神木低变质粉煤加入量对型煤型焦性能的影响

以神木低变质粉煤、肥煤与4#主焦煤为原料,配入10%玉米秸秆粘结剂,通过改变神木煤加入量制备出系列型煤型焦.探讨了神木煤加入量对型煤型焦性能的影响.结果表明,神木煤加入量为45%时,型煤型焦性能最佳,型焦工业分析为Mad=0.22%,Ad=12.99%,Vdaf=1.43%,抗压强度与跌落强度分别为3902.6 N/个、99.45%,M25与M10为75.47%、24.53%,符合工业应用标准.随着神木煤配比增加,型煤型焦强度均呈下降趋势.因为神木煤粒度小,空隙率小,比表面积大,进入空隙的粘结剂少,高温热解中不能被胶质体完全包围、粘连,熔融不充分.     

改性葵花籽皮和型煤的SEM与热重分析

用3.5%NaOH溶液对葵花籽皮进行改性得到生物质粘结剂改性葵花籽皮,然后将其与神木低变质粉煤混捏冷压成型制备型煤;并对改性葵花籽皮和型煤进行SEM及热重分析,研究其微观形貌与热解性能。结果表明:NaOH将葵花籽皮中大部分半纤维素及少部分木质素、纤维素溶解,使得条带状纤维素充分暴露并变得分散,在型煤中起到拉伸、粘结作用。改性葵花籽皮和型煤的热解过程均经历了三个阶段,主要失重均发生在第二阶段,分别为68.64%、17.20%;DTG曲线分别在321℃和482℃出现最大失重尖峰,失重速率分别为0.910%·℃~(-1)、0.098%·℃~(-1);DSC曲线均出现放热凸峰。改性葵花籽皮的最大失重温度较型煤低,传热速率快,燃烧性能好,适于作为粘结剂制备型煤,促进型煤的燃烧利用。     

生物质型煤热解过程中硫元素迁移特性

以神木市石窑店煤矿的煤为原料,不同浓度Na OH改性葵花籽皮与花生壳为生物质黏结剂,两者混捏冷压成型制备生物质型煤,而后高温干馏制备型焦。参照国标GB/T214-2007《煤中全硫的测定方法》测定型煤型焦中全硫含量,研究了生物质型煤热解过程中硫元素的迁移特性。结果表明:生物质型煤型焦的全硫含量约0.3%左右,且型煤全硫含量均高于型焦,由于硫铁矿硫无机硫与部分有机硫的气、液相迁移造成,型焦中主要残留硫酸盐无机硫与性质稳定的噻吩有机硫。神木粉煤粒度在0.425～0.074mm范围内,型煤与型焦硫含量呈现小高峰。2.0%Na OH改性生物质型煤型焦全硫含量较1.5%、2.5%Na OH改性生物质型煤型焦全硫含量稍高。     

改性花生壳型煤的性能研究

以不同粒度的神木粉煤为原料,1.5%和2.5%NaOH改性花生壳为粘结剂,通过干法冷压成型制备型煤,测定型煤的抗压强度及落下强度,并采用红外光谱和扫描电镜对2.5%NaOH改性花生壳型煤进行表征。结果表明:2.5%NaOH改性花生壳型煤的性能较1.5%NaOH改性花生壳型煤更优越;神木粉煤粒度为3～1.5 mm时,2.5%NaOH改性花生壳型煤的性能最佳,其抗压强度和落下强度分别为2 958.05 N/个和70.29%;粉煤粒度为3～1.5 mm时与粘结剂粒径搭配最佳,表面分形维数相当,粘结剂与粉煤较充分混匀,结合最为紧密。     

改性葵花籽皮基型煤型焦特性研究

以神木煤为原料,配入少量肥煤、4#主焦煤和改性葵花籽皮胶粘剂,通过冷压成型制备型煤,而后高温干馏制得型焦。通过FTIR、BET及热重分析手段研究了型煤型焦官能团结构特征、热解特性以及孔隙结构。结果表明:型煤的热解主要包括三个阶段,第二阶段经历了最大失重过程,失重率高达20.84%,DTG曲线在491℃呈现最大失重峰,失重速率为0.1336%/℃,DSC曲线显现巨大放热凸峰。高温干馏时,型煤中大量挥发分的逸出导致型焦孔隙发达,其平均孔径(36.30nm)较型煤(25.30nm)大,比表面积和孔体积较型煤小。型焦的红外吸收峰强度较型煤弱。     

改性花生壳基型焦性状研究

采用六组不同粒级的神木粉煤为原料,质量分数1. 5%和2. 5%NaOH改性花生壳为粘结剂,通过干法冷压成型制备型煤,而后高温干馏制备改性花生壳基型焦。利用红外光谱仪表征其官能团结构,测定改性花生壳基型焦的抗压强度、跌落强度和机械强度等宏观性质。结果表明,神木煤粒度(3～1. 5) mm,质量分数2. 5%NaOH改性花生壳基型焦的性能强度更优,跌落强度98. 4%,抗压强度5 187. 15 N,抗碎强度与耐磨强度分别为82. 08%和17. 92%。NaOH浓度对型焦的性能强度影响不大。随着粉煤粒度减小,型焦宏观性能强度降低。神木煤粒度0. 425 mm,抗碎强度急剧降低至0,耐磨强度高达100%。改性花生壳基型焦红外谱线相对简单,出峰数目少,不同粒级神木煤型焦的红外谱峰峰型相似,出峰位置一致,但峰强弱略有差异。     

改性花生壳基型煤型焦微观结构探究

分别选用1.5～1 mm与1～0.425 mm两个不同粒级的神木粉煤与2.0％NaOH改性花生壳基黏结剂复配制备型煤,而后铝甑高温干馏制备型焦.分别用场发射扫描电镜与全自动比表面积及孔径分析仪表征型煤型焦的微观形貌与孔结构特征.结果表明:NaOH可将花生壳中纤维素溶出,所得棒状纤维素光滑均匀,有序性强,直径约1μm左右.由型煤SEM观察可知,原煤颗粒堆积叠加,并被牢固粘连在一块均匀的基底平板上,而且煤粒度越小,颗粒之间的堆积叠加更显著.1.5～1 mm粉煤所得型焦块度大,气孔稀疏,孔壁较厚,机械强度较大.改性花生壳基型焦在粉煤粒度为3～1 mm之间具有III型等温线特征,相对压力较低时发生单分子层吸附,压力继续增加,发生多层吸附,且伴有毛细管凝聚现象.     

用热失重仪研究煤快速热解

通过对原热失重仪气路进行改造 ,利用等温热重实验法研究快速加热条件下煤的热解 ,研究结果对认识气化炉内煤气化反应过程及设计、运行气化炉有重要意义 .研究表明 :煤从室温进到高温炉后 ,首先发生一个极快速裂解脱挥发分过程 ,它在 8s内可脱除绝大部分挥发物 ,然后是慢速脱挥发分过程 ;热失重仪炉温越高 ,煤挥发分析出量越大 ,有些煤快速热解可析出比其工业分析更多量的挥发分 ;煤越年轻 ,煤粒越细小 ,煤量越少 ,其挥发分析出量越大 ;煤粒快速热解焦渣电镜照片显示 ,焦渣颗粒黏结在一起 ,大颗粒表面有很深裂纹生成 ;煤挥发分的脱除速度是慢速热解 (升温速率 <40℃ /min)与快速热解的最大差异 .     

改性花生壳基型煤工业分析

以不同粒级的神木低变质粉煤为原料,配入一定量NaOH改性花生壳黏结剂,通过冷压成型制备出一系列型煤,研究了粉煤粒度对型煤工业分析的影响。结果表明,型煤表面密实平滑,由于改性花生壳中纤维素本身的弹性使型煤出模后轻微膨胀,在表面产生细小裂纹。型煤中M_(ad)=2.5%～3%,比原煤(M_(ad)=5.45%)低,V_(daf)≈70%,远远大于原煤(V_(daf)=36.16%),而灰分产率较原煤略高,说明型煤运输成本较原煤低,燃烧性能较好。随着粉煤粒度减小,型煤的灰分与挥发分含量增加,而固定碳含量与发热量均降低。粉煤制备过程中的偏析现象造成细粒煤中矿物质含量高,所得型煤灰分含量高,热值低。细粒煤所得型煤燃烧过程中挥发分析出孔隙和通道小,阻力大,滞留挥发分多。     

改性生物质性状研究

用NaOH对废弃生物质(玉米秸秆、葵花籽皮、花生壳)进行改性,通过工业分析、SEM分析、BET分析与热重分析,研究改性生物质的基本质量参数、形貌特征、比表面积及孔径、热解性能等。结果表明:改性生物质的水分含量和固定碳含量随NaOH浓度增加基本呈上升趋势,挥发分含量则基本呈下降趋势,灰分含量与NaOH浓度未呈现普适性规律;NaOH改性生物质的结构变化明显,大量纤维素分离暴露,呈现多孔隙或通道,微观上以介孔为主,比表面积增大,与煤粒结合活性位点增加,具有粘接潜质;NaOH改性生物质的热解峰值温度约320℃左右,低于煤的热解峰值温度,与煤混合热解有利于提高热解性能,降低活化能。