沥青成焦光学结构的研究

以无喹啉不溶物煤焦油为原料 ,在 30 0℃下通过空气吹扫氧化 8h ,10h ,12h制备了不同软化点的沥青 ,采用1H NMR ,13 C NMR ,FT IR ,元素分析和族组成分析解析了沥青的化学结构。并在 1.6MPa ,4 80℃下分别将空气吹扫不同时间的氧化沥青和添加 10W/%、2 0W/%四氢萘的氧化沥青在管式反应器中进行焦化 ,随后考察其光学组织结构变化的情况。结果表明 :随着空气吹扫时间的增加 ,所获沥青焦光学各向异性组织单元尺寸减小 ;而空气吹扫沥青和四氢萘共炭化则由于体系发生氢转移反应 。

煤系针状焦生产过程中同一生焦周期内焦炭微观结构差异性分析

以煤系针状焦生产过程同一生焦周期内八种不同进料时间的混合油为研究对象。采用偏光显微镜定量分析混合油制备针状焦的光学组织结构;扫描电镜(SEM)观察针状焦的形貌;XRD、Raman光谱分析针状焦的微晶结构等手段。研究不同进料时间的混合油转化为针状焦后的质量差异。结果表明,混合油热转化后生焦的收率高于理论计算的收率,说明重油参与了热转化反应。并且形成了以流线型为主的光学组织结构的生焦。生焦煅烧后形成针状焦光学组织结构中含有纤维结构最多的是样品MO-8";其次是MO-16",总纤维含量最少的是样品MO-32"。SEM进一步证明了MO-8"的片层数量更多且取向更规整。针状焦的XRD谱图分析表明,针状焦中的微晶结构参数(层间距d_(002),片层含量N以及每一层中碳原子数n)非常接近。但是趋于规整的石墨微晶含量(I_(g))却存在明显的差异,其中MO-8"含量最高;其次是MO-4",含量最少的是样品MO-32"。Raman光谱分析结果进一步证实了针状焦的基础微观结构相近。其根本原因在于针状焦的基础微观结构由混合油中的精制沥青决定的,但是由于重油在系统内不断循环改变了成焦的环境,造成了针状焦微观结构的差异。因此,煤系针状焦生产中,生焦周期不易超过32 h,否则将严重影响针状焦的微观结构。

偏光显微结构分析在针状焦研究中的应用进展

针状焦作为一种重要的新型碳质能源材料,被广泛用于电炉炼钢石墨电极、锂离子电池负极及高端碳素制品。偏光显微结构对针状焦的性能有着至关重要的影响,如何在制备过程中有效地调控中间相的生长情况和结构形态是制备针状焦的关键。建立微观结构和针状焦性能间的构效关系有利于实现产品的快速评价。综述了光学组织分析在针状焦制备和性能评价中的应用,分别介绍了原料和制备工艺对光学组织结构的影响,光学组织结构与热膨胀系数的关系以及用于分析的智能软件和图像处理技术,并对偏光显微结构分析应用于针状焦的研究进行了展望,为工艺优化及产品快速评价提供依据。

煤焦油的改质研究

以煤焦油为原料 ,通过在 30 0℃空气氧化 1 2 0min～ 480min和在 430℃氮气热缩聚 50min～ 2 70min ,制备了一系列具有相近软化点的煤焦油沥青。原料煤焦油和改质沥青的化学结构通过NMR、FT IR、元素分析、软化点、族组成和偏光光学进行分析。在 1 6MPa、480℃下将改质煤焦油沥青进行焦化 ,考察了焦收率和光学组织结构变化。结果表明空气氧化和氮气热缩聚可提高煤焦油沥青软化点、甲苯不溶物含量和焦收率 ,与氮气热缩聚沥青相比 ,相近软化点的空气氧化沥青具有较高的焦收率和O C原子比。空气氧化煤焦油沥青成焦后各向异性光学结构单元尺寸随空气氧化时间增加而逐渐减小 。

炼焦用煤胶质层指数和奥亚膨胀度指标的局限性探讨

通过对国内外不同矿点炼焦煤变质程度、胶质层指数Y值、奥亚膨胀度b值、高温塑性、煤岩显微组分和成焦光学组织结构分析研究,发现变质程度、胶质层指数Y值和奥亚膨胀度b值相同或极其接近的炼焦煤高温塑性和单种煤成焦光学组织结构差异悬殊。其原因不在于镜质组含量的高低,而在于成因因素造成的镜质组性质不同。指出,胶质层指数和奥亚膨胀度指标在表征其结焦性时存在局限性,高温塑性和单种煤成焦光学组织结构对炼焦煤结焦性的科学评价至关重要。

煤岩学方法在分析炼焦煤质量中的应用

对炼焦煤进行工业分析,对其黏结指数、胶质层指数、煤岩指标及焦炭的光学组织和热性能进行研究,并与同类型煤质进行比较,利用煤岩学指标,判断煤的变质程度及混煤情况,可更好地鉴别炼焦煤质量。