低阶煤颗粒-气/油泡间的诱导时间研究

为表征低阶煤颗粒-气/油泡间矿化过程的差异,通过Sutherland理论下固体颗粒进入泡沫产品的总概率(E)和浮选速率常数(k)之间关系,并结合低阶煤颗粒-气/油泡的浮选速率试验,求得了低阶煤颗粒-气/油泡间的诱导时间。浮选实验研究表明,在相同的捕收剂消耗量下低阶煤-油泡浮选产率均高于低阶煤-气泡浮选产率。诱导时间测试表明,低阶煤颗粒-油泡间的诱导时间(35 ms)要明显低于低阶煤颗粒-气泡间的诱导时间(93 ms)。上述实验结果表明,油泡表面的疏水性要强于传统浮选气泡表面的疏水性。然而,进一步利用Sutherland理论中固体颗粒进入泡沫产品的总概率和浮选速率常数之间的数学关系,并结合低阶煤颗粒-气/油泡的浮选速率试验求得的低阶煤颗粒-气/油泡间的诱导时间分别为9.67和8.46 ms,其与诱导时间测试仪分别测量的诱导时间差异很大。这主要是由于在实际浮选过程中气/油泡的上升速度分别为23.26和22.68 cm/s,其远高于2015EZ型诱导时间仪测试过程中气/油泡碰撞速度(2.0 cm/s)。因此,诱导时间理论计算表明气泡-颗粒间的碰撞速度对颗粒-气泡间的诱导时间影响很大。上述研究结果表明油泡浮选效果优于传统浮选的内在原因在于低阶煤颗粒-油泡间的诱导时间小于低阶煤颗粒-气泡间的诱导时间。     

不同热解工艺下半焦的微观结构特点及其对燃烧性能的影响

摘要：对比研究了3种直立内热炉半焦(熄焦方式分别为水泡熄焦、喷水熄焦及烟气干熄焦)及一种流化床热解半焦的微观结构及燃烧性能。通过对半焦组成、孔隙结构、有机官能团、碳化学结构及半焦微晶结构分析，获得了不同低温热解工艺半焦的组成及微观结构特点，明确了组成及微观结构与燃烧性能之间的关系。结果表明，不同热解工艺半焦的组成和微观结构差异明显，其对半焦的燃烧性能影响显著。干熄焦碳化学结构缺陷比例大，快速热解半焦孔隙结构发0达、挥发分高，与水喷焦相比水泡焦石墨化程度低；水喷焦燃烧性能优于水泡焦，干法所得半焦的燃烧性优于湿法；半焦的挥发分含量决定其燃点，在快升温速率条件下孔隙结构对半焦的燃烧性能影响较大，而慢升温速率条件下有序化度对半焦的燃烧性能影响较大。     

菱铁矿直接还原-低阶煤提质一体化扩大试验

摘要：菱铁矿作为中国重要的铁矿资源，因具有“贫、细、杂”的特点，常规选矿工艺无法对其进行有效分选；此外，中国低阶煤通常被用作低级燃料直接燃烧使用，导致大气污染严重。因此，开发复杂难选铁矿石及低阶煤资源高效清洁利用新技术，将具有重要现实意义。以难选的低品位菱铁矿和难利用低阶煤为对象，开展菱铁矿直接还原与低阶煤提质一体化扩大试验研究。以神府烟煤为还原剂，在直接还原温度为1050℃，时间为120min，C/Fe质量比为250，脱硫剂配比为6%，干式磁选磁场强度为015 T，一段磨矿细度小于0074mm占50%左右，湿式磁选磁场强度为008 T，二段磨矿细度小于0074mm占90%左右，磁选磁场强度为0043 T的条件下，可获得直接还原铁（DRI）粉铁品位9103%、铁总回收率8133%的良好指标；同时每吨DRI固定碳质量分数为7611%的半焦产品产出率为1340kg，其质量达到工业及民用燃料兰炭Ⅰ级品标准。在煤基直接还原工艺中一步成功实现低阶煤半焦化提质和铁矿直接还原，不仅可制备电炉炼钢原料，还可以生产新型的清洁燃料半焦。     

微生物降解低阶煤的光氧化预处理工艺条件优化

利用旋转床光化学反应器光氧化预处理低阶煤(内蒙古胜利褐煤),再采用黄孢原毛平革菌降解光氧化煤,以降解煤液的A_(450)值为考核指标,采用正交实验优化光氧化预处理工艺条件。结果表明:煤样粒度、紫外灯功率和氧化时间对褐煤光氧化效果的影响极显著,马达转速对褐煤光氧化效果的影响较显著;最佳工艺条件为:煤样20 g、氧气流量200 mL·min~(-1)、通氧时间40 min、煤样粒度(-0.15+0.075) mm、紫外灯功率150 W、马达转速120 r·min~(-1)、氧化时间42 h。     

电解质对低阶煤油泡浮选矿化过程的影响

浮选矿浆中离子的种类与浓度直接影响着矿物颗粒和气泡的表面电位,进而支配着浮选矿化过程。从热力学和动力学两个方面入手,通过DLVO理论探究了不同电解质对煤粒和油泡间的相互作用势能的影响,结合其在不同电解质条件下诱导时间的差异,最终通过相应条件下的油泡浮选试验来证实电解质对低阶煤-油泡浮选矿化黏附过程的影响。结果表明:对于NaCl和CaCl_2两种电解质,随其浓度的增大,煤粒和油泡表面电位的负值均不断减小,煤粒和油泡间的能垒也不断降低,当CaCl_2浓度为100 mmol/L时,煤粒和油泡间的相互作用不存在能垒;并且随这两种电解质浓度的增大,黏附过程的诱导时间逐渐减小,相应地可燃体回收率不断提高,且相同的电解质浓度下,CaCl_2电解质对其相互作用能垒和诱导时间的降低程度更大,可燃体回收率更高。而对于AlCl_3电解质,当其浓度大于20 mmol/L时且随浓度的增大,煤粒和油泡间的相互作用能垒和诱导时间不断增大,相应地可燃体回收率则不断降低。     

低阶煤煤层气开采及含气量测定方法现状分析

近年我国煤层气开发由中高阶煤向低阶煤发展。低阶煤煤层气含量测定时存在取芯过程中快速解吸、游离气快速逸散,甚至没有解吸气造成解吸量低等问题。为了更好地促进低阶煤煤层气开发及含气量测定工作开展,对国内外低煤阶煤层气开采现状及含气量测定方法进行分析,得出了现阶段低阶煤含气量测定2种主要方法。2种方法测定结果与实际值均存在一定差异,需更深入地对此进行研究。     

煤红外快速热解过程中床层对二次反应的影响

针对煤快速热解研究中样品添加量少(mg级)、焦油收集难等问题，本研究利用压片法制备微薄厚度(mm级)的煤层，并采用红外加热装置考察大添加量(g级)、微薄煤层的快速热解特性。对比堆积煤样和不同煤压片厚度(1.5~3 mm)与个数(1~2)的压片煤样热解特性发现，压片煤层热解过程的二次反应受到明显抑制，焦油产率急剧增加，在1000℃时达9.96%，为格金分析的1.5倍，实现油气产量的同步增长。模拟蒸馏分析发现，堆积状态下焦油以沥青质为主，而微薄煤层制焦油含大量轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油。GC-MS和FTIR分析表明，随煤层厚度和个数的减少，焦油组分和含量提高，芳香烃类和含氧官能团吸收增加，进一步验证煤快速热解过程中煤层厚度对焦油产率和品质的影响，揭示在二次反应充分抑制下煤高温热解的初级反应特性。     

低阶煤的油泡浮选研究进展

针对低阶煤表面亲水性强、可浮性差及浮选过程中捕收剂消耗量高等问题,国内外研究者研究了低阶煤的汕泡浮选。本文对低阶煤-油泡浮选试验、矿化理论及分选装置进行了归纳总结。低阶煤的油泡浮选试验表明,油泡表面的强疏水性可以提高低阶煤浮选回收率,降低捕收剂消耗量。诱导时间测试结果表明,低阶煤颗粒-油泡间的诱导时间要远短于低阶煤颗粒-气泡间的诱导时间。目前研究颗粒-气/油泡间水化膜薄化理论的模型主要有Stefan-Reynolds模型、Taylor方程、Stokes-Reynolds-Young-Laplace模型以及Stokes-Reynolds模型。油泡的制备方法主要有高温气化法和常温零调浆法。