煤热化学性质的量子化学研究

针对不同煤阶的典型煤种褐煤、次烟煤、高挥发分烟煤、低挥发分烟煤和无烟煤,构建了9种分子结构模型,采用量子化学密度泛函计算方法,研究了煤的稳定性、发热量和燃烧反应热力学函数等热化学性质.结果显示,煤大分子在含碳量为85%附近具有较低的单位结合能、较高的发热量和反应活性.     

低阶煤泥浮选的研究

用现代浮选理论对低阶煤难浮问题进行了探讨，通过对次烟煤和风化煤表面性质的分析，提出改善低阶煤的浮选效果的措施，这些措施主要包括低阶煤的表面改性和浮选机性能的改进。实验室试验和工业应用的结果表明，这些措施大大地改善了低阶煤的浮选效果，浮精产率提高16％～33％，浮精灰分降低0．3％～0．7％；对于风化煤泥浮选，其浮选完善指标达51％。     

腐殖煤生烃排烃的显微组分及其标志

通过对渗出沥青体的煤岩学研究表明，研究区烟煤中的壳质组分和富氢镜质组分以及褐煤中的树脂体是煤生烃排烃的母体。渗出沥青体不仅常见于南华北太原组低煤阶腐殖烟煤中，在广西百色盆地第三系褐煤中也有发现，甚至相当丰富。渗出沥青体可作为煤生烃排烃的良好标志和直接证据，但不能作为有机物质进入成熟阶段的标志。渗出沥青体是煤成油初次运移衍生的重质烃类组类，荧光体和油滴则可能代表了初次运移脱离母体的重质烃类组分，荧光     

不同煤阶煤分子表面吸附水分子的机理

采用量子化学方法中包含色散矫正的密度泛函理论(DFT-D3),对4种不同煤阶(无烟煤、烟煤、次烟煤、褐煤)的煤分子表面吸附水分子的微观机理进行研究。通过优化煤分子表面吸附水分子的平衡构型,对煤分子表面进行静电势分析,计算相互作用能,并通过约化密度梯度(RDG)判断水分子在不同煤阶煤分子表面的作用类型。研究表明,煤分子与水分子间最大相互作用能为-11.91 kcal/mol,煤吸附水的过程属于物理吸附,且相互作用能的大小由弱相互作用力的类型和作用力个数共同决定。褐煤具有较大静电势的分子表面积最多,褐煤更易与极性水分子形成相互作用。4种不同煤阶煤分子吸附水分子的最大相互作用能大小顺序为:褐煤次烟煤烟煤无烟煤。各煤阶最大相互作用能对应的平衡吸附构型下煤分子与水分子的作用类型依次为:范德华作用力,氢键作用,氢键与范德华作用力的共同作用,两个氢键的共同作用。     

新疆低煤阶煤层气的特殊地质条件及研究方向

国外煤层气总产量中占比超过40%的低煤阶煤层气产业,在中国仍处于科研攻关、试验性开发阶段。新疆地区的五大沉积盆地(群)是中国低阶煤的主要赋存区域,煤层气资源丰富,勘探程度较低。新疆地区特殊的盆地构造特征及演化历史、煤系地层沉积特征及气候环境等因素,造成低煤阶煤层气的成藏地质规律不同于国内外任何一个煤层气盆地,需要通过理论创新及实践来建立本区域的煤层气成藏地质理论体系,并建立相应的煤层气开发工程技术体系。随着成藏地质理论及工程技术的逐渐成熟,新疆地区的低煤阶煤层气产业将大有作为。     

深部低煤阶煤层高值化学品与天然气共采技术构想

温和氧化解聚作用下,低阶煤(褐煤、长焰煤)可高效生成高值化学品,同时煤体多尺度流动能力显著改善。针对我国低阶煤资源丰富与煤层中赋存巨量天然气的地质背景,结合低阶煤化学性质特点,提出了基于原位氧化改性的深部低煤阶煤层高值化学品与天然气共采技术构想,从氧化解聚制备羧基化学品方法、氧化改性提高煤层气采收率机理、共采技术模式、地质及工程有利条件等4方面论证了该技术可行性。调研总结发现：低阶煤具有丰富的含氧官能团(如羧基—COOH和酚羟基—OH)和侧链,为氧化解聚制备高值化学品(如羧酸)提供了关键前体结构;过氧化氢、次氯酸钠等氧化剂,在低温(<100℃)、常压条件下,温和氧化解聚低阶煤可高效、低成本制备羧基化学品,实现低阶煤非能源化高值利用;氧化解聚反应对低阶煤具有明显的氧化改性作用,主要表现为煤表面对甲烷的吸附能力减弱、水的疏水性增强、形成溶蚀孔与微裂缝,并可原位生成CO₂,从而增加了煤层气解吸-渗流能力。围绕深部低煤阶煤层气井高效增产改造需求与枯竭煤层气井二次利用,设计了单井压裂-溶浸开采(采气为主)与群井压裂-溶浸开采(采高值化学品为主)2种技术模式。前者通过注...     

国内外低阶煤煤层气开发现状和我国开发潜力研究

本文分析了我国煤层气资源在高、中和低煤阶的分布特点,对美国、加拿大和澳大利亚低阶煤煤层气勘探开发的储层特征、开发技术和经济性等进行了分析,总结了发达国家低阶煤煤层气勘探开发的成功经验。通过分析我国低阶煤勘探开发研究的结果,归纳了我国低阶煤的成藏模式,提出了我国低阶煤的开发方向。     

ASE萃取对低、中阶煤增产生物气的研究

为研究有机溶剂萃取对不同煤阶煤生物气的增产效果,采用加速溶剂萃取法(ASE)分别对中阶煤与低阶煤进行预处理,对原煤预处理后所得残煤和萃余物进行微生物成气实验.通过改变ASE的条件参数,讨论不同萃取温度和萃取次数对煤萃取效果的影响,分析了不同煤阶的原煤、萃取残煤和萃余物的生物甲烷的产生途径及增产效果,对原煤、萃取残煤和成...     

高、低煤阶煤中宏观煤岩组分孔隙特征研究

为了研究高、低煤阶煤中不同宏观煤岩组分孔隙结构特征,在煤层气勘探开发有利区采取了低阶煤和高阶煤两种不同变质阶段煤岩样品,人工对煤岩中镜煤和暗煤进行了分离,采用氦孔隙度、液氮吸附、扫描电镜实验分别对两种煤类宏观煤岩组分孔隙结构特征进行了测试。研究结果表明高阶煤氦孔隙度高于低阶煤,镜煤的氦孔隙度要高于暗煤。高阶煤各煤岩组分的比表面积明显大于低阶煤,暗煤的比表面积明显大于镜煤。高变质煤宏观煤岩组分较低变质煤微孔隙发育,同种变质程度煤暗煤组分微孔隙较镜煤组分发育。煤的孔隙度、孔隙结构及孔隙形态受控于煤化作用。     

煤岩抗压强度和弹性模量对不同煤阶区煤层气开发的影响

为了分析煤阶控制下的煤岩抗压强度和弹性模量变化规律，提出不同煤阶区煤层气开发建议，通过岩石单轴压缩试验和煤质测试，获得了我国18个矿区20块煤岩样品的力学参数（抗压强度、弹性模量）和最大镜质体反射率R_{o, max}数据，综合前人部分测试数据，系统探讨了从低煤阶到高煤阶(R_{o, max}=0.33%～3.44%)煤岩抗压强度和弹性模量的变化规律及其对煤层气压裂和排采的影响。结果表明：煤阶显著影响煤岩割理和孔隙发育，褐煤、次烟煤(R_{o, max}≤0.50%)割理不甚发育，但是孔隙度最大且以大孔为主。演化到中煤阶的过程中，煤岩孔隙度降低，中煤阶(R_{o, max}≥0.65%)之后，煤岩孔隙度略有增加并趋于稳定，但是割理逐渐发育直至R_{o, max}=1.50%左右达到最大割理密度。当煤岩进一步演化至高煤阶(R_{o, max}≤1.9%),煤大分子官能团重新聚合导致割理融退。受到煤阶控制，煤岩抗压强度和弹性模量随煤阶升高呈“M”型变化规律。在R_{o, max}...     

烟煤镜质组平均最大反射率与煤种之间的关系

运用制定《中国煤炭分类》国家标准所依据的近600个烟煤煤层煤样实测数据，分析了中国不同煤种烟煤镜质组平均最大反射率的分布范围，探讨了烟煤镜质组平均最大反射率与中国煤分类系统之间的关系.研究表明：镜质组反射率与煤种之间的关系较复杂，特别是在中低变质烟煤阶段，相同变质程度煤往往归属于不同煤种，受煤岩组成和还原程度的影响较大.但总的来说，烟煤镜质组反射率与煤种之间的关系规律性明显.     

唐口煤矿煤质特征分析及综合利用

通过对唐口煤矿煤炭的物理性质和化学性质的分析,表明该矿煤属低灰、低硫、低磷、高发热量气煤,可作为良好的动力燃料煤、炼焦配煤以及氢化法炼油、液化、水泥回转窑用煤。     

煤化工用煤技术标准系统研究

我国应系统地研究制定煤化工用煤的技术标准用以指导和规范我国的煤化工用煤.完善的煤化工用煤技术标准应包括基础、煤炭资源评价、用煤技术条件和用煤管理等4类.目前<煤化工用煤技术导则>规定了各种煤化工用原料煤的煤类、品种和煤质以及煤化工用煤对资源储量、优化配置和合理规划的要求,包括对优质稀缺煤炭资源的保护和利用高硫分或较高灰分煤炭资源的利用等方面.而煤化工产业的健康发展急需管理方面的标准.     

复杂条件下矿井水文地质类型划分方法

矿井水文地质类型科学划分是煤矿制订防治水规划、实现防治水安全的技术前提,《煤矿防治水规定》(2009年)要求煤矿每3年评价1次矿井水文地质类型。具有多年开采历史的地质与开采条件复杂矿井的水文地质类型划分暴露出罗列矿井已有勘查资料、难以顾及不同水平与盘区水文地质条件差异、需进一步明析评价目的性和指导性等问题。以1984年曾发生特大型岩溶陷落柱突水、其后保持安全生产30 a的大型现代化矿井--开滦集团范各庄矿为例,实现了矿井水文地质类型的分水平、分盘区、分阶段评价与复杂等级划分。提出：矿井水文地质类型划分应该是对矿井当前揭露条件下水文地质特征的根本概括与评价;复杂条件下矿井水文地质类型评价与复杂等级划分应以煤矿中、长期防治水规划和防治水安全为目标,采用分水平、分盘区、分阶段评价的原则与方法,指导和服务于煤矿未来3~5 a生产规划,体现水文地质类型评价基础性、阶段性和指导性的根本特征。     

望峰岗选煤厂堵仓原因及解决方法探索

为了解决望峰岗选煤厂原煤挂仓问题,分析了挂仓原因。由于原煤煤泥量大,煤仓结构不合理,根据煤质和煤仓结构研制了新型水力清仓系统,介绍了其工作原理、具体实施方法,分析了水力清仓技术在望峰岗选煤厂的使用情况。结果表明:通过设计和使用新型原煤仓水力清仓装置,2号煤仓挂壁的原煤由7 000 t降低至1 000 t,大大提高了煤仓的储存能力,为选煤厂、矿井和铁路运输部门的原煤衔接提供更大的缓冲空间,该水力清仓技术可在矿井、火力发电厂、焦化厂、钢铁厂等推广应用。     

中国“十一五”期间煤炭进出口贸易分析

煤炭工业是我国经济发展最重要的能源基础产业.近年来,我国煤炭生产和消费位居世界第一位,但随着国内经济的发展,我国煤炭进口总体呈逐年增长趋势,2010年我国煤炭进口量达1.65亿t,已从煤炭出口大国迅速转变为煤炭进口大国.考虑到未来几年我国国内产能将逐步释放、运能亦将大幅提高,国内煤炭市场有效供应将明显增加,而此时煤炭出口国因产能扩大,优质煤种供应力与供应量增加,进口煤炭具有价格和质量优势,我国煤炭进口增长出口下降的形势是否可以持续,值得深入研究和分析.在新的国际形势下,研究我国煤炭进出口现状,总结煤炭进出口工作经验,研究能源国际化战略,对我国煤炭工业发展显得尤为重要.     

分级研磨低阶煤高浓度水煤浆制备技术与应用

为了提高低阶煤气化水煤浆浓度和气化炉效率,降低合成气煤耗和氧耗,增加气化炉烧嘴使用寿命,针对低阶煤煤质特点,开发了分级研磨低阶煤高浓度水煤浆制备技术和装备,通过优化煤浆堆积效率来提高水煤浆浓度和质量。实践证明,该工艺技术与传统单磨机制浆工艺相比,煤浆浓度可提高3%～5%,磨机产量提高30%以上。     

我国西部弱还原程度煤分布及煤质特征研究

以详实的原始测试数据为资料,分析了我国西部弱还原程度煤的煤岩、煤质总体特征.研究表明,与同变质程度的其它地区煤相比,西北侏罗纪弱还原程度煤中惰质组及过渡组分含量较高,导致其挥发分产率较低,氢含量低、氧含量相对较高,黏结性较弱,煤种以不黏煤和弱黏煤为主.沉积环境的弱还原程度主要对中低变质程度烟煤的性质有明显影响.     

低阶不黏炼焦煤低温氧化及动力学研究

基于恒温法在富氧条件下对低阶不黏煤进行氧化,采用官能团定量分析和红外光谱技术研究了低价不黏煤的低温氧化程度与煤粒度、氧化时间和氧化温度之间的关系;采用热重分析法研究了低阶不黏煤的氧化动力学过程。结果表明,随低阶不黏煤粒度的减小、氧化时间的延长和温度的升高,低阶不黏煤氧化程度加剧,自燃倾向加大;不黏煤较气煤更易发生氧化,可储存时间更短。     

德瑞克高频振动细筛在选煤厂中的应用分析

 摘要: 随着科技进步与选煤行业需求,大量的新型设备被研制或引用到煤炭洗选过程中,增加了选煤工艺的灵活性和选煤设备的多样性,为选煤行业的蓬勃发展带来了新的活力。德瑞克高频振动细筛作为其中一台设备,近年来被引入到选煤厂后得到了良好的应用。论文主要介绍德瑞克高频振动细筛的结构、原理、特点、筛分效率以及成功应用到选煤厂粗煤泥分级、脱泥工艺的案例。