羧基化改性煤的离子交换性能

对马来酸酐改性制成的长焰煤加合物的阳离子交换性进行研究,并同氧化煤和工业吸附剂作了对比,表明其亲质子基团的解离范围宽(pK3.6～6.5)。从水溶液中吸附多价金属阳离子的能力取决于阳离子交换剂的表面性质:该加合物对Cr、Fe、Pb的吸附活性高于КБ-4阳离子树脂。     

长焰煤表面性质及其对可浮性的影响

以长焰煤为研究对象,采用傅立叶红外光谱分析、XPS分析、电位仪检测、比表面积自动测定仪检测煤样的表面性质,发现长焰煤中氧元素的相对含量高达28.04%,存在于C—O、CO和COO—亲水基团中的C占长焰煤C元素总量的43.26%,且孔隙发达,比表面积达2.650 9 m2/g,说明长焰煤疏水性较差,不易浮选;通过分析五种不同捕收剂的红外光谱图,发现含有一定数量—OH、CO不饱和键基团的捕收剂能够与低阶煤表面的含氧基团发生弱氢键结合,携带捕收剂中非极性烃类C—C、C—H长链基团吸附在低阶煤表面,从而增强低阶煤表面疏水性;由浮选药剂与低阶煤作用前后煤颗粒XPS能谱的变化情况推断,浮选药剂在低阶煤表面的吸附属于物理吸附;最后提出了应当根据低阶煤的表面性质有针对性地研发浮选药剂的建议。     

朱家峁煤矿长焰煤脱硫研究及综合利用

分析了朱家峁长焰煤硫分组成、可选性及脱硫的可行性,结果表明,利用现有的物理分选无法得到S_(t,d)小于1.0%的产品,选择高精度的重介质分选工艺,精煤硫分能降到1.4%;小于0.5 mm粒级煤泥采用小直径重介质旋流器分选后能得到S_(t,d)小于1.0%的产品,优于常规浮选工艺;综合分析表明,该矿产品适宜配煤造气。     

长焰煤热解过程中孔隙结构演化特征研究

随着煤热解温度的升高,煤孔隙结构和数量发生剧烈变化。为研究其变化规律,以长焰煤为研究对象,应用压汞法分别对300℃～600℃常规热解和600℃高温蒸气热解固体产物的孔隙结构参数进行测定和分析,计算不同热解温度下的孔隙分形维数,详细比较2种不同的热解方式下固体产物的孔隙特性。研究结果表明:(1)常规热解条件下,总孔隙体积和孔隙率随温度的演化表现为:黑岱沟煤先减小后增大,温度高于500℃后增长的速率较大,而子长煤先增大后减小再增大,增长速率最大的区段是300℃～400℃;比表面积随温度的演化表现为:黑岱沟煤一直增加,而子长煤持续减小。(2)常规热解条件下,长焰煤孔隙体积分布以中孔和大孔为主,温度超过300℃时,大孔占绝大多数;而比表面积的分布以微孔和过渡孔为主。(3)高温蒸气热解条件下,长焰煤热解固态产物的孔隙体积分布以中孔和大孔为主,大孔占主导地位,子长煤表现更为明显,大孔比例达99.91%;孔隙比表面积分布表现为:黑岱沟煤以微孔和过渡孔为主,而子长煤以大孔为主。(4)高温蒸气热解固体产物表现出更为优良的渗透性能,与注入惰性气体相比,注入高温蒸气是煤层原位热解工艺实施的最佳方法。在煤层原位热解工艺实施过程中,该研究可为煤体孔隙结构随温度变化问题提供科学依据和理论指导。     

我国非炼焦煤在炼焦中的应用

介绍了我国无烟煤、贫煤、不黏煤和长焰煤等非炼焦煤的性质及在炼焦生产中的应用情况。利用非炼焦煤代替部分焦煤炼焦,成本优势十分明显,既可缓解焦煤资源不足的压力,还能优化我国煤炭资源的利用。     

长焰煤热碎半焦的成型-干燥特性研究

低阶煤热解后易碎裂及粉化,导致大量热碎半焦的生成,其运输半径短、易形成扬尘并伴有自燃,热碎焦难利用已成为制约热解技术发展的瓶颈之一。对热碎半焦进行成型充分利用热碎焦的天然梯级粒度分布,解决了产品输配难的问题,同时作为洁净煤产品可广泛应用于目前农村地区的散煤替代,是最经济有效的解决途径。以长焰煤热碎半焦为对象,定量研究了长焰煤热碎半焦的成型-干燥特性。选择水溶性黏结剂腐植酸钠和具有较好热态强度及稳定性的无机黏结剂膨润土作为复合黏结剂,通过成型压力机测试了不同黏结剂配方下的型煤冷压强度,采用鼓风干燥法明确了最优干燥制度,最后进行了50 kg成型中试验证。结果表明:腐植酸钠与膨润土复配的黏结剂成型效果优于单种配方,最佳成型配比为腐植酸钠6%、膨润土5%,相应的成型水分为28%、成型压力为20 MPa、粒度上限3 mm的煤粉中低于1 mm比例为65%;型煤采用3个温度区间的干燥制度,避免了干燥温度跃升过快造成的型煤内外变形速率大和裂纹多、机械强度降低等问题,最优干燥制度条件为:起始温度60℃下0. 5 h、过渡温度100℃下1 h、最终温度130℃下1. 5 h。采用最佳的成型和干燥条件进行中试验证,获得的热碎半焦型煤挥发分为10. 55%(≤12%),发热量为28. 97 MJ/kg(≥24 MJ/kg),硫分为0. 33%(≤0. 5%),冷压强度为459 N (≥400 N),灰分为11. 69%(≤25%),各项指标均优于GB34170—2017《商品煤质量民用型煤》和DB 11/097—2014《低硫煤及制品》,论证了该工艺方法的可行性。     

色连二矿低变质程度煤层孔裂隙及其分形特性

煤中的孔裂隙特性对于瓦斯运移、表面吸氧低温氧化能力等特性具有一定的影响。文章利用实验方法,系统研究了色连二矿低变质程度的2号煤层孔裂隙特性。研究发现:Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级裂隙发育较充分,裂隙宽度为3～350μm,通常为7～50μm;实验测定了Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类煤的孔容和比表面积特性,煤样的破碎程度越高,微孔及超微孔的总数及煤样的比表面积越大;随着煤的破碎性的提高,煤样的吸附容积和吸附回线中吸附曲线和脱附曲线之间的宽度不断增大。随着煤体破碎程度的增大,其孔隙分形维数D_n不断增大,当D_n2. 6时,过渡孔占主要地位,煤体的储气能力亦较强,渗流能力则较弱,当D_n 2. 6时,则相反。D_n越大,煤的破碎程度越高,比表面积越大,吸附甲烷和氧的能力越强。     

陕北张家峁矿井长焰煤的可选性研究

对陕北张家峁矿井长焰煤进行了筛分和浮沉试验分析,绘制了可选性曲线,并利用δ±0.1含量法对原煤进行了可选性分析研究,得到了块原煤(300～13 mm)和末原煤(13～0.5 mm)在理论分选密度分别为1.3、1.4 g/cm~3和大于1.5 g/cm~3时的可选性等级。这些研究结果为该矿区煤炭的加工利用、洗选工艺设计和煤炭产品的智能化定制生产提供了理论依据和参考方法。     

长焰煤低温氧化主要官能团迁移规律研究

煤自燃是引起煤矿火灾的主要原因,宏观上表现为煤自燃释放热量不断积聚,最终导致煤体升温引发火灾;微观上表现为煤中的活性官能团不断与氧进行各种氧化反应产生热量,不同煤种微观结构的种类和数量不同导致煤自燃倾向性不同。为研究典型杨伙盘长焰煤的原始波谱图、特征温度点的红外结构参数变化规律和主要官能团的迁移规律,采用原位漫反射傅里叶变换红外光谱测试系统,测量煤氧化过程中官能团的变化,得到了长焰煤原始煤样的波谱图;采用Origin软件对原始波谱进行分峰拟合,得出了各官能团的含量;计算分析了不同特征温度点下的红外结构参数,并与阳泉无烟煤进行了对比分析。结果表明:原始煤样中长焰煤的内表面积比较大,内部结构疏松,脂肪氢含量较多,脂肪链长度较短,芳香缩合度较低,更易发生自燃;随温度升高,各个温度点结构参数I_1长焰煤小于无烟煤,结构参数I_2长焰煤大于无烟煤,结构参数I_3长焰煤为先递减后递增的趋势;长焰煤中羟基、脂肪烃和含氧官能团是较活跃的基团,主要受自身羟基含量、烷基侧链和脂肪烃长链的影响,在煤氧化过程中变化较大,对煤的氧化反应影响较大;芳香烃在长焰煤中的变化较小,相对比较稳定。     

中国新生代煤炭资源分布与煤质特征评价

对中国新生代煤炭资源分布与煤质特征进行整体归纳评价,有助于煤炭资源的高效洁净利用。阐述我国新生代煤炭资源在全国各大区的总体分布,重点探讨云南省、辽宁省、吉林省及黑龙江省新生代煤的资源分布,并剖析中国主要新生代煤系的煤质特征及利用途径。研究表明：中国新生代煤的资源分布地区不均,在不同时期的探明地质储量约为280亿t,其中西南区的新生代煤探明地质储量约为163亿t,云南省的新生代煤占比最高,东北区、华东区等其他各大区均有不同程度的分布。在新近纪时期已形成以小龙潭和昭通等为代表的大型褐煤矿区,因埋藏浅且又有巨厚煤层因而多适用于露天开采。而古近纪时期早已形成的抚顺、沈阳、梅河与山东龙口等煤田多产41号长焰煤及生产部分褐煤和少量气煤;新近纪、古近纪煤分别约占全国新生代煤的2/3、1/3。中国新生代煤的主要煤质特点是全水分普遍较高、灰分和硫分变化较大、以陆相沉积的特低硫煤到海陆交互相和浅海相沉积的中高硫与高硫煤均有、发热量(Q_{net, ar})也普遍较低。中国新生代煤系的煤质不稳定性与各地区在不同时期形成煤的地质条件变化有关,古近纪、新近纪煤的煤岩显微组分、腐殖酸产率、透光率(...