煤吸附常数的影响因素分析

通过对烟煤和无烟煤各煤级173个煤样的平衡水分、灰分、挥发分产率、显微组分、镜质体反射率和吸附常数的综合研究,探讨了煤吸附常数的影响因素,揭示了不同影响因素条件下等温吸附常数的变化规律。结果显示:煤变质程度相近时,平衡水分含量增加,灰分(干基)含量增加,温度升高,吸附常数a有线性下降的趋势。a值与烟煤和无烟煤的镜质组含量及镜质组反射率呈一定的正相关趋势,与挥发分产率呈一定的负相关趋势。b值与烟煤和无烟煤的镜质组反射率呈一定的负相关趋势。各煤级吸附常数a平均值呈较好一次正相关线性关系,吸附常数b平均值呈较好的二次负相关线性关系。     

配合煤镜质组最大反射率的预测方法

为了研究单种煤的镜质组最大反射率与配合煤镜质组最大反射率之间的关系,采用煤岩分析中的镜质组最大反射率测定方法对9个单种煤及采用均匀设计方法混合的18个配合煤的镜质组最大反射率进行测定及研究。通过对LM1～LM9原料煤的镜质组最大反射率进行分析发现,其分布区间为0.882%～1.446%,符合炼焦煤的镜质组最大反射率满足的分布区间。采用均匀设计U18×(189)实验方法设计这9种原料煤的配煤方案,通过测定发现这18种配煤的反射率区间为0.839%～1.259%,同时发现用均匀设计方法建立的数学模型R值大于0.9999,所以用该数学模型计算的配合煤镜质组最大反射率明显优于常规配煤加和法计算的数值。     

温度对煤和炭吸附甲烷的影响

用容量法测定了不同温度下甲烷在无烟煤及其炭化亲上的吸附特性。结果表明甲烷在无烟及其炭化样上吸附平衡时间分别由５０℃时的５ｈ和３ｈ增加到－２１℃时的２５ｈ和１６ｈ，吸附热分别为１５ＫＪ／ｍｏｌ和１２ＫＪ／ｍｏｌ。     

镜质组反射率分布图在配煤炼焦中的应用

煤的镜质组反射率作为标志炼焦煤结焦性的最佳指标,在焦化企业中用于控制业煤质量、指导煤场分堆、优化配煤方案等环节,可以有效地稳定并提高焦炭质量,降低焦炭成本。     

煤的岩相分析在配煤炼焦中的应用

煤岩分析法已成为辨别煤质特别是确认混煤情况的重要手段,它在某些方面弥补了工业分析在检验煤质上的一些不足。文中依据镜质组反射率具有加和性的特点,利用单种煤反射率分布图合成配合煤反射率分布图指导炼焦配煤,可以使焦炭质量达到最优。     

基于煤显微结构的炼焦用煤评价及应用

为提出适合鞍钢鲅鱼圈分公司的炼焦用煤结构,利用全自动智能型煤岩分析系统分析了鞍钢鲅鱼圈所用不同牌号各炼焦煤的煤岩特征,结合传统炼焦煤煤质指标,对各炼焦煤的煤质特征进行评价,并将煤岩学应用于炼焦配煤煤种调整、配比调整中。结果表明,根据煤岩分类标准,鞍钢鲅鱼圈所用焦煤中含焦煤成分60.2%,肥煤成分31.6%;鲅鱼圈所用炼焦煤中,进口煤煤质较为单一、煤质较好,其中60%以上为单一煤层煤,而国内煤的混煤现象较为严重,单一煤层煤不足20%。煤岩学理论应用于鞍钢鲅鱼圈炼焦生产后,在炼焦煤评价中增加了煤岩学指标,扩大了精煤来源,提高了焦炭质量,焦炭抗碎强度M_(40)从2011年的88.11%提高到2013年的88.87%,焦炭耐磨强度M_(10)从2011年的6.75%降低到2013年的6.38%。     

神府煤及其镜质组对制备炭吸附材料并联产氢气影响的实验研究

以神府煤为研究对象,通过实验考察不同活化温度对神府煤制备炭吸附材料性能和联产氢气的影响,并研究了在活化温度为700℃时,不同富集率的神府煤镜质组所制备的炭吸附材料吸附性能、形貌特征及气相产物成分。结果表明,随着活化温度的升高,神府原煤制备的炭吸附材料的吸附性能先增大后减小,活化温度为700℃时,制备出的炭吸附材料吸附性能较好;神府煤镜质组活化过程中,活化温度为700℃时,联产氢气含量随着镜质组富集率的增大而增大。     

基于GAI-100吸附装置煤吸附甲烷气体实验的分析

基于GAI-100高压等温吸附装置对煤吸附甲烷气体实验进行分析,通过测试多组实验数据,结合黔北地区煤的吸附性和相关结构特征,对该地区煤吸附甲烷特征进行测试,通过高压容量法分析煤在不同压力和温度下的吸附特性.     

中低煤阶镜煤/暗煤大分子结构及对甲烷吸附的影响

为研究中低阶煤不同宏观煤岩组分微观结构及对甲烷吸附的影响,采集黄陇煤田郭家河、大佛寺、园子沟及黄陵矿区的四种不同煤样,手工剥离不同宏观煤岩成分(镜煤和暗煤),通过傅立叶红外光谱(FTIR)分析、X射线衍射(XRD)分析和等温吸附实验探究中低阶煤分子结构特征及其对甲烷吸附能力的影响。结果表明：同一煤样中镜煤的水分和挥发分产率高于暗煤的水分和挥发分产率,而暗煤的灰分产率和固定碳含量高于镜煤的灰分产率和固定碳含量。镜煤的显微组分中镜质组含量较大、惰质组含量较低,暗煤则相反。红外光谱分析结果表明,同一煤层的镜煤和暗煤红外光谱吸收峰形态相似,官能团类型和含量接近。煤分子结构中主要含氧官能团按含量由高到低依次为C—O,COOH,■,脂肪侧链按含量由高到低依次为CH₂,CH₃,CH。对比煤的准晶体结构发现,中低阶煤煤化程度低,γ带的峰面积整体较大。受煤化作用和压实作用影响,暗煤的堆砌度和堆砌层数大于镜煤的堆砌度和堆砌层数。分子结构特征对甲烷吸附量的影响显著。镜煤的最大甲烷吸附量与芳碳率和缩合度均呈正相关,暗煤的最大甲烷吸附量与芳碳率和缩合度均呈负相关。镜煤...     

单种煤煤岩参数对焦炭质量的影响规律

通过研究各单种煤的镜质组平均最大反射率R0max及分析单种煤40kg小焦炉试验所得焦炭气孔结构,得到焦炭气孔结构参数的回归方程及其影响规律,可用于指导配煤炼焦。     

煤岩学在炼焦配煤中的应用进展及优化配煤技术

科学合理的配煤技术对于焦化企业高质量发展至关重要,炼焦配煤技术的核心在于对原料煤煤质特性的深入认知。影响炼焦煤性质的主要因素包括变质程度、煤岩组成及第三成因因素,故煤岩学对炼焦配煤技术的研究与应用至关重要。本文论述了经验配煤、煤岩配煤及人工智能配煤3种炼焦配煤技术发展历程和现状,凝练了炼焦配煤技术的发展趋势。结合研究实际,重点梳理了煤岩学指标在炼焦配煤中的应用现状。在注重煤岩特征的同时,也需兼顾工艺指标等相关参数对炼焦煤优劣的表征。在实际应用中,各项指标参数的选择和利用需要综合考虑参数适配范围并尊重该指标与炼焦煤特性的真实对应关系。基于以上内容,提出了关联成煤时代、产地等地质因素和黏结指数、胶质层指数等工艺指标的整体思路,实现焦炭性能与原料煤特性的科学、深入关联,构建“本源-过程-结果”一体的优化配煤技术新体系。     

变温变压下煤层气吸附量的预测

等温吸附虽然被大量学者进行研究并用于煤层气储量的预测,由于其实验条件不符合实际开采过程中的地温与地压,故很多专家提出用变温变压的实验条件来预测煤层气的吸附量,但是到目前为止鲜有很好的方程来处理变温变压实验数据。本文基于煤炭科学研究总院西安研究院张庆玲对4种不同煤级煤样在变温变压吸附实验的研究,提出了温度-压力-吸附量方程（TPAE方程）用于煤层气在温度和压力共同影响下吸附量的预测。通过TPAE方程,对4种不同煤级在变温变压下吸附量进行回归预测。结果表明：TPAE方程可以非常好地处理变温变压吸附实验数据,4种煤样的回归计算值与实测值最大平均相对误差为2.64%,最小为1.63%,同时实现温度和压力及吸附量三维视图的可视化,从图中可知任意温度和压力下煤层气的吸附量。     

单一炼焦煤煤岩性质对黏结性和结焦性的影响

对不同变质程度单种煤的煤岩性质以及对应的40kg试验焦炉所炼焦炭的性质进行测定和分析表明,单种煤的黏结性不仅受煤变质程度影响,而且受炼焦煤中煤岩组成的影响,单种煤的镜质组平均最大反射率在1.1%左右时,煤的黏结性最好;镜质组反射率分布在1.1%~1.3%所占比例为30%左右时,所得焦炭的M40和M10最好。     

Purification of coal mine methane on carbon molecular sieve by vacuum pressure swing adsorption

The vacuum pressure swing adsorption (VPSA) method, as an alternative way to separate the CH₄/N₂ mixture, was adopted to purify methane from coal mine methane. The performance of the VPSA process was investigated experimentally and theoretically with a reactivated carbon molecule sieve as the adsorbent. The computer calculations were compared to the experimental data. The concentrated methane with 79% purity could be collected directly during the high-pressure adsorption step with 93% recovery and 0.0720 mL·g^–1·min^–1 productivity, when the composition of raw gas was 10/90 vol% CH₄/N₂, which is of great significance for the utility of low quality energy gas.     

低浓度煤层气吸附浓缩技术研究与发展

我国是一个多煤少气贫油的国家,煤层气储量约30万亿立方米,由于缺乏先进实用的低浓度煤层气甲烷分离浓缩技术,当前抽采煤层气利用率仅为50%左右。因此,对低浓度煤层气甲烷富集浓缩过程开展研究,可在开发能源的同时减少温室气体的排放,具有重大的应用价值和战略意义。简要介绍了我国煤层气资源开发利用情况,综述了近年来低浓度煤层气吸附浓缩技术研究进展,包括新型吸附材料及先进吸附工艺。对于低浓度煤层气中CH₄/N₂分离,目前文献报道吸附材料的吸附容量及分离系数仍然处于较低水平;受吸附材料的分离性能较差影响,传统变压吸附工艺对低浓度煤层气中CH₄浓缩效果并不理想。最后指出,高吸附容量、高选择性吸附材料及多种方法结合的新型吸附工艺是未来低浓度煤层气吸附浓缩技术的发展方向。     

太原煤气化公司炼焦煤的镜质体反射率与其它指标间的关系

系统地研究了以山西省炼焦煤为主的烟煤镜质体平均最大反射率与挥发分、胶质层最大厚度以及胶质层最大厚度与挥发分和镜质体平均最大反射率之间的关系.研究表明,这些指标间均呈不同程度的二次曲线或线性的正变或反变关系,这对指导配煤炼焦具有较大的实际意义.     

煤分子结构对煤层气吸附与扩散行为的影响

对煤的芳香单元延展度、芳香单元堆砌层数以及包括不同缺陷和含氧官能团类型的表面结构对煤层气吸附与扩散的影响进行了研究。采用Monte Carlo模拟方法及分子动力学模拟方法分别得到了煤层气的吸附量与扩散系数,模拟温度为303 K,压力为10 MPa。研究结果表明,单位质量的煤对甲烷的吸附量随着芳香单元堆砌层数的增加而降低,缺陷和含氧官能团的存在不利于甲烷的吸附。甲烷的扩散随着芳香单元延展度的增加呈现出一个N形的复杂变化过程,单缺陷和羰基的存在有利于煤层气的扩散,煤结构中大的裂隙更有利于煤层气的扩散。最后,基于煤层气的微观影响因素和宏观运移行为提出了煤颗粒径向不均质的煤层气扩散微观模型。     

真空变压吸附沼气净化过程的仿真研究

真空变压吸附(VPSA)是一种气体分离技术,该技术运用在沼气净化过程还存在较多的问题,针对该过程吸附塔出口浓度出现的浓度峰问题,运用线性推动力模型(LDF)与Langmuir等温方程对其建立了数学模型,模拟分析了缓冲罐中杂质浓度对吸附步骤出口浓度的影响。结果表明:相同吸附时间下,随着吸附压的降低,二均降结束时会有更多的杂质进入缓冲罐,而缓冲罐中的杂质又会通过一均升步骤进入吸附塔,最终使得吸附步骤出口浓度曲线出现波峰,从而影响了吸附塔出口CH₄含量。通过模型的分析,吸附时间随着吸附压不断降低而缩短,可以有效控制杂质进入缓冲罐,从而使吸附塔出口CH₄含量提高。     

温度-压力-吸附方程在计算煤岩等量吸附焓的应用

用鄂尔多斯盆地的长焰煤、肥煤、瘦煤和贫煤4个煤样的系列等温吸附实验数据来验证一个温度-压力-吸附方程,并探讨等量吸附时吸附平衡压力与温度之间的函数关系。用克劳修斯-克拉佩龙方程求等量吸附焓。提出单位等量吸附焓的概念及计算方法。结果表明：煤样等量吸附焓为负值,证实吸附过程是个放热过程;对于同一煤样,单位等量吸附焓随吸附量的增加而下降是由于吸附介质表面的能量不均匀性所造成。正因为吸附过程是个放热过程,所以吸附先发生在能量较高的位置上,以便放出更多能量;在相等吸附温度和压力条件下,高阶煤有较大的单位等量吸附焓,必有较大的吸附量。同时高阶煤吸附量随着吸附温度的升高而快速衰减,而中低阶煤吸附量衰减却没有那么明显。