炼焦煤中煤化学脱灰技术的研究

研究了将酸碱脱灰工艺与中煤浮选处理方法进行结合,首先对中煤进行破碎磨矿,然后确定了预浮选处理的较优药剂制度。探索了化学脱灰能否低成本的适用于常规中煤粉碎后的分选处理。在不同反应条件下通过单因素试验分析研究了影响中煤化学脱灰效果的几个因素。     

生物质灰对循环流化床中煤的脱硫研究

选用火电厂草木灰、麦秆灰、玉米秆灰、树皮灰、石榴枝、棉花秆灰六种生物质灰作为添加剂进行循环流化床锅炉脱硫实验。实验结果证明,这六种添加剂提高了Ca Co3的脱硫率。其中棉花秆灰在配比为80%时,脱硫率能达到76%。     

化学脱灰在稀缺炼焦煤中煤再选领域的研究与前景探讨

分析了中国煤炭资源现状及炼焦煤中煤产品的使用情况,提出了中煤再选的必要性,并以山西焦煤集团炼焦煤选煤厂生产的副产品中煤为例,提出了物理方法分选的局限性,对化学方法脱灰的可行性进行了研究,并对工业化前景进行了分析。     

钙化焙烧法脱除二次铝灰中氮的试验研究

针对二次铝灰中氮化铝导致的铝及其化合物浸出效果不佳的问题,采用钙化焙烧法处理二次铝灰。重点研究配料比、焙烧温度、焙烧时间对二次铝灰脱氮率的影响。结果表明,钙化焙烧法可快速降低二次铝灰中氮化铝含量,可将二次铝灰中不利于浸出的氮化铝和氧化铝转变成易于浸出的12CaO·7Al2O3。最佳脱氮工艺参数条件:配料比为mCaO:m铝灰=0.4、焙烧温度900℃、焙烧时间300min,在此条件下二次铝灰的脱氮率为85.25%。研究结果可为钙化焙烧法提高二次铝灰中铝及其化合物的浸出率提供参考。     

超低灰精煤制备方法──化学脱灰法

化学脱灰法是一种重要的制备超低灰精煤的方法。本文对Ａ、Ｂ两种煤进行化学处理，探讨化学处理前后煤的灰熔点、灰成份及煤中各项指标的变化，并总结出影响化学脱灰产品灰分的主要因素。     

酸/碱对褐煤中矿物质脱除效果分析

利用酸试剂和碱试剂针对鄂尔多斯褐煤进行了脱灰实验研究,结果表明:单独酸处理在1.0 mol/L、固液比1:15(g:m L)、95℃、反应时间1 h下脱灰率即可达到56%,采用碱酸联合处理的方法,即先用碱在1.0 mol/L、240℃下反应2 h后进行酸处理,脱灰率达到85%,灰分降低至1%以下,并对酸/碱处理后煤的灰分进行XRD表征,分析了酸处理过程、碱处理过程和碱酸联合处理过程中的矿物成分的转化,解释了酸/碱在脱灰过程中的作用机理,为煤炭进一步脱灰改质作理论铺垫。     

酸碱除灰对煅烧无烟煤结构和灰分的影响

采用X射线和X射线荧光光谱仪对经过常规NaOH-HCl脱灰处理的煅烧无烟煤及灰分进行晶体结构、灰分物相及灰分成份分析。结果表明:脱灰处理能脱出碳微晶层片内的灰分,使层面间距由0.34466 nm减小至0.34386 nm,但同时对微晶单元具有一定的解体作用,微晶高度由10.78782降至8.95094 nm,层片碳环数由153降至123个。灰分中各种元素的含量都有较大程度的降低。     

煤的选择性聚团法深度脱灰研究

介绍了煤的高效选择性聚团法脱灰机理,并通过改变脱灰过程中的煤种、用油量、粒度、搅拌时间,进行了选择性聚团法脱灰实验。结果表明:变质程度较高的煤种更有利于团聚,随着油用量、原煤解离程度及搅拌时间的增加,以及团聚物的粒度增加,精煤的灰分降低。灰分为17.32%的原煤经过选择性团聚法脱灰后,精煤灰分可降低至3.03%。     

府谷煤灰成分对其灰熔融性的影响试验研究

采用控制变量法逐个改变模拟灰中各化学组成含量,通过灰熔融性试验来研究府谷煤灰中SiO2、A12O3、Fe2O3、MgO和CaO对灰熔融性的影响,并利用XRD图谱对添加不同含量CaO的府谷煤灰中物相组分进行了分析.结果表明,Fe2O3和MgO能降低灰的熔融温度,SiO2、Al2 O3和CaO对灰熔融点的具有双重影响性.CaO在一定范围内可显著降低府谷煤灰的熔融温度,在加热过程中与莫来石、SiO2等反应生成多种高含钙化合物,各物质之间会形成低温共熔化合物,造成灰熔点降低;当钙含量过高时,CaO与方石英、钙长石反应生成假硅灰石、钙黄长石,使灰熔点升高.     

废弃焦粉及半焦的脱灰活化研究

焦粉、半焦是冶金、化工、电石等生产企业将工业焦炭破碎时产生的一种副产物,灰分高,比表面积和孔容都比较小,为了提高其性能,需要进行脱灰、活化。试验采用不同浓度HNO3、KOH对其进行脱灰试验,然后进行高温水蒸气活化,并利用FTIR红外光谱测试其表面官能团的变化,利用N2等温吸附对样品处理前后的BET比表面积、孔径、孔容进行测定,得出最佳脱灰工艺条件为:用浓度为20%的KOH处理后,再用硝酸处理脱灰率最高,样品灰分可降至8%左右,硝酸处理后样品表面酸性官能团明显增加。焦粉经高温水蒸气活化后,孔径以中孔为主,微孔含量很少,比表面积达到了80 m2/g,比原料焦粉提高了近5倍。     

煤粉细化过程静电放电起爆机理

基于水的电离和粉体动力学理论,对煤粉细化过程中静电场和煤粉爆炸的条件进行理论建模和数值计算,分析爆炸的可能性。数值结果表明：带电煤粉浓度分布随时间发生变化;不同时刻节点间电压差大部分在200 V以下,但是在个别位置,相邻节点间电压差可达上千伏,甚至上万伏,这种较高的电压差可能达到击穿电压的临界值,导致电火花的产生。在煤粉细化过程中,煤粉的粒度大部分在30~75μm,煤粉质量浓度在0.5~2.4 kg/m 3 ,某些时刻氧含量和有效点火能量分别大于15%和大于1 J,这些都在煤粉的爆炸范围之内。当这些因素同时满足煤粉爆炸的危险条件时,在煤粉细化过程中就可能产生爆炸。     

压强预处理对煤泥浮选效果的影响

分别将煤泥水抽气到负压状态和充气到加压状态,待恢复到常态后进行浮选实验,同时测量煤粒表面电动电位ζ。实验结果表明：煤泥水浮选前经负压预处理后,煤粒表面电动电位ζ的绝对值有所降低,精煤产率和浮选完善指标降低,浮选效果恶化;经加压预处理后,煤粒表面电动电位ζ的绝对值明显提高,精煤产率和浮选完善指标提高,浮选效果得以改善。分析了核化气泡在浮选中的作用,建立了煤粒表面存在核化气泡时的Stern双电层模型,并验证了该模型的正确性。     

阳泉矿区聚煤作用分析

Ｃ－Ｐ纪阳泉矿区发生了广泛的聚煤作用，对此进行分析研究，预测煤层赋存变化情况，为煤炭资源开采生产提供指导。     

煤体强度对钻屑温度影响的试验研究

通过钻屑温度测试装置,得到钻孔过程中的钻屑温度,提出一种评定煤体强度大小的新方法。试验结果表明,以相同的钻进速度,对不同强度煤体打同一深度钻孔,煤体强度同钻屑温度及钻孔时钻屑温度变化率之间均呈线性关系;停钻后温度降低时钻屑温度变化率大小基本相同,与煤体强度无关。     

羟基(—OH)对煤自燃侧链活性基团氧化反应特性的影响

针对煤结构及其氧化反应机理不明等问题,以羟基(—OH)和煤自燃侧链活性基团—OCH,—CHOHCH 3和—OCH 3为研究对象,采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP-311G(d,p)方法,构建出了羟基(—OH)处于侧链活性结构邻位的小分子结构模型。基于前线轨道理论和量子化学理论,采用Gaussian 16软件对小分子模型的静电势、前线轨道的能级和电荷分布及煤氧复合反应过程中的热力学参数进行了模拟计算,探究了侧链活性基团的低温氧化特性和羟基(—OH)对其的影响。计算结果显示,在侧链活性结构中,氢原子周边呈强正电势,为亲核反应活性位点,而氧原子附近呈强负电势,为亲电反应活性位点。当羟基(—OH)处于侧链活性基团邻位时,会削弱侧链活性基团的亲电反应能力,增加—CHO和—CHOHCH 3的亲核反应能力,而使—OCH 3的亲核反应能力消失;通过分析各活性基团最高占据轨道(HOMO:Highest Occupied Molecular Orbital)和最低未占轨道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)可知,侧链活性基团的稳定性与其前线轨道的成键能力并不一致,而活性基团与氧气发生复合反应的难易程度主要取决于该基团前线轨道中LUMO的成键能力,成键能力越强,复合反应越容易发生;由于羟基(—OH)改变了侧链活性基团前线轨道上的电子特性,故当其与侧链基团共存时,会使—CHO和—CHOHCH 3与氧气的复合反应更容易发生,而使—OCH 3与氧气的复合由自发的放热反应转变为非自发的吸热反应。该研究成果可为揭示煤自燃微观作用机理和研发煤自燃新型高效阻化材料提供参考。     

煤在焦炭气化反应过程中的作用机理研究

利用煤、焦及其混合物在固定床气化炉中与二氧化碳进行气化反应，并探讨无烟煤在焦炭气化反应过程中的作用机理。结果表明，加入无烟煤可以提高焦炭与二氧化碳气化反应的起始反应温度和剧烈反应温度，使焦炭的气化反应延后；无烟煤加入量超过15％时，使床层的通透性变差。     

煤中树脂体的浮选研究

通过在矿浆中添加表面活性剂的浮选试验，寻找到一种能选择地抑制煤的表面活性剂，并通过研究表面活性剂处理前后煤与树脂体颗粒表面Zeta电位的变化，说明该表面活性剂选择性地抑煤的原因。     

多场耦合作用下静电除尘器粉尘颗粒运动轨迹模拟

为了描述静电除尘器内流动特性以及粉尘颗粒的捕集过程,建立了气体流场、颗粒动力场与电场相互耦合作用的数学模型,构造了更贴近燃煤发电厂实际生产过程中的Rosin-Rammler粒度分布模型,讨论了多场耦合作用下不同工作电压、含尘气流入口速度对颗粒运动轨迹的影响。数值结果表明:随着工作电压的增高,逃逸粉尘的平均粒径呈现非线性递减的关系,粉尘颗粒向着收尘板方向偏移运动的趋势逐渐变强。此外,随着入口含尘气流速度的增大,出口处逃逸粉尘的平均粒径呈线性递增的关系,颗粒向收尘板电极方向偏移的趋势明显减弱。     

高温燃烧条件下煤自身的固硫特性

利用自行设计的高温实验装置和XRD射线衍射仪及SEM扫描电镜研究了硫铝酸钙等高温固硫产物对煤自身固硫特性的影响.结果表明：在1 250~1 300 ℃的高温下,自身含有Ca/S比与Al/S比相对较高的煤固硫效果较好,微观分析发现有相当数量的硫铝酸钙等固硫物相生成.温度继续升高固硫率显著下降,反应样品在炉中停留800 s左右反应基本完成,反应时间继续延长对反应无影响.