无灰煤的热解行为及其在配煤中的添加效果

为清洁有效地利用褐煤参与配煤炼焦,改变温度和溶剂,采用高温萃取鄂尔多斯褐煤制备无灰煤,通过热重分析研究无灰煤的热解特性,随后将无灰煤与唐山1/3焦煤按质量比1∶9制备混煤,并炼制坩埚焦,测试混煤的吉氏流动度及焦炭的热性质,分析无灰煤的热解行为及添加无灰煤对炼焦煤热塑性及坩埚焦质量的影响。结果表明:无灰煤相较原料煤,煤中的中小型分子增多,挥发分增高,热解初始温度降低到250℃左右,解热区间增大,热失重增加。添加无灰煤后,混煤具有理想的塑性区间,坩埚焦热性质得到改善,特别是380℃下洗油萃取所得无灰煤,其塑性区间与唐山1/3焦煤有良好的重合,混合后混煤热塑性提高,最高流动度为2 602 ddpm,所得焦炭形貌平滑致密,大孔减少,反应后强度可达84%以上。     

无灰煤的制备及应用研究进展

鉴于无灰煤具有无灰、无水、热活性高、热塑性好、流动性强等特点,介绍了无灰煤在气化、液化、炼焦方面的应用及研究现状,并对溶剂萃取法制备无灰煤的生产工艺及其影响因素进行了分析。结果表明:煤的萃取率及所得无灰煤的性能与原煤性质密切相关,还与工艺条件有关;随着煤阶的降低,得到的无灰煤中轻组分含量增加;选择合适溶剂、提高萃取温度、热萃取前加酸预处理等方法均可提高煤的萃取率。     

稀缺炼焦中煤深度脱灰技术研究

研究了将氢氟酸脱灰工艺与中煤浮选相结合的方式,探索了氢氟酸在不同的反应条件下对中煤灰成分的脱除效果,寻找中煤脱灰的最佳反应条件,即双柳中煤粒径为3～0 mm、反应温度为60℃、液固比为6∶1、反应时间为1.5 h、氢氟酸浓度为20%时,稀缺炼焦中煤灰分能快速从40%下降到10%,以期实现稀缺炼焦中煤的提质回收利用。同时,通过对中煤和脱灰后的煤样进行对比分析后发现,用氢氟酸处理后的中煤,煤样中的各个灰成分等比例下降,证明氢氟酸与煤中的灰成分反应生成了可溶性物质,达到了炼焦中煤深度脱灰的效果。     

超临界甲醇对褐煤液化预处理的试验研究

利用高温高压装置研究了超临界甲醇对锡林浩特褐煤的处理过程,考察了温度、压力、催化剂及脱灰处理等因素对褐煤处理效果的影响,同时通过对萃取物和萃余残煤分别进行红外光谱表征和化学分析,探讨了处理过程中褐煤含氧官能团的脱除规律.结果表明,以NaOH为催化剂,反应压力9.0MPa,温度310℃,即达到甲醇的超临界状态时,煤的平均萃取率可达22.47％,此时停留时间为60min为宜,溶煤质量比约为5∶1;在温度300C、压力8.5 MPa以上,煤中的羧基和酚羟基基本脱除完全,而羰基的脱除率为10.74％;当温度达到330℃时,羰基的脱除率最高,为32.28％.     

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。     

复合有机溶剂协同萃取煤炭脱硫研究

将复合有机溶剂萃取法用于煤炭脱硫,研究了煤样粒度、复合溶剂的体积比、液固比、萃取温度、萃取时间等因素对煤脱硫效果的影响.结果表明,四氯乙烯和对甲酚复合溶剂萃取脱硫的优化工艺条件:煤样粒度为0.075 mm,四氯乙烯和对甲酚的体积比为1∶1,液固比为12∶1,萃取温度为120℃,萃取时间为100 min.在该优化工艺条件下,煤中全硫的脱除率为62.7%.四氯乙烯和对甲酚复合溶剂萃取脱硫能有效地脱除煤中的硫分,是一种温和有效的脱硫方法.     

褐煤煤泥浮选降灰试验研究

为探索内蒙古白音华煤田褐煤降灰的可能性,对该煤田褐煤干燥过程中产生的褐煤粉煤进行小浮沉试验和捕收剂条件试验,在此基础上进行浮选降灰试验。试验结果表明:该煤田褐煤煤泥具有分选降灰的可能性,当浮选精煤灰分为18%时,精煤产率为70%,精煤可燃体回收率为84.31%,此时该褐煤属于易浮煤;当浮选精煤灰分<15%时,精煤可燃体回收率为65.04%,此时该褐煤属于中等可浮煤。该试验说明褐煤煤泥可通过浮选降灰提质,为褐煤脱硫降灰提供一定的数据支持。     

褐煤对煤气化废水COD的吸附脱除特性

以褐煤作为吸附剂,研究了不同反应时间、反应温度、COD初始浓度、煤水比等条件下,褐煤对煤气化分离水COD的吸附脱除能力,并进行了吸附反应动力学和等温吸附热力学分析。研究结果表明:褐煤对COD的吸附更为符合准二级动力学模型,其吸附过程主要由液膜扩散步骤控制; Freundlich等温吸附方程更能准确地描述褐煤对COD的吸附反应机制,通过热力学分析可知,该吸附反应为物理吸附,且为自发、放热、熵减的反应;褐煤对高浓度废水COD的吸附脱除率可达90%,但此时煤用量较大(研究达到了400g/L),说明采用褐煤对未经生化处理的废水进行完全的COD脱除是不现实的,但可以较低的煤水比作为一种廉价的COD预脱除手段,降低后续生化处理的难度。     

铝灰制备聚合氯化铝的实验研究

以铝灰为原料,采用水洗-酸浸法制备聚氯化铝。研究结果表明:铝灰水洗后,在盐酸浓度14.8%、液固比4.5∶1、反应温度90 ℃、反应时间0.5 h、搅拌速率200 r/min、聚合温度50 ℃、聚合时间5 h的优化条件下,铝灰水洗渣铝浸出率达73.49%,液体聚合氯化铝产品盐基度46.73%,Al₂O₃含量9.58%,产品质量达到国家标准。     

硝酸溶液中甲酸还原浸取低品位软锰矿

以甲酸作为还原剂,在硝酸溶液中还原浸取低品位软锰矿。通过单因素试验和4因素4水平正交试验考察了甲酸用量、硝酸浓度、反应时间、反应温度和液固比对矿粉中锰的浸出率的影响。结果表明,甲酸用量确定时,各因素对锰浸出率的影响大小顺序为:液固比反应时间温度硝酸浓度。最佳工艺参数为甲酸3mL,液固比为8,反应时间2.5h,温度100℃,硝酸浓度0.35 mol/L,该条件下锰的浸出率为89.44%。     

白音华褐煤热萃取过程中热解气体的研究

以N-甲基吡咯烷酮为溶剂,利用气相色谱对白音华褐煤在热萃取过程中产生的热解气体进行了研究。考察了温度对煤热解气体的影响。结果表明:热解产生的气体中主要有CO、CO_2、O_2、H_2、CH_4等,提高热萃取温度可以明显加快煤分子的断键程度以及气体生成速率,气体产率和脱氧率显著升高。     

多级萃取煤孔隙特性及灰熔融温度变化规律研究

通过以实验分析等方式重点针对多级萃取后对煤孔隙特性以及煤灰熔融温度的实际影响进行分析。多级萃取对煤孔隙特性以及煤灰熔融温度均会产生一定的影响,即受到多级萃取的影响,在溶剂逐渐渗透的过程中煤中小分子相逐渐减少,使得煤孔隙特性随之发生相应变化,原本煤中的许多小微孔将会得到一定程度的扩大并最终转变成大孔。煤炭的吸附性能也将得到相应增强,而煤在经过多级萃取后,其煤灰熔融温度将会明显降低。建议在严格按照相关标准要求下对煤合理进行多级萃取,以期有效提高煤的利用率,从而达到提高煤利用能效的目的。     

晋城无烟煤灰熔融温度的助熔调控方法研究

研究晋城无烟煤用于液态排渣气化工艺时灰熔融温度的适应性及其助熔调控方法,可为其液态排渣气化技术的现场应用提供基础支撑。选取晋城10个矿区的无烟煤,探究煤灰化学组成及酸碱比等参数对晋城无烟煤灰熔融温度的影响,采用添加碱性助熔剂或掺配高碱性氧化物含量煤的方式研究晋城无烟煤的助熔调控方法。结果显示:晋城无烟煤灰熔融温度高的原因在于灰组分中酸性氧化物含量高(80%～90%)、碱性氧化物含量低(9%～18%)、酸碱比高(4.6～7.6);煤灰熔融流动温度均在1 500℃以上,需添加石灰石类的碱性助熔剂或掺配高钙煤以用于晋城无烟煤的液态排渣气化技术。添加石灰石和配煤的实验显示:在晋城无烟煤中添加2%～4%的石灰石或掺配40%的神木煤即可将流动温度降低至1 400℃以下,从而满足液态排渣气化技术对晋城无烟煤灰熔融温度的要求。     

褐煤反浮选试验工艺研究

以内蒙古宝日希勒的褐煤为研究对象,通过煤泥反浮选试验和正交试验等,分析研究了褐煤的表面特性和浮选特性,探索提高褐煤浮选效果的药剂种类、用量和工艺。试验结果表明:十二胺(DDA)对褐煤的反浮选效果优于十八胺(ODA)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB); 当捕收剂DDA用量为1 400 g/t时,反浮选效率最大为6.89 %,浮选尾煤最低灰分为11.23 %,此时浮选尾煤产率为84.46 %,浮选精煤与浮选尾煤灰分差的最大值为5.25 %; 在DDA用量一定的情况下,当糊精用量为1 600 g/t时,浮选精煤灰分为15.58 %,浮选尾煤灰分为10.77 %,该差值达到4.81 %; DDA用量、糊精用量、仲辛醇用量对浮选尾煤产率的影响均不显著; DDA用量对浮选尾煤灰分的影响很显著,而糊精和仲辛醇用量对浮选尾煤灰分的影响不显著。对褐煤而言,连续多次反浮选工艺可以得到低灰分(10.20 %)、高回收率(达到70 % 以上)的精煤。胺类捕收剂由于其物理吸附和络合物吸附作用,对褐煤中石英、硅酸盐、碳酸盐等矿物质具有较好的捕收作用。在矿浆中,糊精中的氢原子与褐煤表面存在的大量氧、氮等强电负性的原子相互作用,形成作用力较强的氢键,从而在煤粒表面形成亲水薄膜,使得煤粒变得亲水而被抑制。     

拜耳法赤泥中铝铁的盐酸浸出过程研究

分析了拜耳法赤泥的矿物组成,通过热力学计算讨论了赤泥与盐酸反应可行性。通过正交试验得出了盐酸浸出赤泥的最佳条件。结果表明:对铝、铁浸出率显著性影响顺序分别为盐酸浓度温度液固比反应时间,盐酸浓度液固比温度反应时间;最佳条件为:盐酸浓度6 mol/L,温度110℃,液固比6:1,反应时间90 min;在最佳条件下,铝铁浸出率分别为83%和84%。浸出反应符合未反应收缩核模型的化学反应控制过程,铝、铁的浸出活化能分别为45.17 KJ/mol,22.35 KJ/mol。     

配煤降低准格尔煤灰熔融性温度的试验研究

针对高灰熔融性温度的准格尔煤及其周边的低灰熔融性温度煤进行配煤试验研究,研究结果表明:配煤可降低准格尔煤的灰熔融性温度,但将其降至目标温度的配煤比例受原料煤的灰分波动影响较大;灰比是影响配煤灰熔融温度的本质,灰比与配煤的灰熔融性温度具有较好的对应关系;要降低准格尔煤的灰熔融性温度(FT)至1 450℃以下,配煤中低灰熔融性温度煤的灰比至少达66.13%,配煤灰成分中Al2O3含量低于23.5%;配煤的灰成分具有加和性,配煤的灰成分可按单种煤的灰成分、灰分和配煤比例计算得出。     

蛇纹石酸浸取处理的正交优化设计

利用正交试验法对蛇纹石酸浸取处理的影响因子进行了研究。通过对试验数据进行极差和方差分析表明:反应温度、反应时间、硫酸浓度和液固比等四个因子对蛇纹石中氧化镁浸出率的影响权重依次减小;其优化工艺条件为反应温度100℃,反应时间4h,硫酸浓度40%,液固比8。     

甲酸还原硫酸浸出低品位氧化锰矿

研究了甲酸作为还原剂在硫酸介质中还原浸出低品位氧化锰矿的工艺。采用单因素试验研究了甲酸用量、硫酸浓度、反应温度、反应时间及液固比对锰、铁、铝3种金属浸出率的影响。利用XRD和SEM对矿粉和矿渣的成分和表面形貌进行了分析和表征, 利用响应曲面法对还原浸出条件进行了优化。结果表明, 各因素影响浸出率的主次顺序为甲酸用量>硫酸浓度>反应温度>反应时间。当硫酸体积分数为15%, 液固比为6, 甲酸用量0.4 mL/g, 反应时间2 h, 反应温度90 ℃时, 锰浸出率最大, 为90.05%, 此时铁和铝浸出率为80.07%和31.55%。     

从电热法黄磷电尘中提取镓和磷的研究

研究了利用硫酸溶液从黄磷电尘浸出镓和磷的过程中反应温度、硫酸浓度、液固比、反应时间等因素对镓和磷浸出率的影响。实验结果表明,镓和磷的浸出率随反应温度、硫酸浓度、液固比、反应时间的增加而增加。镓浸出过程适宜的操作条件为反应温度80℃、硫酸浓度2mol/L、液固比8∶1、反应时间6h,电尘中的磷比镓容易浸出,在镓的提取过程中,磷可以得到有效回收。     

添加助熔剂降低大同石炭纪煤的高灰熔融性研究

以高灰熔融性大同石炭纪煤为研究对象,探究其对气流床气化炉的适应性。为使其满足气流床气化炉液态排渣技术要求,通过添加助熔剂降低大同煤灰熔融温度,并根据石灰石添加量以及灰中CaO含量对煤灰熔融性温度影响确定适宜的添加比例,测试添加适宜比例石灰石后煤样的黏温特性。试验结果表明:煤中灰成分对煤灰熔融性温度有很大影响,随着助熔剂CaO量的增加,煤灰熔融性温度不断降低,当助熔剂石灰石添加量为10%时最适宜;助熔剂CaO对煤灰黏温特性也有很大影响,当石灰石添加量为10%时,随着温度提高则煤灰的黏度不断降低,当炉内温度为1 540℃时黏度降低至25Pa·s,此时的煤灰具有很好的流动性,可满足气流床气化的技术要求。