煤颗粒在溶剂中的溶胀与煤浆黏度的关系

为探讨煤颗粒在溶剂中的溶胀作用对煤浆体系表观黏度的影响,研究了溶剂、煤油比、溶胀时间、温度等因素对溶胀作用的影响.通过考察煤颗粒粒度分布变化以探讨煤溶胀前后的表面结构变化;利用旋转黏度计定量考察了溶胀作用对煤浆表观黏度及流变特性的影响程度.结果表明：温度升高溶胀作用增强,煤中各显微组分对煤浆体系的黏度变化有影响;溶胀作用使煤粒粒径增大,使煤粒在体系中所占体积增大,从而增大了煤浆的有效体积浓度,导致煤浆体系黏度增大;通过BET表征发现,经溶胀后煤的孔径扩大,比表面积减小.     

溶胀对五彩湾煤低压直接液化性能的影响

以高惰质组含量的五彩湾煤为研究对象,采用THF、Pyri.和NMP/CS2三种溶剂,分别进行自然和微波溶胀,对溶胀前、后的煤样进行电镜、热重和红外分析,并考察其低压直接液化效果。研究结果表明：溶胀使煤样结构疏松,最大溶胀度达到1.87;煤分子结构中弱的非共价键有明显断裂现象,低温失重量和失重速率明显增大,液化性能明显改善。在氢初压仅6.0 MPa、溶煤比175∶1、反应温度450 ℃和反应时间60 min条件下,原煤的气产率、油+水产率和转化率分别为97%、55%和77%,自然溶胀煤为3.4%、70%和82%,微波溶胀煤为3.6%、74%和85%。自然溶胀需6 h,而微波溶胀在700 W下仅需15 min。     

煤的溶胀与生物脱硫的研究

研究了煤的溶胀对生物脱硫的影响,考察了吡啶、NMP、甲醇、丙酮这4种溶剂对煤样的溶胀效果,以及在溶胀条件下红球菌对煤的脱硫作用。结果表明,吡啶、NMP对煤的溶胀效果较好,再经过红球菌脱硫的效果远比采用甲醇、丙酮处理的煤样脱硫效果好。     

溶胀预处理煤热解特性研究

以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂溶胀预处理煤为研究对象,利用热重分析研究其热解特性,考察了溶胀条件对褐煤及溶胀预处理对不同变质程度煤热解反应的影响。研究发现,溶胀预处理后大多数煤样热解转化率提高,原煤经溶胀预处理后其热解过程表现出明显的两阶段失重。溶胀温度升高和超声作用时间增加,抑制溶胀褐煤的热解转化,溶胀预处理时间对褐煤热解过程影响较小。溶胀预处理对褐煤转化率提高幅度最大,溶胀贫煤失重率反而较原煤降低。     

基于淮南煤的溶胀反应过程研究

以淮南张集矿、谢桥矿和潘集三矿煤为研究用煤,在温和。条件下使用5种溶剂进行溶胀度的测定,得出张集煤在NMP中溶胀度最大。并讨论了煤的预处理、煤中水分和溶剂供电子数目对溶胀的影响,考察了张集煤溶胀前后热性质的变化,指出研究淮南煤的溶胀性质和结构对淮南的煤化工和实现煤的高效洁净转化有着重要的意义。     

煤颗粒在溶剂中的溶胀特性与动力学研究

为了研究油煤浆预热过程中煤颗粒的溶胀特性与动力学,以无水乙醇、循环溶剂、四氢萘作为溶剂,采用位移传感器溶胀测量装置,研究煤样在不同溶剂中的溶胀特性与动力学。研究结果表明:煤样在乙醇中的溶胀试验重现性较好,装置较稳定;煤样在循环溶剂、四氢萘中的溶胀比随温度升高而增加,当温度升至315℃时膨胀比达到最大;基于试验建立的溶胀动力学模型,可以扩展应用于拟合煤样在循环溶剂和四氢萘中程序升温过程的溶胀数据,其拟合决定系数较高,拟合效果较好。     

假丝酵母在试剂溶胀煤中的生长研究

采用有机溶剂吡啶、N,N二甲基吡咯烷酮、甲醇、丙酮对煤进行了的溶胀预处理,并以溶胀的肥煤作为生长基质,接种假丝酵母进行了培养.通过不同的温度和pH的变化,考察了丝状酵母菌体的生长作用和对溶胀煤的转化作用.结果表明,在15~C下有利于酵母转化形成生醇代谢,在30°C下产生较多硫化氢.而在较酸性的条件下酵母的代谢和生长较活跃,从而有利于溶胀煤的部分转化.     

双鸭山东荣煤的溶胀行为研究

以双鸭山东荣煤为研究对象,考察了该低阶煤在四氢萘(THN)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)以及2种溶剂按1:1体积比的混合溶液(THN+DMF)等3种有机溶剂中的溶胀行为.试验结果表明:双鸭山东荣煤在混合溶剂(THN+DMF)中的溶胀度最大,在非极性溶剂四氢萘中的溶胀度最小;随着温度升高,溶胀时间的延长,双鸭山东荣煤的溶胀度增大;煤粉粒度和煤浆浓度对双鸭山东荣煤的溶胀度也有一定程度的影响.     

空化洗油机械溶胀对新疆准东西沟煤液化性能的影响

以空化洗油为溶剂,对新疆西沟自然溶胀煤样进行二次机械溶胀,考察机械溶胀对煤样加氢液化性能的影响。研究结果显示,煤样机械溶胀后,颗粒结构更为疏松,棱角变钝,体积平均粒径和真密度分别减小了60.52%和8.06%,比表面积和溶胀度分别增加了90.91%和25.18%;失重过程可分为110330,330550和5501 000℃等3个阶段,但失重率分别增加了189.15%,28.22%和30%,总失重率增加了64.79%,质量变化速率分别增加了208.9%,24.62%和30.01%,在330430℃温度段的热解活化能降低了4.5 k J/mol;脂碳率fal由0.31降至0.22,芳香簇尺寸指数Xb由0.12增加至0.21;沥青质产率、油产率和转化率分别提高了40.78%,8.87%和8.44%,气产率减小了36.03%,氢耗量有所降低。     

空化洗油微波溶胀对新疆准东西沟煤直接液化性能影响及其动力学分析

以空化洗油为溶胀剂,优化新疆西沟煤微波溶胀条件,考察微波溶胀对煤样直接液化性能的影响及其动力学分析。在微波时间55 min、功率600 W和温度344 K条件下,煤样溶胀度达到1.625,且发现其微波溶胀是一个膨胀-微爆-碎裂-再膨胀-再微爆的过程。热解动力学研究表明,与原煤样相比,在623~773 K中温段,煤样经微波溶胀后活化能从99.95 k J/mol减小至89.51 kJ/mol,相对降低了10.45%。液化动力学研究表明,经微波溶胀后,煤样的转化速率常数从0.019 39 s~(-1)增加到0.050 08 s~(-1),相对提高了158%。与原煤样相比,微波溶胀煤样从煤和前沥青烯转化为油的速率常数分别相对提高了170%和258%,且增加了沥青烯生成油的反应途径,其速率常数为0.039 33 s~(-1)。因此,微波溶胀不仅降低了煤样热解中温段的活化能,而且改善了煤样直接液化效果。     

不同煤阶煤体吸附储存CO_2膨胀变形特性试验研究

利用自主研发的气体等温吸附装置并辅以TST3827动静态应变测试系统,针对4种不同煤阶的煤样试件,在恒定温度(50℃)不同吸附压力条件下,研究了不同煤阶煤样CO_2吸附特性及煤样的吸附变形规律。结果表明:煤体CO_2吸附量与煤阶密切相关,在相同的吸附压力条件下,CO_2吸附量随着煤阶的增大而增大;不同煤阶煤样的等温吸附曲线类似,煤样的CO_2过剩吸附量随吸附压力变化曲线呈现出先升高后降低的特点,在8 MPa左右达到最大值;不同煤阶煤体吸附CO_2后引起的变形也具有类似的变化趋势,即随着CO_2压力的增大,体积应变先增大后趋于稳定,体积应变可以用引入CO_2密度的DR模型进行描述,且随着煤阶的增大,体积应变逐渐减小;由于煤体层理结构特征,煤体在垂直于层理方向的应变约为平行于层理方向应变的1.8~2.3倍;煤体体积应变与绝对吸附量在气态CO_2中呈线性增长关系,当CO_2达到超临界状态以后随着绝对吸附量增加体积应变趋于稳定,且煤体吸附相同量CO_2产生的体积应变随煤阶的增大而减小。     

蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响

为了研究蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响,采用氯化钾和苄基三甲基氯化铵(TMBAC)作为抑制剂,在抑制和非抑制状态下进行了含蒙脱石煤泥水的过滤试验。结果表明:氯化钾和TMBAC对蒙脱石水化膨胀均有较好的抑制作用,氯化钾质量分数为1.12%和TMBAC质量分数为0.4%时,可以使蒙脱石的防膨率达90%。与非抑制状态相比,抑制状态下含蒙脱石煤泥水过滤的滤饼水分降低、过滤时间缩短和脱水速率增大,且TMBAC抑制状态下含蒙脱石煤泥水过滤效果更好。氯化钾和TMBAC通过水化能较低的K+,C6H5CH2—N+(CH3)3进入蒙脱石层间,限制层间阳离子和水分子的扩散运动,达到蒙脱石水化膨胀的抑制。C6H5CH2—N+(CH3)3还可以吸附在蒙脱石和煤颗粒表面,增加蒙脱石和煤颗粒的疏水性,起到助滤剂的作用。     

应力约束下储存CO2煤层膨胀变形特性实验研究

利用自主研发的MCQ-Ⅱ型煤层瓦斯驱替试验装置,对原煤大尺寸(100 mm×100 mm×200 mm)试件,进行了恒定温压(25 ℃,31 MPa)条件下CO2在贫煤、贫瘦煤和弱黏煤3种煤阶煤中的注入储存试验,对CO2注入储存过程中煤体膨胀变形特性进行了测量分析;并对小尺寸(6 mm×6 mm×6 mm)原煤试件通过CT扫描,研究了3种煤样的微观结构特征。主要结果为：对最小观测尺度为4.5 μm的CT重建图像,通过统计分析,发现贫煤孔隙率(4.67%)小于贫瘦煤孔隙率(5.39%)小于弱黏煤孔隙率(12.10%);在31 MPa体积应力约束条件下,持续12 h的CO2注入过程中,煤体膨胀变形受孔隙压力与CO2吸附变形的共同作用,且体积膨胀百分比与CO2注入储存量呈线性关系;在注入储存相同量气态CO2条件下,贫煤体积膨胀应变大于弱黏煤大于贫瘦煤;由于煤体层理性结构特征,弹性模量在垂直与平行层理2个方向上的差异性,煤体在垂直层理方向膨胀应变大于平行层理方向应变,且2个方向膨胀应变均与CO2储存量呈线性关系。     

煤膨胀对CO2吸附结果拟合的影响与修正方法

采用体积修正量表示吸附实验中的体积误差,对Langmuir和Dubinin-Astakhov拟合模型进行修正,并应用修正后的模型对25和40 ℃条件下CO₂等温吸附实验结果进行重新拟合.比较模型修正前、后拟合结果发现,修正后的拟合曲线与实测数据更加吻合,25 ℃时修正模型拟合曲线与吸附结果的相关系数达到0.998,40 ℃时达到1.000.煤吸附膨胀使CO₂实测吸附量较实际吸附量偏低,应用修正模型拟合出25和40 ℃的CO₂准确吸附量相比测试结果分别增长1.8%~29.3%和1.1%~8.2%.D-A模型对CO₂吸附数据的拟合效果均优于Langmuir模型.     

磁性固体超强酸SO4-2/ZrO2催化胜利煤超临界甲醇萃取研究

用传统的方法制备了固体超强酸SO-42/ZrO2(简写为SZ)和磁性基质Fe3O4负载的固体超强酸SO4-2/ZrO2(FSZ)。用X-衍射对磁性和非磁性固体超强酸进行了表征。XRD结果表明SZ为具有高催化活性的四方晶相。以磁性和非磁性固体超强酸为催化剂,甲醇为溶剂,氮气做保护气,对胜利煤进行了超临界萃取。对萃取物进行了GC/MS分析。结果表明,萃取物种有酚类,醚类,酯类,支链烯烃等。在催化条件下的萃取率比不加催化剂的萃取率高一倍多,并且萃取物种也远远多于后者,萃后煤的粒径比萃前明显的减小。固体超强酸赋予磁性后没有影响其催化活性而且还在一定程度上使其活性有所增强。本文对磁性基质与SZ协同作用的结果、催化机理和萃取出的有机物与煤中所含官能团及相互链接的方式进行了分析和讨论,这对认识煤的大分子网络结构和煤的深加工利用都具有积极的作用。