煤生物转化的预处理技术研究进展

生物转化之前对煤进行预处理,对提高煤的生物转化率具有显著作用。介绍了煤的生物转化机理,总结了当前国内外关于煤的预处理研究方面的最新进展,旨在为煤生物转化的可持续发展提供参考。     

硝酸预处理榆林煤的微生物液化技术研究

用白腐真菌对硝酸预处理过的榆林煤进行了生物液化降解实验,采用工业分析、元素分析和红外分析研究探讨了煤样预处理前后的变化.结果表明,硝酸预处理可以提高煤的生物液化降解能力,发现了榆林煤生物降解最佳的硝酸预处理浓度.     

神府煤光催化氧化降解过程的FTIR研究

通过重液和离心分离法制备了不同密度级的神府煤组分,在自制的光化学反应试验装置上,采用FTIR分析方法研究了不同密度级的煤超细粉体在光氧化降解过程中的结构变化.探讨了担载金属离子对不同密度级超细煤粉光氧化降解的催化活性.结果表明：不同密度级的煤样其光催化氧化降解的机理不同;在光氧化中,煤的甲基和亚甲基比芳香环更易发生氧化分解反应,同时伴随一定程度的自交联反应;金属离子对煤粉光氧化的催化活性顺序为Ni²⁺>Co³⁺> La³⁺> Ce³⁺ > Fe³⁺.     

神府煤不同组分的光氧化特性

将用重力浮选得到的神府煤不同密度级组分在自制的固定床光氧化反应器中进行氧化,在氧化过程中测定二氧化碳的生成量与煤样的失重关系,并对光氧化得到的产物进行腐植酸、溶胀度测定及红外光谱分析研究。结果表明,神府煤低温氧化后,甲基、亚甲基等脂肪烃侧链与氧反应导致其含氧官能团增加和芳香族相对比例提高,在低于200℃的情况下,芳香环没有参与氧化反应。     

煤的液相光催化氧化研究

在浆态流化床光反应器中,研究了时间、气氛和紫外光照射对光氧化煤样腐植酸产率和组成分布的影响。利用元素分析、UV-vis吸收光谱、FTIR和GC-MS分析了光氧化煤在液相氧化前后得到的腐植酸结构的变化。结果表明：在有氧和紫外光照射条件下,光-热氧化煤的腐植酸提取率最大,达96%。有氧和紫外光条件下有利于羟基自由基的生成;水可溶氧化产物数量减少,尤其是饱和烃类化合物。液相光催化氧化提高了液相氧化产物的选择性,这一结果与气相光催化氧化相一致。     

不同化学预处理对神府煤粉孔隙结构特征的影响

为给制备煤基纳米复合材料提供参考,对利用酸脱灰、碱脱腐植酸、空气氧化3种化学预处理方法制备的神府脱灰煤样、脱灰脱腐植酸煤样和脱灰氧化煤样,采用低温液氮吸附试验对各煤样的孔隙结构特征进行了研究.结果表明:酸脱灰、碱脱腐植酸、空气氧化处理对煤粉的孔径分布有明显影响,化学预处理后煤粉的总孔容和比表面积均减小,平均孔径增大,各孔径段孔隙数量减少,其中微孔数量减少最为明显.化学预处理过程对煤样的孔隙类型影响较小,原煤样和预处理煤样均以一端封闭的不透气性孔为主.神府煤粉经过以上3种化学方法处理后,其比表面积和孔体积分形维数均减小,孔隙结构特征得以改善,煤粉孔隙系统复杂程度降低,更适合作为制备煤基功能复合材料的基体.     

煤生物转化产物作为水煤浆添加剂试验研究

本项研究通过培育微生物菌种,作用于经硝酸处理的褐煤样,得到煤生物转化产物.用此水溶性产物作为添加剂制备出水煤浆,与加与不加常规添加剂的两种水煤浆进行粘度对比试验,从考察了煤生物转化产物制备的水煤浆流变特性.结果显示使用煤生物转化产物作为水煤浆添加剂能制备出优质水煤浆.     

煤的光-热耦合氧化研究

研究了神府煤光氧化和热氧化耦合反应性.在O₂气氛中,CO₂释放量大幅度增加,气体产物主要为CO₂和CO,同时有CH₄释放,各组分的浓度大小表现为：CO₂CO＞CH₄,其中CO₂的浓度随反应温度升高而增加,并在反应2 h时达到最大值,紫外光照射可明显促进CO2和CO释放,温度升高,CO和CH₄释放速率增加.光氧化主要生成CO和腐植酸,热氧化导致C-C键断裂生成CH₄,特别是在高温条件下,能把CO和腐植酸进一步氧化为CO_2.光氧化和热氧化耦合不仅提高了反应气体产物的选择性,而且对提高煤中总腐植酸含量有明显的协同作用,同时导致酚羟基官能团的形成.     

细粒氧化煤表面性质表征与浮选预处理技术研究进展

氧化作用使煤粒表面含氧官能团数量增加,疏水性变差,浮选回收效果降低,而我国氧化煤资源量大,对其分选与利用进行研究具有重要意义。氧化层阻碍了药剂分子和气泡与煤泥疏水部分的有效接触,是细粒氧化煤可浮性降低的主要原因,浮选前对氧化层进行疏水化预处理,成为改善其浮性的主要手段和研究热点。文章对国内外氧化煤表面含氧官能团辨别和定量表征方法进行了总结,对表面疏水化预处理改性技术展开综述。分析表明,红外光谱、拉曼光谱和X射线电子能谱等材料表面分析方法,能够得到含氧官能团不同层面的信息,已经被相关学者广泛应用;研磨、高强度高浓度调浆和超声处理等合适的预处理技术能够实现细粒氧化煤的表面疏水改性。但是,不同的测定和预处理方法均有自身的局限性,研究和工程人员需要根据物料性质、研究目的和可行性等多方面进行选择以及综合运用。     

粒度配比对神府煤水煤浆稳定性的影响

水煤浆稳定性出现差异的原因有稳定剂的品种不同,稳定剂使用量的不同,煤本身变质程度的不同,粒度配比的不同,还有温度和搅拌也对其产生一定的影响。论文就是在一定稳定剂使用量一定的前提下,找出一个最好的粒度配比来使神府大柳塔煤达到最高浓度和较好的稳定性。为了研究粒度级配对神府大柳塔煤成浆性能的影响,采用三种粒度级配方案,对神府大柳塔煤单煤及配煤成浆性能进行比较。结果表明:较好的粒度级配,成浆性能优越,成浆浓度提高3%~5%,同等浓度时粘度降低,浆体流动性、稳定性变好,能更好的用于工业化生产。     

热解温度及气氛变化对神府煤热解产物分布的影响

为阐明煤热解过程中,温度及气氛对神府煤热解产物分布的影响规律,采用程序升温法在固定床反应器上对N2,H2,CH4,H2-CO(2∶1) 等不同气氛下神府煤的热解行为进行了研究。结果表明,随着热解温度的升高,焦油产率呈现出先增大后减小的趋势,气体和水产率不断增加、半焦产率不断减少。不同气氛对焦油产率的影响为：H2>CH4>H2-CO>N2,气氛变化对气体和半焦产率影响较小,对水产率影响较大。热解温度对焦油4组分分布影响较小,均为芳香分>饱和分>胶质>沥青质,H2,CH4,H2-CO(2∶1)比N2气氛下生成更多的饱和分。随着热解温度的升高,N2气氛下气体产物中H2含量呈不断增加趋势,CH4含量先增大后减小,CO,CO2和C2~C4烃类气体含量逐渐降低;半焦的芳碳率fa、环缩合度2(R-1)/C和平均缩合环数R呈明显增加趋势,环缩合度较原煤有较大提高。相对于N2气氛,还原性气氛下,半焦的环缩合度和平均缩合环数增加,芳香层片间的距离降低。     

高温下神府煤焦/CO2气化反应动力学

在950~1 400 ℃,以神府煤为原料制备了各种慢速和快速热解焦,并对各种热解焦的CO2气化反应动力学进行了研究。研究结果表明：在高温范围内,修正体积模型对神府煤焦/CO2气化反应的模拟明显优于收缩未反应芯模型和随机孔模型;神府煤焦气化反应动力学从低温到高温存在一个偏折点,即低温区(950~1 150 ℃)属化学动力学控制,高温区(1 150~1 400 ℃)属扩散动力学控制。在950~1 150 ℃,神府慢速和快速热解煤焦的表观活化能范围分别为109.21~205.30 kJ/mol和86.88~116.90 kJ/mol;在1 150~1 400 ℃,分别为16.58~52.16 kJ/mol和14.00~32.91 kJ/mol;神府煤焦/CO2气化反应过程也存在动力学补偿效应。     

神府煤固定床低温热氧化降解研究

在固定床反应器中研究了神府煤不同密度级组分的低温（60~80 ℃）氧化降解过程.研究发现：神府煤的中低密度组分（D2和D3）含有较高的长链烷基侧链,高密度组分（D4）矿物质相对富集,芳香度较高.神府煤及其密度级组分在氧气中的低温氧化降解反应活性有差异,D2密度组分的氧化降解活性最高,而D4组分氧化降解生成的CO2产率最大.腐植酸是煤低温氧化过程中的重要中间产物.随氧化时间的增加,氧化煤样的腐植酸产率增加,相应的溶胀度降低,表明煤大分子氧化降解程度增强.     

美国典型煤矿介绍

美国煤矿生产集中度不断提高,煤矿采用高新技术,生产效率高,煤矿安全状况好。本文重点介绍美国两个典型露天煤矿和两个典型长壁综采矿井的生产和技术应用状况。     

三上煤层难沉降煤泥处理研究与探讨

该文介绍了济三选煤厂工艺以及入洗3上煤存在的问题,分析了3上煤难沉降煤泥的原因,通过现场和理论计算,探讨提出了解决方案。