神华煤直接液化残渣的萃取分离与利用研发进展

以煤焦油馏分油为溶剂,采用萃取—固液分离—溶剂回收等工艺,分离出了约占煤液化残渣总量50%的煤液化沥青,研究了固液分离对煤液化沥青灰分等参数的影响。对不同灰分的煤液化沥青进行了元素、工业和组分等分析,并在防水卷材、C/C复合材料浸渍剂沥青、中间相炭微球、针状焦和高比表面活性炭等方面进行了应用研究。剩下约50%的萃余物可作为气化原料,从而实现了煤液化残渣的高效、清洁利用,形成了一套煤液化残渣萃取分离及应用技术。

褐煤微波脱水过程中水分的迁移规律和界面改性研究

针对褐煤脱水能耗高、易复吸的难题,运用自制微波脱水系统,对蒙东褐煤进行5种不同功率和4种不同粒度的脱水实验。建立了褐煤微波脱水的数学模型并采用有限差分法求解,实验结果与模型计算结果吻合良好。采用扫描电镜(SEM)和低温氮吸附仪测定脱水前后煤样的表面形态和孔隙结构。采用化学滴定法测定羧基和酚羟基官能团的变化。通过恒温恒湿复吸实验和热重分析确定煤样的复吸和自燃特性。发现微波脱水后褐煤复吸水分远低于热风干燥褐煤的19.87%,着火点也由原煤的275℃提高到295℃以上。说明微波脱水后褐煤的界面稳定性得到改善,不易复吸和自燃。

煤液化沥青制备超级活性炭及其气体吸附特性

使用KOH作为活化剂,以煤液化沥青为碳源,制得比表面积在3 000m^2/g以上的活性炭材料.使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附和脱附等方法对炭材料的物理化学特性进行了表征.结果表明:煤液化沥青基活性炭(ACCLA)对H_2,CH_4和CO_2的吸附量最高分别为24.85 mmol/g(77 K,400kPa),4.62 mmol/g(298 K,400kPa)和3.57 mmol/g(298 K,100kPa),发现超级活性炭在气体吸附方面表现出优异的性能和良好的应用前景;同时,对多孔结构特性与吸附量之间的对应关系进行了讨论.发现在测试条件下,H_2在吸附量受材料比表面积大小影响很大,而对于CH_4和CO_2孔径尺寸的作用更显著.

预氧化对煤液化沥青制备超级活性炭的影响研究

以神华煤直接液化沥青(CLA)为碳源,针对其熔点低、易形成液相炭化、不利于制备超级活性炭的难题,采用KNO3预氧化、KOH活化的方法,制备出比表面积超过3000m2/g的超级活性炭。利用扫描电镜(SEM)、低温氮吸附仪(BET)、红外光谱仪(IR)等多种手段对预氧化沥青、炭化沥青和活性炭产品进行了表征测试。发现预氧化可避免煤液化沥青在炭化过程中的相态变化,产生具有初级孔道、富含官能团活性点的炭化物,为制备超级活性炭奠定了物质结构基础。在m(KNO3)/m(CLA)为0~0.4之间,活性炭的比表面积随着KNO3的用量增加先增后减。在预氧化温度250~400℃之间,活性炭的比表面积随着预氧化温度的升高先增后减,拐点为350℃。在预氧化时间30~60min内,活性炭的比表面积随着预氧化时间的延长逐渐增大,超过60min,延长预氧化时间对活性炭比表面积基本无影响。

煤液化沥青基超级活性炭的活化机理与应用研究

以煤液化沥青(CLA)为原料,采用KNO3预氧化、KOH活化的方法,制备出超级活性炭。利用扫描电镜(SEM)、低温氮吸附仪(BET)、热重分析仪(TGA)和X射线衍射仪(XRD)等多种手段表征中间产物和活性炭的结构与性能。探讨了KOH活化法的活化机理,发现煤液化沥青基活性炭的活化历程可分为预活化、中温活化和高温活化3个阶段,制备的超级活性炭可吸附18~25 mmol/g的氢气(77 K,400 kPa下),在储氢方面表现出优异的性能和良好的应用前景。

褐煤微波加热除湿研究

采用正交实验设计方法,研究了微波加热功率、时间及褐煤粒度、质量四因素对褐煤除湿率的影响情况;通过极差和方差分析,得出主要影响因素为微波功率,其次是加热时间,褐煤质量及粒度影响较小;在相同时间内微波功率越大,褐煤水分越高、质量越轻,除湿率越大。

高温喷雾法制备超级电容器用球形活性炭的研究

以神华煤液化沥青(CLA)为碳源,针对其软化点高、芳香度高、碳含量高、容易聚合或交联的特点,采用700℃的高温喷雾法和KOH活化法,制备出比表面积超过2000m^(2)/g的球形活性炭。利用扫描电镜(SEM)、低温氮吸附仪(BET)、红外光谱仪(IR)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱等多种手段对煤液化沥青、炭微球(SC)和球形活性炭(SAC)进行了表征测试。发现高温喷雾法可将雾化、成球、氧化不熔化和炭化过程一步完成,避免了常规制备工艺存在的成球温度低、微球在升温时易黏连、变形、破碎等难题,得到了具有球形形貌且相对均一结构与尺寸的活化前驱体。在KOH质量比1∶2、700℃活化90min的条件下,SC可生成比表面积2340m^(2)/g的球形活性炭SAC。在二电极电化学性能测试中,当电流密度从0.5A/g增大到20A/g时,比电容仅从243.36F/g降低到226.08F/g;在5A/g电流密度下循环10000圈后的容量基本保持不变。

煤液化残渣溶剂萃取浆液的固液分离研究

论文采制煤液化残渣溶剂萃取浆液样品,利用激光粒度仪表征浆液中固体颗粒的粒度特征,表明煤液化残渣萃取浆液中的固体粒度主要集中3~40μm,D(10)为5μm,D(0.1)为1μm。实验采用死端过滤、卧螺离心等方式对萃取浆液进行一级固液分离,利用内错流膜管对一级分离清液进行进一步固液分离,考察不同分离方式对萃取浆液的分离效果,试验证明孔径10μm的金属板能过滤分离出萃取浆液中的99.9%固体;在180℃时,转鼓φ350mm卧螺式离心机能分离出85%的固体,采用1μm以下的内错流膜过滤再处理离心清液能基本全部分离出离心清液中的固体。

煤炭工业“十一五”节能成效分析及前景展望

结合煤炭工业自身的特点,系统总结了煤炭工业"十一五"期间节能工作取得的成绩和问题,分析了我国煤炭工业节能潜力和前景,提出了"十二五"煤炭工业节能的重点任务及其相应措施。