超细粉碎对超细煤解离度的影响研究

获得超净煤的前提是通过超细粉碎实现煤颗粒中有机质与无机矿物的充分解离。除颗粒粒度、无机矿物嵌布状态之外,超细粉碎方式也是影响解离度的重要因素。以神木不黏煤为样品,选取湿法和干法2种超细粉碎方式,采用煤岩组分图像分析和酸碱脱灰方法,定量评价煤颗粒超细粉碎后的单体解离度。结果表明,神木不黏煤在超细粉碎至10μm左右时,无机矿物已实现较好的解离。与搅拌磨相比,经气流磨超细粉碎后的超细煤解离度较好。

精细水煤浆制备与应用技术的研究

论述了精细水煤浆的特点、制备的关键技术及其应用前景,介绍了精细水煤浆在小容量燃烧器和柴油机中的试验结果.初步试验表明,精细水煤浆在该燃烧器中的燃烧热强度接近柴油;掺有一定量柴油的精细水煤浆在柴油机中可以实现稳定燃烧.

煤的超细粉碎与超净煤的分选

分析了6种不同变质程度煤样的无机矿物组成、嵌布粒度, 研究了煤样粒度和煤中无机矿物的解离度与磨煤时间之间的关系, 并通过分选试验探明了粉碎粒度、无机矿物解离程度及其种类对分选效果的影响. 试验研究表明, 只有当煤的粒度粉碎到<10μm时, 无机矿物才能得到较充分的解离; 煤中的无机矿物主要是黏土, 黏土含量小的煤可以分选出超净煤, 反之, 黏土和黏土与有机物连生体含量高的煤, 很难分选出灰分低于2%的超净煤; 黏土含量高的煤, 经过球磨后, 在煤浆中出现大量和稳定的微小气泡, 影响了超净煤的分选精度; 低阶煤经球磨后, 表面亲水性增加, 即使粉碎粒度很细, 用絮团-浮选也无法分选出超净煤.

煤泥深度浮选技术的研究

介绍了煤泥深度浮选的基本原理及其特点,首先采用常规的浮选分选出灰分较低的精煤和灰分尽可能高的尾煤,分选出的中间产物采用超细磨的方法磨至其中的煤和无机矿物充分解离,再采用絮团浮选的方法分选出其中的低灰精煤.分步释放浮选试验和中间产物的显微照片表明,中间产物以煤矸连生体为主.比较深度浮选和常规浮选试验的结果表明:在精煤灰分接近的情况下,深度浮选的精煤产率要高出46.06%,在精煤产率接近时,深度分选的精煤灰分要低1.78%.深度分选的结果甚至优于分步释放浮选的理论结果.

一种新的浮选尾煤高附加值综合利用技术

浮选尾煤是选煤厂中一种低价值、严重污染环境的副产品,为了充分利用炼焦煤资源和改善矿区环境,提出和研究了一种高附加值综合利用尾煤的技术方案.试验研究表明,尾煤中大于250 μm的粗粒级经超细粉碎后,采用絮团浮选技术可以分选出灰分为8.29%～8.87%,产率达60.24%～68.01%的精煤产品.小于250 μm的细粒级尾煤制备成水煤浆燃料,该水煤浆为典型的假塑性流体,浓度为74%,对应于剪切率100 s-1的黏度为80 mPa·s,可以在链条炉中实现稳定燃烧.

超细粉碎技术在降低精煤灰分中的应用

为提高炼焦煤选煤厂总精煤产率,提出了通过降低浮选精煤灰分,提高选煤厂总精煤产率的技术路线,即超细粉碎煤泥中间产物,致使其中的无机矿物和有机可燃体充分解离,采用絮团浮选的方法分选出灰分较低的浮选精煤,在保持现有总精煤灰分不变的情况下,适当提高重选的分选密度,提高重选精煤的灰分,由此达到较大幅度提高全厂总精煤产率的目的。试验结果表明,在保持全厂总精煤灰分不超过9.50%时,重选精煤的产率由现有的69.25%提高到75.79%,全厂总精煤产率增加了6.54%。

煤炭的深度物理加工与超净煤的制备

论述了煤炭深度物理加工和超净煤制备的意义，介绍了煤炭的化学方法、物理方法脱灰以及针对炼焦煤的深度脱灰几种典型的煤炭深度加工工艺。采用化学脱灰，对所有煤种都可以使煤的灰分降到1％以下，采用物理方法脱灰，因煤种而异，可以使煤的灰分降到〈1％或者1％～3％。

物理法分选超净煤

论述了开发超净煤分选技术的意义 ,介绍了超净煤分选技术现状和 3种典型的分选方法及其分选结果。

精细油水煤浆制备及其在柴油机上应用的生命周期评价

论述了精细油水煤浆的制备及其在柴油机上燃用的试验结果,采用生命周期评价方法对精细油水煤浆和柴油的生产及其燃用进行了评价.结果表明,随着精细油水煤浆中柴油含量的减少,除光化臭氧形成潜能降低以外,其它污染指标值都增加,说明精细油水煤浆系统比柴油系统对全球环境冲击更为严重,但在局部地区与燃油相比,燃用精细油水煤浆可以减少NOx的排放量,与燃煤相比,可以减少SO2的排放量.

PVC热解过程中HCl的生成及其影响因素

采用热重分析仪（TG）对聚氯乙烯（PVC）的热解特性进行研究.在不同条件下进行PVC热解制取氯化氢（HCl）实验,研究载气流量、入料量、热解时间和热解温度对氯化氢产率的影响,得出最佳热解条件;采用离子色谱（IC）、气相色谱（GC）、气质联用仪（GC-MS）对热解产物进行化学分析,揭示PVC热解制取HCl过程的反应机理.结果表明：PVC热解制取氯化氢的最佳热解条件为载气流量100m L/min、热解时间30min、入料量1.2g和热解温度400℃;PVC热解存在2个失重阶段,即260～320℃和390～600℃;随热解温度升高,焦油产率由0.95%升高到20.29%、HCl产率由25.69%升高到53.76%,而半焦产率则由54.39%下降到11.27%、气体产率变化范围为9.09%～18.97%;当热解温度低于400℃时,气体组分仅检测到H2、C2H4、C3H6;当热解温度高于400℃时,检测到的气体组分为H2、CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8;随着热解温度的升高,焦油组分中不稳定组分逐渐转化为稳定组分.PVC热解制取HCl的第1反应阶段主要是脱除HCl的链式反应,同时生成少量的苯等芳香族化合物及环烷烃等有机化合物;第2反应阶段主要为少量HCl生成、焦油的结构重整、分子重排、脱苯环和同分异构化等。

跳汰机床层松散与分层的流体动力学研究

从分析跳汰机中脉动水流作用下颗粒受力与床层松散过程出发,建立了较完整的颗粒运动基本方程,并提出了水流和床层对颗粒运动的作用力与加速度对颗粒作用的惯性力新算法;采用自主开发的跳汰机风压、脉动水流运动、各分层床层松散状况的同步示波测试技术,观察到跳汰分层的一些新现象;提出了脉动水流加速度对物料按密度分层的重要意义;深化了跳汰机中床层松散过程的认识;为提高跳汰机按密度的分层效果,给出了制定跳汰机合理工作制度与确定风压的新方法.

炼焦中煤深度降灰的研究

分析了中国炼焦煤的储量及利用情况,从利用中国优质煤炭资源的角度出发,以范各庄选煤厂1.40～1.60密度级中煤为实验煤样,以氯化锌为重液,采用浮沉方法将中煤按密度分级,各密度级煤样经磨细后,采用了絮团———浮选工艺,回收各密度中的低灰精煤;探讨从范各庄选煤厂中煤中分选出优质低灰精煤的条件。经过分级及分选后,在相同的分选密度的情况下,总精煤灰分可以降到8.14%以下。

采用Design-Expert软件优化高频气力分选机风量配合设计

采用Design-Expert 7.1.3软件对高频气力分选机的3个风量进行试验方案设计和结果分析。结果表明:在其他操作条件一定的前提下,3个风量对分选效率的影响均为显著;采用Design-Expert 7.1.3软件对3个风量进行正交试验设计,可以有效分析3个风量对高频气力分选机分选效率的影响,并通过试验结果分析建立数学模型,最终得到满足试验要求的风量配合比,最优风量配合比为55∶60∶80。

内构件固定床反应器中不同水分煤的热解特性

通过在有无内构件(传热板和中心集气管)固定床反应器中研究不同水分含量煤的热解特性,考察了两反应器中煤料的升温特性、热解产物分布、焦油品质以及气体产物组成和半焦热值。结果表明,内构件可以强化传热和调节热解产物在反应器内的流动,相对无内构件反应器,有内构件反应器的反应时间缩短近一半。在有内构件反应器中,当煤水分增加,导致煤热解反应要求的时间延长,焦油中轻质组分(沸点低于360℃)含量明显升高,焦油收率先增加后降低,热解水和热解气产率升高,而无内构件反应器的热解产物无明显差异。当加热温度900℃时,煤水分从0.41%(本文中无特殊说明的均为质量分数)增加至11.68%,焦油产率从9.21%增长到10.74%;当煤水分增加到15.93%,焦油产量下降到10.26%。两反应器气体平均组成随水分增加的变化趋势相似,气体热值均随水分增加呈下降趋势。

跳汰机中脉动水流流体动力学研究

较详细地讨论了跳汰机中脉动水流的动力学原理,提出了等效长度与跳汰机中筛板与床层水头损失的新算法,建立了跳汰机中的水流脉动的非线性微分方程,给出了方程中各项参数的具体计算公式.利用数值解法对一个测试实例进行了计算与实测的对比,结果表明有较好的一致性.这种方法可用于跳汰机结构参数与工作制度的设计和确定跳汰机所需的风源风压,并为跳汰机相似模型试验提供理论依据和实现方法.

废弃油脂制备煤泥捕收剂的研究

通过小筛分试验和可浮性试验,说明煤泥易泥化,细泥含量高,黏附、夹带严重,导致精煤灰分偏高;煤泥属难浮煤种。采用废弃油脂制备煤泥浮选捕收剂,并进行实验室浮选试验,同时分析药剂作用机理。煤泥浮选试验表明:在精煤灰分相近的条件下,生物柴油对煤泥的捕收性要低于柴油和煤油。当柴油、煤油与生物柴油分别以质量比1∶9复合时,煤泥浮选效果较好,精煤产率分别比生物柴油提高10.52%和9.06%,浮选完善度分别提高5.32%和4.33%。GC-MS分析表明:制备的浮选捕收剂中含有不饱和结构—C=C—、含氧官能团O||—C—和疏水性较强的长链烷烃。生物柴油与非极性烃类油组合用作捕收剂时,主要存在共吸附和促进吸附两种吸附机理,提高了煤泥可浮性,促进药剂在煤浆中分散,增大药剂与煤粒表面的接触概率,降低药耗。

超细粉碎对煤表面性质及超净煤分选的影响

为探讨超细粉碎对煤表面性质及絮团和超净煤分选的影响,选取淮南气煤(HN)和太西无烟煤(TX)2种不同变质程度的煤样,利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、ζ电位仪、比表面分析仪、微量热仪分析了不同超细粉碎时间后煤颗粒表面官能团、电位以及润湿性的变化,分别研究了粒度、表面电位和润湿性对絮团形成的影响,结合超净煤的分选结果,综合探讨了超细粉碎、表面性质变化、絮团形成以及超净煤分选的关系。结果表明:超细粉碎改变了煤粒表面的亲水基和疏水基的比例;随着粒度的减小,太西煤的电动电位绝对值先减小后增大,在粒度8.30μm时电负性最弱,润湿热出现小的峰值,搅拌过程中形成的大尺度絮团较多,在乳化柴油用量67.62 kg/t时,分选出的超净煤灰分0.68%,产率高达97.26%;而淮南煤随着粒度的减小,电负性逐渐增强,润湿热单调递减,润湿性逐渐减弱,在相同搅拌强度下,细颗粒形成的大尺度絮团减少,分选出的超净煤产率降低;分散剂的加入有效地降低了淮南气煤分选出超净煤的灰分,粒度越小,灰分减小愈明显。

间热径向流反应器料层厚度对煤热解特性的影响

考察了方形径向流固定床煤热解反应器中变化煤层厚度对料层升温速度及煤热解产物分布特性的影响。随着料层厚度增加,导致煤热解反应要求的时间增长,热解水和气的产率相应增加,焦油和半焦收率逐渐降低,但焦油中轻质组分(沸点低于360℃组分)含量呈升高趋势,半焦和煤气热值稍许降低。如,加热壁温度900℃、从45 mm至105 mm增加煤料层厚度时,焦油产率从7.17%(质量,下同)下降到6.26%(相对干基煤),但焦油中的轻焦油组分含量则从67%升至72.7%,半焦产率由80.0%降至77.0%,热解水和煤气产率分别由6.96%和5.91%增至8.85%和7.90%,煤气热值则由24348.5 k J·m-3下降至20649.2 k J·m-3。所得半焦的热值径向上由高温侧向低温侧逐渐降低,煤料层越厚、热值降幅越大,而相同煤料层厚度处与加热壁平行的同一轴向平面上的半焦热值基本相同。针对研究的反应器,气相热解产物在反应器内沿径向(横向)由高温料层区向低温料层区流动。在该过程中伴随着热解产物对远离加热壁的低温煤料的传热、热解生成重质组分的冷凝和在煤/半焦颗粒表面的吸附截留,进而在低温料层进一步升高温度时发生二次裂解等物理化学过程。反应器内煤层厚度越大,上述各种伴随的物化作用越显著,从而明显影响煤料层的升温及热解特性。

煤泥絮团分选超净煤的试验研究

为探索处理动力煤选煤厂煤泥的新途径,以动力煤选煤厂煤泥为研究对象,分析了煤泥的性质、煤泥中矿物质的种类和嵌布特征,通过分步释放浮选试验考察了该煤泥的理论精煤产率和灰分,分析了煤泥经超细粉碎后分选超净煤的可行性。基于扩展DLVO(EDLVO)理论,论证了絮团浮选前采取高剪切搅拌的必要性,研究了高速搅拌对颗粒和药剂之间的促进作用。采用絮团浮选方法,对超细粉碎后的煤泥进行了超净煤分选试验,探讨了高剪切搅拌叶轮线速度、搅拌时间、煤泥粒度和非极性油用量与分选效果的关系。试验结果表明,只有在高速搅拌的情况下超细粉碎后的煤泥颗粒才能形成絮团,并且在与药剂作用后,降低了需要输入的搅拌功耗;高速搅拌还可以促进药剂的分散,从而增加药剂与煤颗粒的碰撞概率;若要达到较好的絮团分选效果,需要一定程度的搅拌强度和适当的搅拌时间。当粉碎平均粒度为4.70μm、非极性油用量为135.24 kg/t、叶轮线速度为12.56 m/s、搅拌时间5 min时,分选出的超净煤灰分达到1.15%,产率为69.23%。

超细粉碎对煤颗粒润湿性及表面张力的影响

采用EasyDrop DSA20型接触角测量仪,研究3种不同变质煤样经湿法超细粉碎后润湿性的变化,计算得到超细粉碎后煤颗粒表面张力、煤-水界面表面张力和煤-水体系粘附功的变化。结果表明:神木不粘煤与淮南气煤2种低阶煤经湿法超细粉碎后疏水性增强,太西无烟煤在长时间超细粉碎后疏水性减弱;超细粉碎后,煤颗粒表面张力、煤-水体系粘附功与接触角呈负相关。