无烟煤吸附气体特征分析

针对气体在无烟煤上的吸附特征问题,借助SPSS18.0平台,采用数学模拟的方法对Langmuir、LF、BET、T-BET、D-R、D-A等6个吸附模型进行无烟煤吸附试验数据拟合,结果表明:氧气与甲烷的吸附机理不一样,氧气以单分子层吸附为主,而甲烷以多分子层吸附为主;Langmuir吸附模型对氧气的拟合精度最高,D-A吸附模型对甲烷的拟合精度最高;在精度要求不高的条件下,可采用Langmuir吸附模型对不同气体的吸附数据进行分析。     

无烟煤中甲烷和二氧化碳混合气吸附运移规律

煤中CH₄和CO₂的运移和竞争吸附,是煤中CO₂封存和提高煤层气采收率(CO₂-ECBM)项目注入优化设计、注入驱替效果评价的重要依据。针对沁水盆地南部3个高阶煤样品开展了煤岩煤质、孔隙结构测试(低温液氮和二氧化碳吸附实验)和纯甲烷、二氧化碳及其混合气(体积分数75%CH₄+25%CO₂,50%CH₄+50%CO₂,25%CH₄+75%CO₂)吸附试验。基于混合气吸附相密度计算,分析了煤中混合气吸附的绝对吸附量和气体分离因子随压力的变化规律;同时采用双孔隙扩散模型计算了吸附实验中每个压力段气体的等效扩散系数和大孔扩散占比;最后研究了煤岩煤质和孔隙结构对煤中CH₄,CO₂吸附运移和竞争吸附作用的影响。结果表明:(1)煤中超微孔比表面积较低温氮比表面积高1～2个数量级,是煤岩吸附的主要场所;(2)高阶煤气体吸附分离因子(S(CO<...     

无烟煤粒度对焦炭质量的影响研究

我国炼焦煤资源供需矛盾突出,配入无烟煤炼焦是降低生产成本并扩大煤种资源利用的有效途径,无烟煤粒度对焦炭质量的影响研究可用于指导无烟煤在配煤炼焦中的技术应用。以典型1/3焦煤和不同粒度的无烟煤为研究对象,结合煤质特性分析并通过40 kg小焦炉开展炼焦实验。由研究发现,配入无烟煤可使焦炭的灰分降低、固定碳含量升高以及发热量提升。焦炭块度随无烟煤粒度减小而增大,表面平整且气孔均匀分布,当粒度大于3 mm时,焦炭易碎且无烟煤颗粒明显可见。焦炭强度随无烟煤粒度增加而降低,当无烟煤粒度小于0.5 mm时,焦炭CSR为70.1%,M₄₀为88.4%。当无烟煤配入粒度小于0.5 mm时,焦炭平均粒度为52.0 mm,其粒度分布集中于40～60 mm,该区段粒度占比为56.82%。无烟煤配入粒度小于3.0 mm时均可满足高炉运行要求。实验证明配入粒度小于0.5 mm的无烟煤时,焦炭质量得到显著提升,从而可扩大炼焦煤种资源并实现降本增效。     

无烟煤配入对焦炭性质的影响

研究了无烟煤添加量对焦炭冷态强度和热性能的影响。研究结果发现，无烟煤替代瘦煤炼焦会降低焦炭的冷态强度。但无烟煤添加量不大时，冷态强度下降不多。添加一定量的无烟煤可以改善焦炭的热态性能。     

简易二氧化碳气体保护半自动焊机

我厂柳焊车间三结合技革小组自制成功一台简易CO_2气体保护半自动焊机。这台焊机具有以下特点: 1.焊接电源采用改装的AB—500型,改装后的AB—500型电焊机外特性比较平硬,这种改装的电源,与自制的硅整流电源相比较具有简单易做上马快等优点。 2.送丝机构采用埋弧软管半自动焊机,送丝轮改为双主动轮,便于送丝均匀。 3.直流回路感抗(即电抗器)对焊接过程影响很大,本设备采用直径为φ120的A3圆钢,     

二氧化碳气体井下远距离输送的可行性研究

为了解决液态二氧化碳地面气化后借助矿井现有管路将气体从井上至井下远距离输送后能否顺利排放的问题,构建了由低温液体储罐、气化器和调压稳压装置及其配套的管阀等组成的非增压型地面固定式二氧化碳气体集中供应系统。基于简单管路内流体的能量损失具有加和性的技术原理,建立数学模型,综合了沿程损失,管道入口、弯管和阀门的局部阻力等多种因素,进行了流体力学相关计算,得出并对比分析了将气体自身压力作为动力的有用功与输送过程中的总阻力,证明了当管路长度不超过5 km,总阻力不超过3.539×105 J/kg,其末端气体能够顺利排放至井下火区密闭空间,保证其输送可行性的最大管路长度不低于19 km。     

温度对无烟煤等温脱水影响的试验研究

通过对外加平衡水无烟煤在等温干燥作用下水分迁移途径与变化规律的研究,建立了无烟煤脱水的数学模型,取0.2～0.25 mm粒径无烟煤,分别在75、105℃等条件下进行失水规律试验,得到不同温度条件下0.20～0.25 mm粒径煤样,临界含水率X_(c1)含水率X临界含水率X_(c2)阶段失水速率拟合曲线。试验所测同一粒径煤样,临界含水率X_(c1)含水率X临界含水率X_(c2)阶段失水速率v与温度T呈二次多项式关系,关系满足v=-0.000 3T~2+0.062T-2.444 4,相关系数R~2=0.902。由该公式可知同一粒径煤样90℃以下时提高温度可以显著加快煤样失水速度,当干燥温度提高到约90℃以上时为0.47 mm时,失水速度并未随温度的升高而显著增大。     

配加无烟煤粉对焦炭质量的影响

在现有北京焦化厂配煤基础上，配加３％无烟煤粉，能使焦炭质量明显提高，Ｍ４０＞７６％，Ｍ１０＜８．５％及Ｑ６０＞６８％。试验结果表明：强粘结煤／准强粘结煤／弱粘结煤／无烟煤配比为６０／２５／１２／３时，能使焦炭质量提高１～２个等级。     

表面活性剂对无烟煤润湿影响实验研究

为了提高无烟煤的润湿性,降低粉尘带来的危害,通过实验分析探究表面活性剂对无烟煤的润湿作用。拟选用10种表面活性剂,为了系统科学地获取无烟煤润湿液的最佳组分,先采用动态接触角实验对试剂进行单体优选。随后采用改良沉降实验对优选出的表面活性剂进行复配实验,得出无烟煤最佳复配润湿液。结果表明：通过改良的沉降实验得出,各试剂单体之间拮抗或协同效果,对无烟煤润湿效果最好的复配润湿液为AEO-9+NP-10(AEO-9的质量分数为0.4%,NP-10的质量分数为0.8%,体积比1∶1)。     

浅谈无烟煤粒级配比对锅炉燃烧的影响

众所周知,无烟煤(或贫煤)挥发分低、燃点高,在一般锅炉中很难燃烧,必须选择炉排通风孔率小,炉膛中筑有蓄热反射长后拱,以及具有严格布风措施的无烟煤锅炉才能凑效,即在选炉时已经注意到煤的挥发分这个重要指标。     

粒径对无烟煤等温脱水规律影响的研究

设计对比了0.2～0.25mm和0.5～1.0mm这2种粒径的无烟煤,分别在75℃、85℃、95℃和105℃的条件下进行失水规律试验,结果显示相同温度下不同粒径煤样失水规律并非呈线性,且无烟煤与褐煤失水性质相似,都存在快速失水阶段、稳态线性失水阶段和降速失水阶段。当温度超过90℃时,失水速度并未随温度的升高而显著增大,而是随着粒径的减小呈现先减后增的趋势,且稳态线性失水阶段失水速率与煤样平均粒径及温度均呈二次函数关系。     

NaOH预处理对无烟煤生物甲烷转化的影响

选用浓度为0.01、0.1、0.3 mol/L的NaOH溶液对无烟煤进行预处理,通过检测不同浓度NaOH预处理所得残煤、滤液及其混合物的生物甲烷产量,研究NaOH预处理对无烟煤生物甲烷转化的影响。结果显示,高浓度NaOH预处理可以显著提高固体煤的产气量;不同浓度处理后的滤液也有生物甲烷的产生,说明NaOH作用于煤结构,使小分子有机物溶出;煤与滤液产气之和显著大于混合条件下产气量,在工程实际运用中,可考虑先抽出煤层预处理后产生的液体,然后注入微生物以提高产气量。     

二氧化碳气体的检测、识别及评价

随着勘探的不断进行,CO_2气体越来越受到人们的重视,但该种气体的录井检测、识别与评价难题已逐渐显现,主要表现为显示分层困难,而且显示与产能不能很好匹配,给气层评价造成了很大难度。从CO_2检测影响因素分析入手,建立了一套储层CO_2气录井显示识别方法,可以区分显示真假、确定显示厚度、幅度,判断CO_2气相对含量,提高了CO_2气显示识别能力;确认了评价评价参数,准确求取了钻井液含气量,从而对深层CO_2气层进行了有效的评价。     

沁水煤田承压破碎无烟煤气体渗透特性试验研究

充分掌握采空区垮落带瓦斯运移规律,对提高煤层气抽采效率具有重要意义。为揭示老空区抽采中后期破碎无烟煤的瓦斯渗透规律,利用自主设计研发的破碎煤岩体压实-渗透试验装置,对0.32～0.63 mm粒径破碎无烟煤开展试验。研究结果表明：以动态渗透过程中气体压力及流量的变化趋势为依据,气体在破碎无烟煤中的渗透可划分为两种模式;老空区煤层气抽采中后期低雷诺数下破碎无烟煤中气体运移存在拟启动压力梯度,且空隙率越小所需要的拟启动压力梯度越大;破碎无烟煤渗透率与气体压力呈对数正相关,且随空隙率降低呈指数函数减小;随着轴向应力的增加,破碎无烟煤由弹性变形转化为非弹性变形,此时空隙率对轴向应力的敏感程度降低。     

交叉气体反应对气体检查装备的影响

煤矿常用的瓦斯等气体检查设备大多为小型便携式,常受交叉气体反应影响,在气体组份复杂时尤为严重。常用的气体检查装备由于原理不同,其所受交叉气体反应影响也不尽相同,据此论述了几种常见的气体检查仪器的性能、原理、缺陷及适用条件,为科学选择检查仪器,正确检查分析井下气体组份,保证矿井通风安全,营造安全健康的工作环境提供科学依据。     

无烟煤与烟煤配煤对水煤浆性能的影响

选取1种无烟煤和3种烟煤,进行单煤制浆和不同掺混比例下的配煤制浆实验,对煤的成浆性和稳定性进行分析。结果表明:相同条件下制浆,无烟煤的成浆性优于烟煤,而烟煤的稳定性优于无烟煤;无烟煤的加入可以提高烟煤的成浆性能,烟煤的加入可以提高无烟煤水煤浆的稳定性;无烟煤与烟煤混合制浆的成浆性呈现非线性关系。     

温和氧化对高硫无烟煤微观结构的影响

为分析高硫煤在不同氧化条件下的微观结构变化及保存条件,选取高硫无烟煤为研究对象,在未经脱灰处理的情况下对其进行了不同方式和程度的温和氧化处理。采用煤质分析方法宏观表征煤质变化,傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)表征其微观结构的变化。结果表明:样品的微观结构在温和氧化作用下发生了一定程度的变化,但实质性元素损失量很少。常规煤质分析对温和氧化作用变化的表征不敏感,仅有挥发分在氧化程度较深时发生微量改变;样品微观结构变化主要体现在羟基、羧基、酸酐等含氧官能团有所增多;醚键在氧化剂作用下,形成过氧化物;含硫杂原子官能团由噻吩类转化为砜类等。故高硫煤样可按一般煤样保存要求保存。     

无烟煤厌氧代谢产物对其纳米孔隙的影响

为研究厌氧代谢产物对煤纳米孔隙发育的影响,选用山西沁水盆地寺河矿无烟煤作为底物,以寺河矿煤层气井产出水中富集并驯化获得的原位真菌与产甲烷菌混合菌群为菌源,开展微生物厌氧降解煤产甲烷实验。通过额外添加2-溴乙烷磺酸钠(BES)抑制生物甲烷生成,促进煤生物厌氧降解代谢产物的积累;利用低温氮气吸附、有机溶剂萃取、气质联用(GC/MS)等方法,分析微生物降解作用下的煤孔隙结构和有机物组成变化规律。研究发现,微生物厌氧降解后,残煤总孔容与比表面积降低,孔隙分形维数D₁(<2 nm)和D₂(2～10 nm)增大。说明生物降解导致煤孔隙发育降低,孔隙表面粗糙程度和孔隙结构复杂程度增加。添加BES增强了微生物厌氧降解对煤孔隙的作用。同时,微生物厌氧降解后煤中可溶有机组成及含量发生显著变化,降解残煤中芳香族含氧衍生物和杂环有机物含量明显增加。添加BES促进更多新产生的可溶有机质滞留于煤中,尤其是芳香族含氧衍生物中的对甲酚。此外,煤中芳香族含氧衍生物含量与煤的总孔容和比表面积具有显著负相关性,而与煤孔隙分形维数D₁和D₂     

低温下温度对无烟煤瓦斯吸附能力的影响

井下直接测定煤层瓦斯含量时,常出现煤样温度过高、瓦斯放散量过多导致损失量的推算不准确,使煤层瓦斯含量的测值出现偏差。基于0℃以上的常温时煤对瓦斯的吸附能力随温度降低而增强的性质,提出冷冻取煤样方法,减少吸附瓦斯的损失量,使瓦斯含量的测值更准确。通过实验探究了低温下温度对煤的瓦斯吸附能力的影响,从理论上证明该方法可行。