煤溶胀动力学与热力学的研究

以煤溶胀机理、氢键等为基础,从热力学和动力学方面综述了煤溶胀的本质,讨论了溶剂性质、氧化、温度、煤粉粒度及热处理对溶胀动力学的影响。结果表明：溶胀过程中,表观活化能和速率常数不仅与溶剂分子的空间属性有关,还受溶剂分子形状的影响;混合溶剂的协同效应极大地提升了溶胀速率,增大了表观活化能;抽提煤的干燥条件不同及煤经过氧化后,溶胀机理均会发生明显改变。最后详细介绍了煤溶胀技术对煤分子结构的影响及在煤液化方面的应用。     

新疆伊犁煤溶胀行为的研究

本文研究了新疆伊犁煤在甲苯、甲醇、四氢呋喃（THF）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）和陆梁原油不同溶剂下的溶胀行为,考察了煤预处理温度、不同溶剂、煤／溶剂体积比、溶胀时间对煤溶胀度的影响。结果表明：经过110℃真空干燥预处理煤样的溶胀度大于经过50℃真空干燥预处理煤样的溶胀度;相同条件下,NMP的溶胀度最大;煤／溶剂体积比越大,煤的溶胀度越小;溶胀24h煤样的溶胀度同溶胀60h煤样的溶胀度变化不大。     

依兰煤溶胀特性的初步研究

针对依兰煤的溶胀特性进行了初步研究，考察了不同试剂、温度、时间、粒度和浓度等因素对依兰煤溶胀度的影响，并对溶胀煤进行了激光粒度分析和扫描电镜分析。     

溶胀作用在煤结构与热解研究中的应用

溶胀技术已在煤大分子结构的研究、煤热解机理探讨等方面发挥了积极的作用。就溶胀与溶剂的供电子数目、碱性、空间大小、煤阶、煤的氧化、煤／溶剂比例的关系以及溶胀对煤热解过程的影响内容进行了评述。     

胜利煤的溶胀行为及溶胀煤的特性分析

为了考察溶胀作用对液化油煤浆黏度变化的影响作用,参照煤直接液化工艺条件,在四氢萘(THN)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、液化起始溶剂(STA)和液化循环溶剂(REC)等不同有机溶剂中对胜利煤进行了溶胀行为研究。采用扫描电镜、孔隙比表面积分析仪、红外光谱仪等手段,研究了不同条件下胜利溶胀煤的表面性质变化。结果表明,胜利煤在极性溶剂N,N-二甲基甲酰胺中的溶胀度要大于在非极性溶剂四氢萘、起始溶剂和循环溶剂中的溶胀度;随着温度的升高,胜利煤的溶胀速率增大。溶胀后的胜利煤呈松散的云状结构,煤的形貌发生了一定程度变化;溶胀煤的孔径增大,比表面积减小。     

神府煤溶胀特性研究

研究了苯胺溶剂在不同时间、不同煤／溶比和不同温度等实验条件下对神府煤的溶胀,并用扩散理论对煤的溶胀过程进行了描述．结果表明,在溶胀时间为2h,煤／溶比为0．05,温度为80℃的溶胀条件下,神府煤在苯胺中的平衡溶胀度达到最大．溶胀动力学表明,煤的溶胀是受CaseⅡ扩散控制为主的过程．     

依兰煤在液化溶剂中的溶胀动力学研究

笔者以依兰煤为原料,研究了依兰煤在室温至2000℃范围内在液化起始溶剂和循环溶剂中的溶胀行为,并确定了依兰煤在试验条件下的溶胀动力学参数。试验结果表明：依兰煤在液化起始溶剂和循环溶剂中的溶胀度随溶胀温度的增加和溶胀时间的延长而增大;依兰煤在这2种溶剂中的溶胀都是受Case-Ⅰ扩散控制为主的过程,其溶胀活化能分别为4．18和4．22kJ·mol^-1。     

鑫源煤在有机溶剂中的溶胀特性研究

对不同溶胀时间、不同溶剂、矿物质、预处理和金属无机盐等实验条件下鑫源低阶烟煤的溶胀行为和溶胀动力学进行了研究.结果表明,随着时间的延长,溶胀率逐渐增大,48 h溶胀基本达到平衡,溶胀特征是典型的slow-climbing-type溶胀;煤在混合溶剂中的溶胀率大于单一溶剂中的溶胀率,在极性溶剂中的溶胀率大于非极性溶剂中的溶胀率;脱除矿质元素后,煤溶胀率增大;溶胀、酸洗和碱洗使煤溶胀率增大,烘干使煤溶胀率减小;溶胀动力学表明,该煤的溶胀行为符合一级反应动力学方程,在THN和吡啶溶剂中的表观活化能均小于20 kJ/mol,这与煤中范德华力的破坏相对应,溶胀机制是由Case-Ⅱ扩散控制的.     

几种煤的溶胀动力学研究

测定了不同溶胀时间下胜利煤、H煤和神华煤在九江循环溶剂中的的溶胀度,研究了这三种煤在常压下溶胀动力学行为,胜利煤、神华煤和H煤的平衡溶胀度(溶胀4 h)分别为1.068,1.054和1.162,胜利煤和神华煤约35 min达到溶胀平衡,H煤约20 min即达到溶胀平衡,开发了一种新的溶胀动力学模型--吸附溶胀动力学模型,按二级动力学方程对煤粒的溶胀行为进行描述,并利用文献查得的Suuberg法动力学方程分析可知,胜利煤、H煤和神华煤在九江溶剂中的扩散主要是Case-Ⅱ扩散,经比较可知,吸附溶胀法较Suuberg法能更好地描述煤的溶胀行为.     

煤溶胀前后溶解度参数变化研究

选择6种性质不同的溶剂作为溶胀剂,对烟煤进行了溶胀预处理。对溶胀前后煤样进行了形貌分析、红外分析及溶解度参数测定,并考察了直接加氢液化效果。结果表明,溶剂溶胀预处理未破坏煤大分子结构,而煤的微观形貌变得疏松。所选6种溶剂中,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与煤二者之间的溶解度参数差值最小,DMF对煤溶胀效果也最好,溶胀度达1.71。同时,6种溶胀煤中,经DMF溶胀煤样(C_(DMF))的溶解度参数值最低,直接液化性能最好。相比于原煤(C_R),C_(DMF)的溶解度参数降低了2.73%,气产率降低了89.71%,液产率和转化率分别提高了27.48%和5.35%。     

离子液体[BMIm]BF_4在神华煤溶胀预处理中的应用

采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIm]BF4)对中国神华煤进行直接液化前的溶胀处理,通过对溶胀度的测定及不同条件下溶胀煤样的直接液化实验,探讨了离子液体[BMIm]BF4在煤溶胀预处理方面的应用.结果表明,离子液体[BMIm]BF4溶胀预处理能破坏煤结构中的弱共价键,使煤的溶胀度获得了显著提高,进而改善了其液化性能,提高了煤的直接液化转化率和油气产率.在溶胀条件方面,随溶胀时间的增加,煤溶胀度和液化转化率提高;而温度对煤溶胀度和液化转化率的影响较复杂,存在一个合适的溶胀温度范围,在此温度之上,溶胀度和液化转化率随温度的升高而降低.而且使用过的[BMIm]BF4可以回收循环使用.     

低阶煤预处理技术的研究进展

简述了低阶煤的利用现状及热转换过程中存在的问题,总结了水热预处理、酸预处理、溶剂溶胀、热预处理、氧烷基化及加氢预处理等预处理技术对低阶煤的结构、热解反应性和焦油品质及收率的影响。提出了合适的预处理技术可以降低煤的液化条件,提高煤的热转换效率,改善焦油品质,实现低阶煤的清洁高效利用。     

Swelling effect on the microwave pyrolysis of waste car tires

Swelling can change the mechanical properties and structural characteristics of waste car tires (WCTs), so that the rubber molecular chain stretching, porousness becomes larger, which is conducive to improving the mass transfer effect and pyrolysis efficiency. Based on the modification characteristics of swelling, the swelling effects of different swelling agents, temperatures, tire types, and particle sizes were investigated. The results showed that coal tar can effectively swell WCTs, and the higher temperature and smaller particle size, contribute to better swelling. When the temperature is 40°C and the particle size is 1 × 1 cm, the equilibrium mass absorption rate of WCTs can reach up to 1.67 g/g, and the swelling effect is the best. In addition, combined with the unique microwave advantages, the swelling rate was further accelerated, WCTs reached swelling saturation 58.5 h earlier than in natural swelling. Moreover, the swelling effect on the three-phase product output of microwave pyrolysis of WCTs was investigated. After swelling treatment, we achieved the deeper pyrolysis degree of WCTs and the yield of pyrolysis oil was relatively increased by about 39.2%, while the yield of both gases and solids decreased.     

溶胀对新疆淖毛湖煤样结构组成及热解性能的影响

分别采用洗油(WO)、2-甲基萘(MN)和喹啉(QL)三种溶剂对淖毛湖煤样进行溶胀处理,研究溶胀作用对煤样物理和化学结构的影响. 结果表明,与原煤相比,溶胀煤样的挥发分含量和C元素含量不同程度降低,其中C含量降幅明显,约为8.63%,而H和O含量增加. 用WO, MN和QL溶胀的煤样的亚甲基碳含量分别降低6.37%, 5.74%和7.55%,而羧基碳和羰基碳含量分别增至10.60%, 11.40%和11.10%. 溶胀煤样的比表面积比原煤降低30%以上,平均孔径不同程度增加. 溶胀后煤样结构重排,表面能下降. 溶胀煤样的热解焦油产率和气产率均增加,H2和CO产率增幅明显. 溶胀抑制了交联反应,导致CO2产率降低.