高热强度型煤制备机理与热转化行为研究

为了高效利用新疆地区日益增长的粉煤资源,最简单有效的解决手段是将粉煤制备成型煤,型煤的优劣可以通过冷态抗压强度和热强度进行判断。本文选取沥青渣作为黏结剂,提出了热预处理提升型煤热强度的方法,研究了工艺关键参数对热强度提升的效果和机理,并计算了型煤产品的燃烧动力学参数。研究结果表明,以沥青渣为黏结剂的冷压型煤冷态抗压强度为10.9 MPa、热强度为0 MPa;250℃热预处理后型煤的冷态抗压强度为9.8 MPa,热强度为21.5 MPa;450℃热预处理后型煤的冷态抗压强度为8.5 MPa,热强度为35.3 MPa。热预处理过程中提升了型煤内颗粒之间的固体桥联联结力,在250℃时,随着沥青渣的软化,熔融分散,再冷却形成固桥提升热强度,只发生了物理变化;在450℃时,由于热预处理导致型煤内部发生化学反应,在接触面反应完成后形成稳定的大分子结构,导致热强度提升。采用不同的机理函数对型煤的活化能、指前因子和相关系数进行计算,对比相关系数的结果显示,型煤产品的燃烧遵循二阶反应动力学。研究内容为制备高热强度型煤和完善型煤热强度提升机理提供了支撑。