高温干燥对褐煤孔隙结构及水分复吸的影响

利用卧式固定床实验炉制得不同温度下干燥处理的煤样,采用低温氮吸附法测试煤样的比表面积、孔体积和孔径分布等孔隙特征参数,使用复吸实验装置测定不同干燥程度褐煤煤样的平衡含水量,探索了高温干燥处理后褐煤孔隙结构的演变与其复吸特性之间的关联规律。结果表明：褐煤原煤及不同干燥温度(600~800℃)下半焦的等温吸附曲线均属于第Ⅱ类吸附等温线,褐煤原煤、600℃和700℃干燥半焦的吸附回线均属于L1型,800℃干燥半焦的吸附回线有从L1型转变为L2型的趋势;随着干燥温度的增加,干燥半焦的比表面积先增大后减小,介孔峰值的孔径微分同样先增大后减小,而大孔孔径微分基本保持不变;分形维数D₁和D₂呈相反的变化趋势,且D₂>D₁;不同干燥程度半焦的复吸曲线变化趋势相同,且平衡含水量随着干燥温度的升高而减小;半焦复吸特性与孔隙结构有关,平衡含水率与其孔容积之间呈较好的线性关系。     

高温干燥对褐煤孔隙结构及水分复吸的影响

利用卧式固定床实验炉制得不同温度下干燥处理的煤样,采用低温氮吸附法测试煤样的比表面积、孔体积和孔径分布等孔隙特征参数,使用复吸实验装置测定不同干燥程度褐煤煤样的平衡含水量,探索了高温干燥处理后褐煤孔隙结构的演变与其复吸特性之间的关联规律。结果表明:褐煤原煤及不同干燥温度(600～800℃)下半焦的等温吸附曲线均属于第Ⅱ类吸附等温线,褐煤原煤、600℃和700℃干燥半焦的吸附回线均属于L1型,800℃干燥半焦的吸附回线有从L1型转变为L2型的趋势;随着干燥温度的增加,干燥半焦的比表面积先增大后减小,介孔峰值的孔径微分同样先增大后减小,而大孔孔径微分基本保持不变;分形维数D1和D2呈相反的变化趋势,且D2D1;不同干燥程度半焦的复吸曲线变化趋势相同,且平衡含水量随着干燥温度的升高而减小;半焦复吸特性与孔隙结构有关,平衡含水率与其孔容积之间呈较好的线性关系。     

合成醋酸乙烯催化剂制备条件的研究

采用过量浸渍法制备乙炔气相法合成醋酸乙烯催化剂醋酸锌/活性炭,对制备条件进行了研究.结果表明,较合适的浸渍条件为醋酸锌浓度0.8mol/L,平衡时间60min,浸渍温度55℃.120℃下干燥30min水分就完全烘干,而90℃下干燥70min催化剂才达到恒重.由比表面积分析可知,随着干燥温度的升高,中孔被堵塞,催化剂的平均孔半径减小;干燥温度高于110℃后,比表面积和平均孔半径变化不明显.由SEM可以看出,催化剂表面明显存在醋酸锌晶体.     

褐煤物化结构对水分复吸的影响

阐述了褐煤中水分的赋存形态及其在受热过程中的转化行为。分析了不同提质干燥过程中褐煤物化结构的变化,探讨了褐煤物化结构与水分脱除及复吸的关系。结果表明:褐煤表面丰富的孔结构和大量亲水性含氧官能团是其水分较高的主要原因。干燥提质过程中,孔结构坍塌和交联反应的剧烈程度对于抑制复吸非常重要。加热过程中褐煤表面活性含氧官能团的数量、形成和分解行为直接影响褐煤的持水和吸氧能力,含氧官能团的分解会使煤的疏水性增加,自燃倾向性降低。最后说明褐煤提质的关键是水分的高效安全脱除,脱水煤表面氧化和水分复吸的抑制,并提出了抑制提质褐煤复吸水分的可能途径是依据不同组成、结构褐煤的水分赋存和脱除行为,针对性地改善干燥操作条件,调节样品孔径分布、比表面积和表面含氧官能团的存在形态及数量。     

褐煤脱水提质及其物化结构演变的研究进展

深入分析了褐煤中水分的赋存形态,提质过程中褐煤孔结构和含氧官能团的变化及其与提质褐煤水分复吸行为之间的关联,同时对现有的褐煤脱水提质技术进行了总结和对比。结果显示,微波辐照能有效脱除褐煤中极性含氧官能团,机械热压能显著减小褐煤孔体积和比表面积,含氧官能团、孔体积和表面积的减小是有效抑制提质褐煤水分复吸的主要原因,将微波干燥与机械热压脱水技术耦合是褐煤有效脱水提质的可能发展方向。     

汽蒸温度对MTP催化剂酸性质及孔结构的影响

采用XRD、NH3-TPD、比表面积和孔结构测定等手段,研究了在不同温度下用水蒸气处理时,MTP催化剂酸性质及孔结构的变化规律。结果表明,随着处理温度的提高,ZSM-5的结构未发生明显的变化;样品的总酸量下降很快,但弱酸分布量相对提高,而强酸分布量相对下降。提高处理温度,样品的BET比表面积、外比表面积和平均孔径减小,而微孔面积、介孔面积、微孔体积和介孔体积有增大的趋势。     

干燥褐煤的FTIR分析及热解实验研究

为比较空气和过热蒸汽干燥对褐煤化学结构和反应活性的影响,在流化床干燥器中对褐煤进行干燥,采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对原煤和干燥后样品的化学结构参数进行分析,并通过热重分析(TGA)实验对比了不同干燥方式褐煤的热解特征参数和动力学参数.结果表明:褐煤在空气和过热蒸汽干燥过程中,随着温度的升高会逐渐失去羧基和羰基含氧官能团,当温度高于135℃时,空气中干燥的褐煤发生表面氧化反应,而在蒸汽中干燥的褐煤,温度达到160℃仍没有发生氧化反应.干燥后的褐煤与原煤相比,活化能增加,反应活性降低.相同温度下,过热蒸汽干燥后褐煤的活性大于空气干燥后褐煤的活性.     

蒙东褐煤干燥特性实验研究

研究了蒙东地区两种不同煤化程度褐煤的干燥过程,并对干燥至不同程度的褐煤进行分析.在干燥过程中不同煤化程度褐煤干燥速率变化趋势较为一致,煤化程度对干燥速率有一定的影响.煤化程度较低的乌拉盖褐煤其平均干燥速率较高,达到最大干燥速率的时间点较早.干燥过程改变了褐煤的微观结构,干燥后水分较低的褐煤其比表面积与原煤相比有所增加.随着干燥后水分的不断降低,褐煤中的含氧官能团表现为先减少后增加的趋势.与宝日希勒褐煤相比,乌拉盖褐煤中含氧官能团开始增加的时间点较早,更容易被氧化.     

成型热解对褐煤成浆性的影响

为提高褐煤水煤浆的成浆性,以新疆褐煤、半焦及型煤半焦为原料,对其成浆性进行对比分析。结果表明:粗细煤粉质量比6∶4,最佳添加剂用量1.2%时,型煤半焦制备的水煤浆成浆性最好,最大成浆浓度为60.1%,表观黏度为1153 mPa·s。在级配、添加剂用量相同的条件下,褐煤和半焦的最大成浆浓度分别为48.7%和56.8%。煤样工业分析和表面结构研究表明随着提质改性程度的增加,新疆褐煤、半焦及型煤半焦的水分和挥发分依次降低,固定碳升高,孔半径减小,比表面积增大,孔容积变化不明显。说明褐煤经热压提质改性后,煤化度升高,结构渐趋紧密,孔隙率降低,有利于提高褐煤成浆性。     

不同气化条件和煤种对颗粒煤气化的残焦影响

采用自制的煤炭气化装置进行气化,研究粒度为5—10 mm的大颗粒褐煤、烟煤和无烟煤在不同气化条件下气化所得残焦的微观结构和官能团特性。结果表明:适当升高气化温度,残焦的氮吸附量和比表面积值均增大,孔容和微孔率则先增大后减小。H_2O(g)为气化剂的残焦的氮吸附量、比表面积、总孔容和微孔率均大于CO_2气化残焦的。残焦的氮吸附量、比表面积、总孔容和微孔孔容的变化均随着煤种的煤化程度降低而升高。     

生物质颗粒孔隙结构在热解过程中的变化

利用氮气等温吸附/脱附法（-196℃）和扫描电镜（SEM）等研究了热解过程中生物质颗粒孔隙结构的演化规律,并用分形维数来描述焦颗粒内部孔隙表面形态的复杂程度。结果表明,热解温度对生物质焦的孔结构和表面形态有显著影响。热解过程中孔网络结构在发生演变,孔的形状发生了一定变化,且孔径有先变小后变大的趋势。高温导致焦颗粒发生塑性变形,使得孔隙扩大和孔表面更加光滑。随着温度的升高,生物质焦的BET比表面积先增大后减小,500℃以前,孔容积的变化规律与比表面积相近。通过分形FHH方程回归得到的分形维数能较好地表征颗粒内部孔隙表面的分形特征。其分形特征与热解温度密切相关,分形维数的变化与BET比表面积有一定关联。     

热处理针铁矿的结构与色度演化

利用X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜、比表面积分析仪、漫反射光谱仪等研究了针铁矿在空气气氛中的热结构演化和色度变化规律,并以红度、黄度、橙度和总反射率表征色度变化。结果表明:煅烧温度低于200℃时,针铁矿未发生相变,比表面积约为12.0m2/g,样品颜色为橙黄色,总反射率、红度、橙度、黄度变化不明显;高于200℃时,针铁矿开始转变成赤铁矿,并形成纳米孔结构,比表面积呈现先增加后减小的变化,在250℃达到最大值97.4m2/g,颜色由橙黄色变成赤红色,总反射率、橙度和黄度降低,红度升高;且随着煅烧温度升高,针铁矿相变形成的颗粒内部纳米孔孔径逐渐增大,比表面积急剧减小,煅烧产物的颜色略有变化,总反射率、橙度、黄度和红度变化不明显;当温度大于750℃时,纳米孔消失,温度为900℃时,比表面积降至2.8m2/g,产物颜色从赤红色向暗红色转变,总反射率和红度降低,橙度与黄度未变。     

磷酸活化法制备半纤维素基颗粒活性炭

以半纤维素的主要模型物木聚糖为原料,在不添加其他粘结剂的条件下,采用磷酸活化法制备半纤维素基颗粒活性炭。讨论了浸渍比和炭活化工艺对活性炭吸附性能和孔隙结构的影响。研究结果表明:浸渍比的增加,有利于颗粒活性炭的比表面积、亚甲基蓝吸附值、强度、总孔容积和中孔容积的提高。随着炭活化温度的升高,颗粒活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、比表面积、总孔容积和微孔容积呈下降的趋势,强度呈上升趋势。N₂吸附-脱附等温线和孔径分析表明,颗粒活性炭具有发达的微孔结构,炭活化温度的升高不利于孔隙结构的发达。     

一种褐煤热解煤焦的CO2气化反应特性

针对褐煤的热解-部分气化-残炭燃烧梯级利用工艺,以宁夏石沟驿褐煤为原料,采用水平管式炉在700℃～950℃温度范围内分别制备快速和慢速热解煤焦,考察了煤焦微晶结构和比表面积随制焦条件的变化.利用热重-质谱联用技术研究煤焦CO2气化反应特性,并采用不同评价指标对煤焦气化活性进行了表征.结果表明:气化温度每升高50℃,煤焦CO2气化反应速率增加50％以上;热解温度升高,虽然煤焦微晶结构的有序化程度加深,比表面积减小,但煤焦CO2气化反应活性主要受气化温度影响;快速热解煤焦的CO2气化反应活性高于慢速热解煤焦,二者的差异随着气化温度升高而增大;表征煤焦CO2气化活性的平均比气化速率和反应性指数存在线性关系.     

氮吸附法和压汞法测量生物质焦孔隙结构的比较

采用氮吸附法和压汞法对四种生物质焦（稻壳、树叶、玉米杆、棉花杆）的孔隙结构进行了测量,得到了两种测量方法下焦样的比表面积和孔径分布。结果表明不同测量方法得到的焦样比表面积和孔径分布有明显差别。氮吸附法主要测量焦样中微孔的孔隙结构,压汞法主要测量焦样大孔（和部分中孔）的孔隙结构。微孔对焦样的比表面积贡献最大,大孔对焦样的孔容积贡献最大。当热解温度升高时,焦样的微孔结构迅速增多,氮吸附法测得的比表面积变化大;而热解温度对大孔的影响较小,所以压汞法测得的比表面积变化不大。     

煅烧温度对二氧化钛光催化剂结构的影响

采用溶胶-沉淀法制备了二氧化钛光催化剂,考察了煅烧温度对二氧化钛晶型、粒径及微孔结构等的影响,利用XRD和氮吸附/脱附对其进行了表征.研究结果表明,随着煅烧温度的升高,二氧化钛的晶型逐渐由锐钛矿型转变为金红石型,粒径也逐渐增大,而比表面积和孔容则出现逐渐减小的趋势;另外,微孔的结构也会随煅烧温度的变化发生明显改变.     

印尼褐煤无黏结剂型煤自燃与燃烧特性研究

在内辊式高压型煤机上将一种印度尼西亚褐煤压制成高强度的无黏结剂型煤,对其比表面积、孔容积和表面官能团进行分析,测定了型煤的相对着火温度和绝热氧化升温速率,研究了其热解和燃烧行为特性.结果表明,印尼褐煤在干燥和高压成型过程中,发生了孔的收缩和崩塌,特别是微孔收缩程度要更大一些;干燥和成型过程中有羟基、羰基和羧基含氧官能团的分解;经过提质处理后,褐煤的自燃着火倾向降低,热解和燃烧反应性降低.     

钙基吸收剂微观结构特性及其反应性能

在小型流化床反应器中对5种钙基吸收剂的脱硫反应性能进行了实验研究,并利用扫描电镜和压汞分析等方法对吸收剂反应前后的微观结构进行了分析.结果发现石灰石吸收剂的比表面积大约是贝壳颗粒的4～5倍,但平均孔径却呈现出相反的趋势,石灰石吸收剂的最佳脱硫温度为900 ℃左右,而贝壳吸收剂最终转化率随着温度的升高而增大,在950 ℃下表现出了较好的硫化性能.研究发现吸收剂的孔结构参数是影响脱硫反应性能的主要因素.     

煤基炭材料结构的初步考察

以兖州煤为原料,经脱灰处理后在700℃-1000℃下热裂解制备煤基炭材料。氮气物理吸附和X射线衍射分别考察了炭材料的BET比表面积、孔容以及微晶结构的变化。研究发现随着热处理温度的升高,炭材料的微晶结构变得有序,而BET比表面积、孔容呈现下降趋势。     

不同干燥程度胜利褐煤燃烧与自燃特性

为了探究高水分褐煤干燥后的燃烧与自燃特性变化,采用一维火焰炉、煤粉着火炉以及自燃试验台对不同干燥程度的胜利褐煤进行了试验研究。试验结果表明,试验样品的着火温度随着干燥程度的增加而降低,随着风煤比的增加而增加,煤粉细度同样会对着火温度产生影响。在燃用干燥褐煤过程中宜采用较高一次风率以提高制粉系统的安全性。胜利褐煤及其干燥褐煤均属于极易燃尽煤种,燃尽率均在99.4%以上,水分的变化对燃尽率影响不大。建议胜利褐煤与20%水分干燥褐煤的运行氧含量控制在3.5%左右。随着干燥程度的加深和粒径的减小,褐煤越容易自燃。胜利褐煤干燥到20%以下可能有自燃的风险。