加压预处理对褐煤成浆性的影响研究

针对褐煤难以制备高浓度水煤浆的问题，通过加压预处理改善褐煤的孔隙结构，降低其水分含量，提高褐煤的成浆浓度。研究了单纯的压力作用对孔隙结构、脱水量及成浆性的影响，探讨了加压作用对提高褐煤成浆性的作用机理。研究结果表明，加压预处理能够降低褐煤水分含量、比表面积和孔容，对高含水量的褐煤〖DK〗(水分含量30%左右〖DK〗)，可采用加压的方法脱除部分水分，压闭部分孔隙，当线压力增大至130～150kN/cm时，水分脱除量增加明显，约达到14%。随着压力的增大，褐煤的成浆性提高，当压力为150kN/cm时，最大成浆浓度达到53.1%，相比原煤提高了5.1%。     

印度尼西亚褐煤成浆特性研究

为提高印度尼西亚褐煤的成浆浓度,采用分级研磨工艺,通过优选分散剂、三峰级配方法进行试验研究。研究结果表明:印度尼西亚褐煤属于很难成浆的煤种,粗煤粉单独制浆的最大成浆浓度为42.88%;优选脂肪族分散剂并将粗、细、超细煤粉按照85∶15∶10的比例进行三峰级配后,最高成浆浓度可提升至46.32%,有效地改善了印度尼西亚褐煤的成浆性,浆体的流动性和稳定性良好。     

维多利亚褐煤的机械热压脱水过程研究

研究了维多利亚褐煤在机械热压系统中,150℃,3~24MPa梯级压力作用下的脱水过程。结果表明,此条件下,最终得到干基水分0.31g/g干煤的样品,脱水率达到66.3%。热压过程分为主固结和次固结阶段,主固结阶段主要是褐煤颗粒间隙和孔隙中水分脱除,脱水速度快,是造成脱水的主要环节;次固结过程,褐煤骨架蠕变变形造成体积减少,脱水速率不断降低。随压力梯级增加,煤中大孔和中孔逐渐坍塌,脱水难度不断增大,主固结环节和次固结环节的脱水速率均逐步降低,但是直到24MPa,水分仍在降低,未达到150℃脱水终点。     

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。     

基于微波提质技术褐煤成浆性的试验研究

为了提高褐煤成浆浓度,考虑微波输出功率和微波辐照时间2个因素对褐煤成浆性的影响,选取3个不同输出功率以及3个不同微波辐照时间处理蒙东褐煤,微波辐照后的煤样及原煤分别制备水煤浆。通过静态氮吸附仪对不同功率微波辐照及原煤煤样孔径结构进行分析,采用化学滴定法测定含氧官能团的数量,探究微波辐照提高褐煤成浆性的机理。结果表明:随着微波辐照功率的增加和时间的延长,褐煤水分迅速下降,含氧官能团数量减少,褐煤孔隙结构也得到改善。褐煤最大成浆浓度由50.16%提高到53.44%,水煤浆的流动性得到明显改善。     

半焦配煤制备气化水煤浆试验研究

为提高褐煤的成浆浓度,采用分级研磨工艺进行半焦与褐煤的配煤制浆试验。通过单独制浆、添加剂的选择、配煤实验的结果表明,内蒙古锡林郭勒半焦和褐煤在分级研磨、粗细粉质量比为80∶20的制浆条件下,褐煤样品最高成浆浓度为46.22%,半焦样品最高成浆浓度为57.32%。通过褐煤与半焦以2∶8混配后,辅以萘系添加剂,配煤制浆的最高成浆浓度为55.30%,有效地改善了褐煤的成浆性能,流动性和稳定性均明显变好。     

煤气化分离废水制备褐煤水煤浆的试验研究

采用不同浓度的煤气化分离废水对褐煤进行制浆,研究废水浓度对褐煤水煤浆成浆性的影响,结果表明:煤气化分离废水浓度对褐煤的成浆性具有一定的影响,褐煤水煤浆的定黏浓度随废水浓度的升高而逐渐增加,气化废水有利于提高褐煤的成浆性。     

干燥脱水对褐煤理化结构和加氢转化性能的影响

通过低温干燥法脱除一种褐煤中的水分,并采用低场核磁共振、傅里叶变换红外光谱、物理吸附和扫描电镜等方法对脱水过程中褐煤中水分的赋存状态、褐煤的化学组成、表面孔结构及微观形貌等特征进行了表征,结合脱水前后褐煤在煤/油加氢共炼过程中转化率的变化情况,深入了解褐煤中水分对褐煤理化结构和加氢转化性能的影响。研究结果表明,褐煤中水分的脱除分为2个阶段,第1个阶段为准稳态干燥阶段,水分基本脱除,且脱除速度较快;第2个阶段为降速干燥阶段,水分的脱除量较小。该褐煤中的水分存在不冻水、吸附水、颗粒间水和自由水4种赋存状态,其中吸附水与不冻水占绝大比例,在准稳态干燥阶段较易脱除,剩余水分更多地存在于褐煤的微孔中,且自由度不断降低。通过低温干燥,褐煤中水分质量分数降低,C/H原子增加,煤的高位发热量增加程度较大,表明脱水过程对褐煤具有明显的提质效果。脱水后褐煤的固定碳与挥发分质量比、表面官能团种类基本不变,表明脱水过程对褐煤分子结构影响较小。然而,随着脱水程度的提高,褐煤更易破碎,平均孔径逐渐减小,BET比表面积和孔容逐渐增加,均在低温干燥两个阶段的分界处达到极值。此外,水分的脱除可明显提高褐煤在煤/油加氢共炼反应中的转化率和油收率,与未脱水时的褐煤(水分质量分数为15.65%)相比,水分质量分数降低至0.52%时褐煤的转化率提高了12.82%,油收率提高了11.79%,在此过程中,吸附水与不冻水为主要脱除组分,颗粒间水和自由水质量分数以及褐煤分子结构基本不变,说明褐煤中的吸附水与不冻水是影响褐煤加氢转化的重要组分。     

微波场中褐煤水分脱除规律及影响因素分析

为高效便捷地脱除褐煤中的水分,以提高褐煤品质,运用微波干燥实验设备,对锡林郭勒褐煤进行微波干燥脱水及影响因素试验,分析了微波场中褐煤水分脱除规律,探索了煤颗粒粒度、微波辐射功率和初始含水率对微波干燥脱水的影响。结果表明,褐煤微波干燥存在预热、压力升高、恒速干燥和降速干燥4个阶段。预热阶段褐煤温度迅速上升,含水率基本不变。压力升高阶段内部蒸汽压力迅速升高,形成较高的总压力差,促使渗透流出现,脱水率显著增大。恒速干燥阶段蒸汽压力和脱水率保持不变。降速干燥阶段,脱水率下降,温度升高。粒度在0.6~3.0 mm时,干燥速率最快,最大为11%/min。辐射功率小于600 W时,功率越大,干燥速率越快,温升越快。初始含水率越高干燥速率越快,温升越慢。     

微波辐照对褐煤表面含氧官能团及孔隙结构的影响

在微波场下对蒙东褐煤进行了6种不同功率及不同干燥时间的提质试验,采用化学滴定的方法测定不同的微波处理条件下褐煤表面含氧官能团的含量;采用低温氮吸附仪分析了褐煤的孔隙结构特征。通过研究发现:微波辐照初期褐煤表面水分和部分内在水分脱除,造成褐煤孔隙结构破坏,大孔收缩或坍塌,使得褐煤比表面积迅速降低,孔容积和平均孔径减小;微波辐照中期,主要是褐煤表面含氧官能团大量分解成CO_2和H_2O等气体,从褐煤内部孔道中穿过,使得比表面积和孔体积有所升高;微波辐照后期,脱水停止,含氧官能团分解产生的气体逸出以后,褐煤内部产生的胶凝物质冷却回流封堵褐煤孔隙,褐煤比表面积和总孔体积又呈现下降的趋势。认为:微波处理功率600~800W、处理时间4~8min可提高提质后褐煤稳定性。     

褐煤的脱水提质研究

对内蒙额吉褐煤,采用热压脱水方法,考察了温度、压力、保压时间对褐煤脱水提质的影响,以及工艺过程对硫分的脱除效果,实验结果表明:在160℃、7MPa和保压时间30s的条件下,褐煤水分可降至12.5%以下,水分脱除率达60%以上;在实验条件下,全硫脱除率达45%以上。     

石蜡对内蒙古褐煤表面疏水改性及成浆性研究

针对内蒙古霍林河褐煤制备水煤浆浓度低、贮存稳定性差等问题,在利用微波法脱除原煤内水的基础上,利用石蜡和阳离子石蜡乳液对煤粒进行包覆改性,结果发现改性后的煤粒表面的孔隙度和疏水性都有显著改善,当石蜡用量为2%时,其封孔效果较佳,表面疏水性显著提高,煤与水表面接触角从22.62°提高到122.12°,最高成浆浓度从55%提高到60.5%,且其稳定性也最好。     

浓度对大直径管道内料浆输送特性的影响

以大直径管道输送超细全尾砂胶结充填料浆技术为研究对象,构建大直径输送管道三维模型,基于三维单精度解算器Fluent-3D中Reliable k-epsilon模型,研究大直径管道内浓度对超细全尾砂胶结充填料浆输送特性的影响。结果表明,在充填倍线为3的条件下,灰砂比为1〖DK(〗∶〖DK)〗6的超细全尾砂胶结充填料浆在200 mm直径管道中输送时,在弯管下部内侧管壁位置出现空蚀区,随着浓度的增大,空蚀区范围先增大,后趋于稳定;随料浆浓度的增大,浓度小于64%时,管内料浆平均流速线性增长,料浆浓度大于64%时,管内料浆平均流速先增大后减小;随着料浆浓度的增大,浓度小于68%时,料浆在管内流动的压力损失以较大速率增长,浓度大于68%时,料浆流动的压力损失增长缓慢。研究认为,66%浓度为200 mm直径管道输送超细全尾砂胶结充填料浆的最佳输送浓度。     

水分对褐煤微观特性的影响研究

为了研究水分对褐煤微观特性的影响,采用低温真空干燥的方式对褐煤进行处理得到水分含量不同的褐煤,并对实验的3种煤样进行比表面积及孔径分析、自燃倾向性分析、原位红外光谱分析,结果表明:随着煤样水分的增大,煤样的最可几孔径逐渐增大,煤样的孔体积、比表面积和微分孔体积等表征煤样孔隙特征的参数与最可几孔径均有密不可分的联系;随着煤样水分的增大,煤样的物理吸氧量逐渐减小,减缓程度逐渐降低,煤样自燃倾向性加强,由Ⅱ类转向Ⅰ类;煤样中羟基、羧基及醚键会随着水分含量的降低而逐渐降低。     

选煤厂煤泥压滤脱水研究

煤炭浮选过程中,滤饼水分严重影响了煤泥质量。为了降低滤饼水分含量,分析了加压过滤机入料的粒度组成,研究了不同压滤压力、压滤时间、入料浓度对煤泥水脱水效果的影响,并进行了压滤动力学分析。试验结果表明,加压过滤机入料中-0.074 mm粒级含量为70.42%,不利于煤泥水的脱水;煤泥水脱水速率随压滤压力增大而增大;在压滤压力为0.3 MPa、压滤时间为120 s、入料浓度为400 g/L的最佳条件下,滤饼水分可降至22.60%。此试验结果为选煤厂煤泥水压滤脱水工艺优化提供了数据支撑。     

神华煤直接液化残渣成浆性能研究

以神华煤直接液化残渣为原料,采用干法制浆的方式制得水煤浆。研究了神华煤直接液化残渣的成浆性能,分析了添加剂种类及添加剂添加量对成浆性能的影响,得出选用3#木质素改性添加剂、加入量为0.3%时,制得水煤浆指标性能好,成浆浓度可达到71%以上。液化残渣中内在水分含量特别低是其成浆浓度高的主要原因。     

热解改性与煤/焦混配对神木煤成浆性的影响

为了提高神木弱黏性长焰煤(SM)的成浆性能,在气体热载移动床反应器中对其进行热解,制备了不同热解温度下的半焦,并分别对SM、半焦和二者的等质量比配合样进行水煤浆的成浆特性考察。结果表明:热解可以使SM的定黏浓度从65.2%提高到69.6%,而屈服应力τy和稠度系数K变化不大,说明热解改性是提高SM成浆性的有效方法;SM和半焦的孔结构分析、傅里叶红外光谱及酸性基团分析表明,半焦煤阶的提高、含氧官能团的减少和孔隙结构更加丰富是半焦成浆性提高的主要原因;配合样浆体的定黏浓度介于SM和半焦之间,并且其流变特性和稳定性优于SM浆体,说明半焦的成浆性能对配合样的成浆性起决定作用。试验结果表明,半焦与原煤混配是提高原煤成浆性的简易且经济的方法。     

工艺参数对粉末烧结多孔铝孔隙特性的影响

采用粉末烧结法制备多孔铝,借助SEM及定量金相法研究了铝粉粒径、压制压力和添加剂含量等工艺参数对多孔铝的密度和孔隙率的影响规律.结果表明随铝粉粒径、压制压力的减小或添加剂含量的增加,孔隙率增大,密度减小;孔隙多呈不规则的孔洞形貌,平均孔径为30～70 μm;在铝粉粒径105～150 μm、压制压力10～15 kN、聚乙二醇含量为5%～10%及FB含量20%～25%的条件下,可烧结出孔隙分布均匀、孔径较均一且孔隙率较高的多孔铝.     

预处理对鲁霍褐煤的成浆及气化特性的影响

针对褐煤原煤成浆特性较差,难以直接应用于水煤浆气化的问题,通过对水洗或酸洗后的鲁霍褐煤煤样进行热处理以达到改善其成浆特性的目的,并利用BET、工业分析、元素分析对预处理前后的褐煤性质进行表征。用预处理后的褐煤湿磨制浆,考查其成浆性,结果表明：预处理使得煤样的孔隙结构遭到破坏,比表面积减小,平均孔径增大,其成浆浓度和流动性均得以改善,酸洗后进行热处理的鲁霍褐煤成浆浓度可达到60%。用TherMax500热重分析仪对预处理后的鲁霍褐煤进行常压气化热重分析,研究了不同预处理方法对气化的影响,结果表明：水洗后热处理对煤样的气化反应活性影响不大,而酸洗后热处理会大大降低煤样的气化反应活性。     

新疆五彩湾煤制备气化水煤浆的中试试验研究

为提高低阶煤的成浆浓度,以新疆五彩湾煤为原料,采用传统制浆工艺和间断级配制浆工艺进行成浆性试验,并在此基础上开展了中试制浆试验。试验结果表明：传统制浆工艺下,该煤种的最高成浆浓度为51.05%|采用间断级配制浆工艺,在粗细颗粒质量比为6∶4的条件下,该煤种的最高成浆浓度可达57.08%,较传统制浆工艺提高了6个百分点|采用中试制浆工艺,该煤种的最高成浆浓度为56.19%,较传统制浆工艺提高了5个百分点,略低于实验室的间断级配制浆工艺。中试制浆试验有效的验证了实验室的小试结果,且中试设备能够长时间稳定运行。