热处理和添加煤焦油对褐煤可磨性与可浮性影响的研究

褐煤表面具有很强的亲水性,导致其在常规浮选条件下很难得到有效浮选。试验在对难浮褐煤进行热处理的基础上,采用在干法球磨褐煤过程中添加煤焦油的方法对其进行预处理,并分别研究了热处理和添加煤焦油对褐煤可磨性和可浮性的影响。HGI可磨性指数测试试验表明,在热处理条件下,褐煤的水分越少,HGI指数越低;添加的煤焦油越多,HGI指数下降幅度越大。褐煤预处理后的浮选试验表明,煤焦油用量越多,精煤灰分越低,可燃体回收率越高。FTIR光谱分析得出,热处理和添加煤焦油后褐煤的疏水性都得到增强。     

褐煤低温热解提质试验研究

针对蒙东地区褐煤水分含量高,发热量低,易风化自然,可磨性、成浆性差的问题,对其进行了管式炉低温热解提质试验研究。结果表明：试验优化的低温热解温度为480-520℃,此时半焦挥发分Vdaf为13.32%-16.43%,低位发热量为26.43-27.18 MJ/kg,半焦CO2反应活性大于98%,可磨性性指数大于60,成浆浓度大于60%;半焦着火点为326-342℃,氧化后着火点为305-327℃;原煤干基半焦产率为69.13%-70.46%,焦油产率为3.97%-4.60%。褐煤经过低温热解,发热量明显提高,着火点升高,反应性、可磨性及成浆性良好,并具有较高的电阻率。     

褐煤热重分析与恒温失重特性研究

热重分析法是研究褐煤脱水和热解机理的有效手段。通过热重分析仪研究了不同加温条件下褐煤的失重规律,得到了匀速加热和恒温状态下褐煤的失重曲线。结果表明:以10℃/min的加热速率对褐煤进行加热,褐煤的最大失重速率主要发生在100℃和500℃左右,分别对应褐煤的主要失水点和热解温度点,且褐煤的失水主要在30 min以内完成。在300~600℃,热解终温对褐煤的热解有着直接影响,同一温度下恒温有利于热解的继续进行,且随着温度的升高失重率越高。     

内蒙古胜利褐煤制备半焦及燃烧性能研究

为了探索内蒙古胜利褐煤半焦的燃烧性能,基于对褐煤煤质分析,在不同热解温度下制备半焦;分析不同的热解温度对半焦性质的影响,并通过热重分析研究其燃烧失重特征。试验结果表明:热解温度对半焦产率有很大影响,随着热解温度的升高,半焦产率下降;在燃烧温度为400~600℃时,半焦燃烧反应非常剧烈,随着燃烧温度的升高,半焦燃烧失重量减小。在试验温度范围内,热解温度为500℃时制备的半焦燃烧性能最好。     

基于TG-MS研究不同升温速率下褐煤热解气体产物析出特性及其动力学参数

为研究褐煤热解特性及动力学参数分布规律,采用热重质谱联用分析仪(TG-MS)对锡林郭勒褐煤进行不同升温速率下的热解实验,研究了不同升温速率下煤样的热失重规律、CO和H_2析出过程的变化规律,并对热解气体产物热值及未冷凝气体效率进行了计算。实验结果表明:煤样热解初始阶段,不同升温速率下水分析出速率相等,与热解升温速率关系不大。随着热解时间延长,煤样的质量逐渐降低。不同升温速率下热解煤样最终残留质量相差不大,平均剩余为6.51mg。热解转化率较小时,活化能E值较大,指前因子A较高。随着热解转化率的逐渐增大,反应活化能呈现降低趋势,这表明随着热解温度的升高,煤中分子吸收能量后克服反应势垒差值降低,热解反应速率增大。CO和H_2释放过程可大致分为三个阶段,且析出峰温随着升温速率增大向高温段移动。热解气体产物热值和未冷凝气体效率呈波浪状变化趋势。     

不同粒径煤粉煤质变化及燃烧特性研究

采用哈氏可磨测试仪对阳泉无烟煤、印尼褐煤进行研磨,测出其哈氏可磨性指数HGI,同时用马尔文激光细度仪对可磨仪研磨后的煤样进行细度测量。利用振筛机对研磨后的煤样进行筛分,区分出4种不同粒径的煤粉,然后用工业分析仪测出其工业分析成分,研究其工业分析成分之间的区别;采用热重分析仪进行燃烧试验,研究粒径及工业分析成分变化对燃烧特性的影响。结果表明：研磨后煤粉中的不同粒径煤粉在研磨过程中产生工业分析成分的偏离,影响煤粉的热解、着火、燃烧等特性;研磨后煤粉中的细粉相对粗粉增大了比表面积并改变了孔隙结构,对煤粉的着火、燃烧稳定性、燃烬性等都有积极的影响;由于两种煤种煤质的不同,导致其燃烧机理及燃烧特性的不同。     

纤维素与褐煤共热解协同规律

生物质是一种清洁的可再生有机燃料,生物质能的开发和利用可有效解决环境污染和能源问题。目前生物质与低阶煤的共热解研究受到国内外学者的广泛关注,为解析生物质组分与褐煤共热解过程的协同作用规律,以生物质主要组成纤维素和蒙东褐煤为研究对象,以热重红外联用仪(TG-FTIR)为实验手段,进行纤维素和褐煤的单独热解和不同掺混比例下混合样品的热解动力学特性(加热速率为10、25和50℃/min)及气体析出规律研究。结果表明：纤维素组分可提高纤维素-褐煤混合物的热解活性,使混合物共热解过程中热解失重峰速率高于理论热解失重峰速率;同时,分布活化能模型(DAEM)可较好的应用于纤维素-褐煤混合物活化能的计算,且纤维素的加入可降低共热解过程中纤维素-褐煤混合物的反应能垒,使混合物在不同质量转化率下的表观活化能低于理论活化能。此外,共热解过程中小分子气体(CH₄、CO₂和CO)的析出峰值温度(400～420℃)与纤维素的气体析出温度相一致,且气体析出量高于理论值。随着混合物中纤维素比例的增加,气体实际析出量与理论计算量之间的差值呈现出先增加后降低的变化趋势,且当纤维...     

低变质煤的密度与粒度对可磨性和能耗的影响

采用哈氏可磨性指数测定仪和激光粒度仪分别对某电厂4种不同粒度和4种不同密度低变质煤样的可磨性指数（HGI）和研磨后的粒度分布进行了测定,并用功耗模块测试了不同煤样研磨过程中的能耗,分析了煤样粒度与密度特征对其研磨特性的影响规律。结果表明,粒度级别相同时,密度对HGI值、研磨功耗和磨后产品的粒度分布均有很大的影响。密度级别相同时,1.25～0.63 mm级别物料的HGI值最大。物料的研磨功耗随着粒度的增大而增大,但研磨后产品粒度分布与原煤粒度相关性较小。     

小龙潭褐煤的热解特性研究

采用热重分析法,详细探究了小龙潭褐煤在不同条件下的热解特性,考察了热解温度、热解气氛和升温速率对褐煤热解过程的影响。实验结果表明:随热解温度的升高,热解产生的气体和焦油等挥发性组分产量不断增加,相应的半焦收率不断减小;当热解温度低于700℃时,褐煤在N_2和CO_2气氛下的热解特征一致,高于700℃时CO_2气氛下的失重速率明显加剧,焦收率明显偏低,主要由于碳与CO_2发生了气化反应;相比热解温度和热解气氛,升温速率对褐煤热解特征的影响较为有限。     

煤的可磨性指数测定精确度分析

在可磨性指数(HGI)测定回路中嵌入能耗测定模块,并对磨后细粒产品进行激光粒度分析.结果表明,研磨能耗与HGI不呈严格的线性相关关系;磨后产品的粒度分布与比表面积增加规律超出了可磨性指数测定依据面积假说所能解释的范畴.这导致煤的可磨性指数测定结果存在一定偏差.     

褐煤的热处理及其提质煤在CO2气氛中的热解气化行为

为了考察预处理对褐煤后续热转化行为的影响,以内蒙古胜利褐煤为研究对象,分别在不同气氛和温度下对其进行热处理,并使用热重分析仪对预处理提质煤样进行CO2气氛下的热解气化研究。研究结果表明,在Ar,CO2气氛下热处理的褐煤表面的各类含氧官能团含量随其受热温度的升高逐渐减少,部分脂肪侧链断裂脱落,芳香氢有所增加;在空气气氛下热处理后,煤表面发生氧化,随着温度的升高,羟基减少,羧基、羰基以及醚键都逐渐增加,脂肪氢有所减少。在Ar,CO2气氛下预处理褐煤的热解、气化行为相差不大,而空气预处理后的褐煤有着较大的气化速率,最大气化速率温度也相应提前;预处理温度升高,会导致褐煤热解的起始温度推迟、热解速率减慢,以及在气化阶段最大失重率的略微增加。     

褐煤热爆特性及影响因素试验研究

为提高我国褐煤的利用效率,选取呼伦贝尔、元宝山、乌兰察布、兴安盟、宝清褐煤为研究对象,以粒度变化率作为衡量热爆性的指标,考察了煤质、初始平均粒径、受热温度、水分对褐煤热爆性的影响,并研究了热爆后碎片的结构特性。试验结果表明:褐煤的变质程度不同,热爆性有较大差别;初始平均粒径越大,受热温度越高,褐煤的热爆性越强;水分是影响褐煤热爆的重要因素,150℃下干燥1 h后样品的热爆性与原煤相比可降低50%以上;褐煤在热爆过程中产生了大量新孔,褐煤的水分和挥发分越高,热爆后碎片的孔隙结构越发达。     

热解条件对气化水焦浆用半焦性质的影响

选用双鸭山东荣长焰煤为样品,利用马弗炉进行了中低温热解试验,考察了热解温度、升温速度和保温时间等对半焦的产率、组成和发热量的影响,并以水焦浆气化对原料的要求为导向,研究热解温度对半焦气化反应活性和可磨性的影响.研究结果表明在热解工艺条件中,热解温度对半焦的产率、组成和发热量的影响最大,随着热解温度的提高,热解半焦产率和气化反应活性均降低,半焦灰分升高.热解温度在400～700℃下所制半焦的内在水分、发热量和可磨性均满足水焦浆气化的基本要求,且当热解温度在400～450℃时,所得半焦的哈氏可磨度更高,预测的成浆性也更好,综合分析可确定,热解温度控制在400～450℃之间制备的长焰煤半焦适用于水焦浆气化.     

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。     

褐煤动力配煤研究与分析

将褐煤掺配入烟煤中,研究了其主要煤质指标变化规律,分析了预测配煤煤质的影响因素.研究结果表明,在进行褐煤动力配煤时,由于水分因易受环境影响而不具有加和性,所以对预测配煤性质(水分、可磨性等)的影响尤其明显,但灰分、挥发分、全硫和高位发热量在干燥基基准下表现出了较好的线性加和性.通过热重分析,研究了动力配煤燃烧性能变化规律.试验结果表明,中等挥发分的烟煤掺配入一定量的高挥发分褐煤,能明显降低着火温度和燃尽温度.     

褐煤煤层自燃火灾发展进程中孔隙结构演化特征

为深入研究煤层自燃火灾发展进程中热解干馏区煤孔隙结构的演化对自燃火灾发展和蔓延的影响,以褐煤为研究对象,应用压汞法分别对300～600 ℃常规热解和600 ℃高温蒸气热解条件下热解固体产物的孔隙结构参数进行了测定和分析,计算不同热解温度下的孔隙分形维数,比较了两种不同的热解方式下固体产物的孔隙特性。研究结果表明：① 常规热解过程中,褐煤的总孔隙体积和孔隙率的变化严格受热解温度的控制,而且孔隙结构始终是向着有利于改善煤体渗透性能的方向发展的,进而促进自燃火灾的发展;② 常规热解条件下,随着热解温度的升高,褐煤孔隙比表面积明显下降,对热解气体的吸附性能降低,使这些气体更容易沿着孔裂隙通道离开热解干馏区而到达自燃火源位置;③ 对于水分含量比较高的褐煤,煤体温度的升高使煤中水分蒸发而形成高温蒸气热解的条件,与常规热解相比,煤体孔隙率更大,渗透性能更强;④ 经过高温蒸气热解后,褐煤孔隙拓扑结构较常规热解变得更加均匀化,孔隙表面也更加光滑,更有利于热解气体的流动。     

铝土矿生料浆烘干与烧结特性的试验研究

在试验室条件下,参照国外研究成果,结合我国碱石灰烧结法氧化铝生产实际,从生料浆黏度变化规律、生料浆烘干过程及生料浆烧结特性等方面进行了试验.研究试验结果表明:真钙比的变化对同一水分下生料浆黏度的影响不明显,当生料将水分＜38％时,生料浆水分和生料浆温度升高对生料浆黏度值影响较大;气态悬浮干燥器中料浆烘干温度应不低于60...     

石油焦改善微波热解褐煤复吸特性的试验研究

在1800W微波功率条件下,研究了不同石油焦添加量对微波提质褐煤界面特性的影响,利用X射线光电子能谱(XPS)研究了提质褐煤表面含氧官能团的变化,利用低温氮吸附法(LT-N_2GA)表征了提质褐煤孔隙结构的变化规律,并在不同相对湿度环境下进行复吸试验,探索了石油焦添加量对提质褐煤复吸特性的影响。试验表明:合理的石油焦添加量促进了褐煤微波热解,改善了褐煤界面特性,降低了提质褐煤对水分的重吸收水平;石油焦添加量为10wt.%时褐煤的复吸水平最佳,在97.89%的较高相对湿度环境下,水分含量只有原煤的一半左右,效果非常显著。     

褐煤比热容及热扩散系数随温度衍化规律实验研究

为研究低变质程度煤褐煤原位流体化开采过程中的热力学问题，应用差示扫描量热法、闪光法，系统研究了褐煤比热容、热扩散系数随温度衍化特征规律。结果表明，褐煤比热容、热扩散系数均随温度升高而表现出先增大后减小的变化趋势，且存在明显的阈值温度。原煤最大比热容为9994J/(g·K)，阈值温度约为400K|烘干煤样最大比热容为0885J/(g·K)，阈值温度约为473K。结合褐煤热失重特征分析，褐煤失重变化与比热容衍化之间存在必然的因果关系。褐煤热扩散系数受煤中构成相的影响，并表现出明显的各向异性特征|原煤垂直层理方向最大热扩散系数为0167mm/s，平行层理方向最大热扩散系数为0209mm/s，阈值温度均约为423K。温度效应下，褐煤组分与含量变化是导致热力学参数复杂变化的内因|水分相变、热分解反应机制决定热力学参数随温度衍化特征规律。     

东胜褐煤与Yallourn褐煤热解过程中微波吸收特性

利用微波网络分析仪测量S11和ψ S11参数,结合人工神经网络模型的计算方法,获取了2 450 MHz微波频率下,内蒙东胜褐煤与澳大利亚Yallourn褐煤在室温至800 ℃热解过程中的相对介电系数,并用其来表征2种褐煤热解过程中的微波吸收特性。结合热失重实验数据分析发现：热解开始温度之前,DS与YL褐煤的吸波特性参数ε′,ε″及tan δ数值接近,均处于较低水平,且随温度的上升仅有极小幅度增长。热解开始温度至热解结束温度阶段,2种褐煤的吸波特性参数ε′,ε″及tan δ数值随温度的升高均迅速上升,并在热解结束温度附近时达到峰值;DS褐煤的相关数值增长速率和幅度均比YL褐煤大。热解结束温度之后,各项吸波特性参数出现小幅度下降。实验表明,2 450 MHz微波频率下东胜褐煤比Yallourn褐煤具有更好的吸波能力,高温热解后,褐煤的微波吸收能力得到有效增强。