神木煤制中低温热解用型煤工艺参数优化研究

为制备中低温热解用型煤,以我国典型低阶烟煤神木煤为原煤,以煤焦油重质组分及沥青为黏结剂,研究成型压力、水分、黏结剂种类及添加量对型煤冷热强度的影响,考察复合黏结剂配比对型煤冷热强度的影响规律。结果表明:型煤的强度随着压力和水分的增加呈先增大后减小的趋势;黏结剂种类对型煤强度的影响作用不同,煤焦油和煤沥青添加量的增加分别增强了冷强度和热强度;在成型水分13%、成型压力141 MPa、煤焦油重质组分质量分数9%和煤沥青质量分数为16%的优化工艺条件下,型煤的冷、热强度均较优,可以满足中低温热解直立炭化炉对原料的要求。     

型煤冷态强度影响因素的光学显微分析

利用光学显微分析及数字图像处理技术获取型煤显微结构特征,研究不同膨润土黏结剂的添加量及成型压力下型煤显微结构与型煤强度间的关系.结果表明,型煤的冷态强度主要受型煤中的裂隙控制,而型煤中的空隙是次要影响因素.型煤中的裂隙产生与使用的黏结剂、成型压力及原料煤性质相关,而型煤中的空隙与外加水分相关.     

棒状型煤抗碎强度影响因素试验研究

民用散煤利用效率低,燃烧过程产生大量污染物,也是产生雾霾的重要原因之一,推广洁净型煤是治理散煤的有效途径。为了研究棒状型煤的最优制备条件,以兖矿集团南屯动力煤为原料,经锤破制粉系统制得0～5 mm原料煤粉,利用ZLSP200A型平模颗粒机制备棒状型煤,研究了原料水分、粒度、模具锥角和黏结剂等因素对棒状型煤抗碎强度的影响。结果表明:原料煤中水分可润湿煤粉颗粒表面,挤压成型过程中,在煤粉颗粒之间形成稳定的桥接力,同时起到润滑作用。原料煤水分为15%时,成型过程顺畅且棒状型煤初始强度最高,水分过低不能成型或堵塞模孔,水分过高棒状型煤初始强度不足,发生变形、黏连,不能满足储运要求;原料煤粉粒度分布模数m0.3时,利用电镜观察发现细粒级煤粉密实填充于粗粒级煤粉之间,煤粉颗粒之间接触紧密,颗粒间的桥接力和啮合力强,棒状型煤抗碎强度达90%以上;棒状型煤抗碎强度随模具锥角的增大略微提高,但锥角变大会导致成型过程压辊压力在垂直于锥面方向的分力变大,平行于锥面方向的分力变小,成型过程需要克服的摩擦力增大,能耗及模具磨损增加,在生产中要兼顾型煤抗碎强度与生产平顺性,锥角以16°为宜;黏结剂对棒状型煤抗碎强度有明显的提升作用,添加量在2%～3%时性价比最高。通过不同黏结剂棒状型煤的TG曲线可以看出,有机黏结剂可降低棒状型煤燃点,促进燃烧过程;无机黏结剂使型煤燃点提高,燃烧速率降低,燃尽温度提高,灰分增加,灰熔融温度降低,抑制燃烧过程,生产中可根据用户对型煤抗碎强度、热值、热稳定性的要求及黏结剂价格综合考量选择。     

“神烽”超细煤粉的成型特性研究

以"神烽"超细煤粉为原料,研究了超细煤粉冷压成型工艺条件和产品型煤在水中分散效果。实验了黏结剂、黏结剂添加量、水分添加量、成型压力、干燥温度及干燥时间等因素对产品型煤强度的影响,结果表明选择黏结剂S可以实现型煤强度与黏结剂成本的综合优化,在黏结剂S和外加水分添加量分别为原料煤粉质量4%与3%、成型压力10 MPa、干燥温度25℃、干燥时间48 h的条件下,产品型煤的抗压强度最高值达到了3241.1 N/个,对应的落下强度值为98.6%;在此条件下所得型煤在水中分散后的煤粉颗粒与原料超细煤粉具有相近的中位粒径及粒径分布。该工艺简单、成本低廉,型煤产品满足长距离输运和水煤浆增浓的要求,可作为超细煤粉运输的一种新途径。     

伊犁长焰煤制备气化用型煤的试验研究

采用伊犁长焰煤和尼勒克气煤为原料煤和配煤,进行制备气化型煤的试验研究;对配煤的比例、水分和不同黏结剂的添加量以及成型压力等参数对型煤成品的冷、热强度性能的影响进行了研究,得到了最优的型煤配比,并对比分析了型煤与块煤气化性能,为后续型煤的工业化试验奠定了基础。     

黏结剂掺合比和配煤比对煤泥成型的影响

以石槽村煤泥为主要原料进行冷压成型制备型煤,采用单因素实验和正交实验等方法,重点研究黏结剂掺比和配煤比对型煤质量的影响.结果表明,添加少量的A或D黏结剂即可使型煤具有良好的冷压强度.配煤比和D黏结剂掺比是型煤质量指标的主要影响因素,D可与煤粒固化形成高强度的型煤“骨架”,但会增加型煤灰分,降低其发热量;配入原煤可提高煤泥型煤发热量,降低灰分,但会降低型煤强度.煤泥单独进行成型时,较优的黏结剂配方为:A掺比5％或D掺比4％;配煤成型时,以配煤比为8(煤泥)∶2(原煤)、D掺比7％为宜.     

型煤的制备工艺对煤焦油产率的影响

研究了低变质粉煤制备型煤工艺对焦油产率的影响,系统讨论了膨润土作为黏结剂时,黏结剂含量、成型压力、水分和原煤粒度对焦油产率的影响,并得出制备型煤的最佳成型工艺条件.结果表明,在膨润土用量为5%,成型压力为40kN,水分为14%,粉煤粒度<0.28mm条件下,干馏所得焦油产率为9.2%,型焦抗压强度为600N/ball,达到气化型焦的标准.     

煤与牛粪生物质混合成型的研究

为了解决牛粪的利用问题,利用牛粪自有的木质素、纤维素、半纤维素等的黏结作用,将牛粪与煤经过中低压型煤成型机压制成型。研究了黏结剂与原料性质对生物质型煤强度的影响。结果表明:随着黏结剂添加量的增加,型煤强度逐渐增加,当黏结剂添加量超过10%时,型煤强度增加幅度逐渐变缓,黏结剂添加量不宜超过15%;随着无机黏结剂配比的增加,型煤强度先快速增大后缓慢降低,当黏结剂配比为5%有机黏结剂+6%无机黏结剂时,型煤强度最高;随着煤样粒度的减小,牛粪湿度的增加,型煤强度逐渐增加。最后分析了牛粪添加量对型煤燃烧性能的影响,说明生物质添加量越多,型煤初期燃烧速度越快,生物质添加量由20%增加到80%时,型煤燃烧速度变化不大。     

褐煤粉成型试验研究

以内蒙古褐煤粉和禄丰褐煤粉为原料,单孔煤棒机和平模机为挤出设备,开展了型煤成型试验;进行了物料配比、粒度配比和不同黏结剂添加量的试验,测定型煤的落下强度和热稳定性。结果表明,采用单孔煤棒机和平模造粒机进行型煤制备,能得到具有一定落下强度和热稳定性的型煤。采用平模挤压成型工艺,不添加黏结剂,颗粒成型率高,流程短,产品短时间晾晒后具有较高落下强度,不需要进行烘干,能够有效降低成型成本和能耗。挤压成型工艺成型困难,成型水分难控制,需进一步进行试验验证该工艺的可行性。     

配煤及黏结剂配方对型煤强度的影响

以不同煤种和黏结剂作为原料制备型煤,通过测试型煤冷压强度和热强度,研究不同原料煤质量比及复合黏结剂添加量对型煤强度的影响规律。结果表明:晋城煤与东曲煤的质量比为65∶35时,型煤冷压强度及热强度均可达500 N/球;晋城煤与兴县煤的质量比为77∶23时,型煤冷压强度及热强度分别达到503 N/球和355 N/球。型煤黏结剂在煤粒表面的润湿性越好,越有利于煤粒黏结;在型煤中添加腐植酸钠及通过配煤可以提高型煤的热稳定性。     

粉煤成型及干燥工艺条件研究

考察了成型压力、原料粒度、粘结剂和外加水分等成型工艺条件对型煤抗压强度的影响,同时比较了两种干燥条件对其抗压强度的影响。结果表明：成型压力25 MPa,煤料破碎至〈3 mm,沥青加入2%,腐植酸钠添加5%,外加水为16%,并在100℃下干燥4 h所获得型煤的抗压强度最高,达到737 N/cm2。     

淀粉类黏结剂对型煤与型焦强度的影响

采用淀粉作为黏结剂,将低变质粉煤冷压成型、干馏制备出型焦,通过测定型煤与型焦的抗压强度、落下强度和浸水强度,采用扫描电镜分析型煤与型焦的微观结构,研究原淀粉、糊化淀粉和碱化淀粉对型煤与型焦强度的影响.结果表明,糊化淀粉的黏结作用最好,型煤的抗压强度最大,为3 930N/ball;碱化淀粉作黏结剂制备的型焦抗压强度与落下强度较好,其数值分别为2 410N/ball和49%.     

黏结剂与阻熔剂对兰炭成型及熔融特性的影响

将大量粒径小于3mm的废弃兰炭粉末制气化型煤既可以降低气化型煤的成本,也充分利用了资源。本文采用常温加压成型工艺,重点研究了不同黏结剂对型煤性能的影响,并考察了添加阻熔剂后兰炭灰渣熔点的变化情况。结果表明,在相同添加量下,有机黏结剂制备的型煤落下强度大,但热稳定性差;而以无机黏结剂制备的型煤落下强度小,影响型煤热值,但热稳定性好。黏土1（wAl2O3>60%）既有黏结性能,又能很好地提高煤灰熔融特性。将腐殖酸钠、淀粉、黏土1复合黏结剂可以使兰炭型煤落下强度和灰熔点满足气化型煤的要求。     

高效复合型煤黏结剂性能及应用研究

针对现有型煤防水性差、灰分高、强度低等问题,以有机物为原料,型煤落下强度为参考指标,研究了黏结剂配比、NaOH添加量、焖料时间、干馏温度等因素对型煤黏结剂性能的影响,得到了型煤复合黏结剂配方和型煤生产工艺条件,并分析了黏结剂对设备的腐蚀情况。结果表明,型煤黏结剂的最佳配方为:聚丙烯酰胺、玉米氧化淀粉、羧甲基纤维素、黄糊精、聚乙烯醇质量比为1.0∶1.25∶0.75∶2.0∶5.0,NaOH最佳添加量为0.26%,最佳焖料时间为2h,型煤全水分应控制在15%左右,干馏最佳温度为700℃,在此条件下制备的型煤强度能满足工业生产要求。最佳工艺条件下黏结剂的成分对沥青漆涂层和金属设备影响不大,满足生产工艺需求。     

用半焦粉末制备型煤特性实验研究

以半焦焦粉为主要原料,采用冷压成型工艺制备型煤.重点研究了黏结剂、原料粒度和水分等因素对型煤性能的影响.结果表明,以有机黏结剂制备的型煤抗压强度最大,发热量高,但热稳定性较差;以无机黏结剂制备的型煤抗压强度低,发热量小,但热稳定性好;采用复合黏结剂可以取长补短,发挥出最佳黏结效果.     

型煤成型影响因素的实验研究

分析了原料粒度组成、成型压力以及成型水分等因素对型煤成型的影响,介绍了改变原料的粒度配比、成型压力以及成型时添加的水分的实验研究,揭示了原料粒度组成、成型压力和成型水分对型煤强度的影响规律。实验研究表明,随着0.5mm以下粉煤的增加,型煤强度有增加趋势,但是过多的小粒径粉煤对成型不利,粒径小于0.9mm粉煤占80%时强度最佳;成型过程中最佳的成型压力为25MPa;成型过程中添加的水分为10%时对成型最有利。     

配煤成型在黏结性煤破黏过程中的研究

为解决黏结性煤在干馏过程中的黏结问题,采取配煤成型方法,在实验室条件下,以某黏结性原煤为基本原料,通过配入一定比例的不黏结煤和加入适当比例的黏结剂,进行配煤成型破黏研究,重点考察了成型过程中2种原料煤的粒度和配比、黏结剂用量和成型水分等因素对配煤成型破黏效果的影响,最终确定试验煤样配煤成型破黏的最优工况。结果表明:在黏结性煤(粒径≤0.5 mm)、不黏煤(粒径≤1 mm)配比为50∶50,黏结剂用量为1.0%,成型水分为15%的条件下进行配煤成型,得到的型煤干燥后冷压强度可达363 N/个,型焦冷压强度达597 N/个,且低温干馏试验中没有黏结现象,满足了国富(GF)干馏炉的入炉要求。     

氧化铝成型的Pt-SO42-/ZrO2-Al2O3上n-C50/C60的异构化性能

采用浸渍法制备了Pt-SO₄ ^2-/ZrO₂-Al₂O₃（PSZA）催化剂,考察了黏结剂拟薄水铝石的来源对PSZA异构化活性和机械强度的影响,确定了较为适合的黏结剂来源。对氢氧化锆母体制备进行从25g放大10倍至250g,研究放大催化剂的异构化性能。在此基础上考察了Al₂O₃黏结剂含量对PSZA异构化活性和机械强度的影响。采用XRD、TG、XRF等手段对催化剂进行了表征,结果表明：拟薄水铝石的来源不同,结晶度不同,制备的催化剂的异构化活性与机械强度均有差别,拟薄水铝石的结晶度越高,制备的催化剂上的硫含量越低,异构化活性越高,机械强度也越高。此外,放大10倍制备的催化剂异构化性能没有明显变化。黏结剂含量对催化剂的初始异构化活性没有明显影响,而反应稳定性随着黏结剂含量的提高大幅度降低。兼顾催化剂的异构化活性与机械强度,较适宜的Al₂O₃质量分数为5%～10%。     

氢氧化钠水解小麦秸秆制备型煤黏结剂的研究

为改善型煤燃烧性能,提高农作物小麦秸秆利用率,用NaOH降解的小麦秸秆制备了生物质型煤黏结剂。通过正交实验,制备不同实验条件下的型煤黏结剂,并测定所制型煤的抗压强度,得到型煤黏结剂的最佳制备条件:固水比1∶30,Na OH质量分数为4%,反应温度为90℃,恒温水浴中加热4 h,固硫剂添加量为1.0 g。在此条件下制备的黏结剂中添加质量分数2%聚乙烯醇,经过型煤抗压强度测试,结果显示:添加聚乙烯醇后,黏结剂抗压强度提高;所制型煤的灰分7.1%～8.4%,挥发分27.1%～28.4%,黏结指数10.835～11.796,弹筒发热量28.453 MJ/kg～30.589 MJ/kg。     

低变质粉煤成型热解的研究

以陕北低变质粉煤为原料,采用冷压成型制备型煤,主要研究焦煤添加量、添加水分、成型压力、热解温度的影响。结果表明:以焦煤作粘结剂进行型煤热解实验的研究中,可发现型煤(型焦)的抗压强度均随着焦煤加入量的增大而升高,选用10%的焦煤较为适宜;在一定范围内,型煤的强度随着成型压力的增大而增大,选择60kN的强度较为适宜;型煤的强度随着成型压力的增大而增大,14%的水分更佳;型焦的强度在700℃以上就趋于平稳化,故选择的热解温度为700℃。