质研究现状

为了对发热量低、转换效率低、加工利用途径少的高灰高水褐煤进行提质研究,综述了我国褐煤洗选加工工艺、设备现状,以及国内外褐煤浮选降灰的研究进展,重点介绍了细粒褐煤油泡浮选降灰提质的探索性试验,为其他低阶煤、氧化煤和氧化矿物的分选提供了参考思路。