水热提质对褐煤理化结构及复吸水特性的影响

选取云南昭通褐煤进行了水热提质处理,依托傅里叶变换红外光谱技术和氮气等温吸附模型分析研究了不同提质温度(150-300℃)下煤样表面含氧官能团和孔隙结构的演化行为,考察了复吸水特性的变化规律。结果表明,随着提质温度的不断升高,主要亲水性含氧官能团(-OH、-COOH、>C=O)不断减少;煤样的孔隙结构发生显著改变,比表面积和总孔容积先增后减,在250-300℃水热条件下有焦油产生;受理化结构协同影响的复吸水特性得到了有效遏制,复吸水率随着提质温度的升高不断下降;对提质褐煤进行储存时,环境湿度是影响褐煤复吸水的关键因素,高温水热、低温低湿度储存更能提高褐煤的提质效果。

含氧官能团对提质褐煤复吸水特性的影响

选取云南昭通（Zhaotong lignite，ZT）褐煤，在不同温度（200~500℃）和气氛（氮气、有机、微氧）下进行热解提质，用恒温恒湿箱考察了提质煤的复吸水特性，采用傅里叶转换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）分析了提质过程中煤表面含氧官能团相对含量的变化及其对提质煤复吸水性的影响。结果表明，随着提质温度的升高，提质煤中含氧官能团总量减少，复吸水率降低；羟基（—OH）和羰基（C=O）是影响复吸水率的主要含氧官能团；3种提质气氛下提质煤的复吸水率大小顺序为：微氧＞氮气＞有机气氛，这是由于微氧气氛下氧气氧化了部分脂肪烃结构，增加了提质煤中—OH、C=O 和—O—的含量，导致了复吸水率较氮气气氛增大，而有机气氛下，乙醇分解产生的—OH促进了煤中—OH的缩合作用，降低了提质煤中—OH的含量，导致复吸水率相比氮气气氛减小。

胜利褐煤Ca^(2+)负载量对其平衡复吸水含量的影响

以胜利褐煤为研究对象,利用XRF、FT-IR等手段,采用灰分、pH值、不同相对蒸气压下的复吸水含量等参数,研究了Ca2+的离子效应对褐煤在不同相对蒸气压下复吸水含量的影响。研究结果表明,煤中Ca2+的负载量随用于交换的钙离子溶液浓度的增大而增加。煤中Ca2+的负载量对煤样的平衡复吸水含量影响较大,Ca2+负载量越大,煤样的平衡复吸水含量越大。相对蒸气压高于92%平衡复吸水含量的主要控制因素为游离水分子与游离水分子之间的相互作用力。相对蒸气压在11%~92%平衡复吸水含量的主要控制因素为金属水簇Ca+(H2O)n与毛细管之间的毛细管作用力。

K^+、Na^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)对胜利褐煤平衡复吸水的影响

以胜利褐煤为研究对象,利用FT-IR等手段,用灰分、不同湿度下的平衡复吸水含量等,系统研究了不同相对湿度下K+、Na+、Ca2+、Mg2+的水合作用对胜利褐煤平衡复吸水含量的影响。结果表明,相同浓度不同类型的金属离子与煤样的交换能力的趋势为Ca2+>Na+>K+>Mg2+。金属离子对胜利褐煤平衡复吸水含量影响力的顺序为Mg2+>Ca2+>Na+≈K+。相对湿度高时,平衡复吸水含量的主要控制因素为游离水分子之间的分子作用力;相对湿度中等时,平衡复吸水含量的主要控制因素为金属水簇与毛细管之间的毛细管作用力;相对湿度低时,平衡复吸水含量的主要控制因素为金属离子的水合作用。

新型保水浆液材料保水特性和复吸水特性研究

煤炭自然发火不仅造成了严重的煤炭资源浪费,而且威胁着井下作业人员的人身安全。可以通过灌充保水浆液材料预防矿井火灾或及时的扑灭已发生的火灾,通过对新型保水浆液材料保水特性和复吸水特性的研究,在充填后可以根据浆液材料的保水时间、保水率及复吸水倍率及时进行补水,预防浆液材料因失水防灭火效果下降。

长期贮藏干枣在不同温度下的吸水和加工特性

干枣(Ziziphus jujuba Mill.)是药食兼用的食品原料,其保健功能、贮藏和加工特性备受关注。长期贮藏的干枣脱水严重,果肉变硬、果皮发暗,商品价值降低。该文以分别贮藏约1和13个月的新疆骏枣和灰枣干枣为对象,研究干枣的浸泡吸(复)水的规律及其对干枣加工性能的影响。结果发现,贮藏13个月的骏枣和灰枣的湿基含水量较贮藏1个月的骏枣和灰枣减少了约50%,贮藏时间对果形指数、果肉质地和成分均有一定影响,长期贮藏的干枣仍具有很好的加工利用价值。干枣的吸水曲线大都呈对数曲线的规律,吸水过程受水温和干枣种类影响。低场核磁共振成像(Low-field Magnetic Resonance Imaging,LF-MRI)分析显示,水分主要从枣蒂和表面渗入到枣果内。贮藏约13个月的骏枣和灰枣的干基含水量分别为43.18 g/100 g(T=40℃)和41.06 g/100 g(T=60℃)时,出现轻微软化现象,此时可进行去核和切片加工;当干枣浸泡至干基含水量为129 g/100 g时,果肉软化充分,水分分布均匀,则可进行打浆加工,浆液粒度和色泽均较好。

低温热提质褐煤的复吸水特性研究

选取云南昭通褐煤,经NaBH4和盐酸预处理后在200~500℃下热解体质,采用FTIR分析了提质过程中煤表面含氧官能团OH和C=O相对含量的变化,采用N2吸附法分析了提质煤的孔隙结构,在恒温恒湿箱中研究了提质煤的复吸水特性。实验旨在研究提质煤的复吸水机制并探索降低复吸水率的方法。结果表明,提质煤的复吸水率随热解温度的升高而降低;HCl处理降低了OH氢键和C=O的相对含量,明显降低了提质煤的复吸水率,NaBH4处理抑制了褐煤的热解且只能还原部分COOH中的C=O,对降低复吸水率的效果不明显。

NaOH处理对褐煤吸水性能的影响

为了提高褐煤的品质,改善其应用性能,采用NaOH溶液对锡林浩特白音华褐煤(XL)和神东褐煤(SD)进行处理。利用接触角测定仪表征了原煤和处理后煤样的表面润湿性;复吸水实验及不同相对蒸汽压下的平衡含水量表征了原煤和处理煤的持水性能,并通过测定碱溶物的含氧官能团种类和含量,分析了NaOH处理前后褐煤持水性能改变的原因。研究结果表明:NaOH处理使XL和SD接触角分别增加了35.8°和43.7°,煤样的疏水性能增强;碱溶解破坏了煤中的含氧官能团,使煤样复吸水能力减弱,从而达到了提质的目的。另外,NaOH处理对煤的平衡含水量影响随着相对蒸汽压的变化而变化。

溶胀对褐煤吸水性能的影响

为了改善褐煤脱水后的复吸水问题,用四氢呋喃(THF)、吡啶(C5H5N)、甲醇(CH4O)、丙酮(C3H6O)4种溶剂对内蒙古锡林浩特白音华褐煤(XL)、神东褐煤(SD)进行溶胀处理。利用比表面积分析仪对处理前后的煤样进行表征,比较溶胀处理前后煤样的复吸水含量及不同相对蒸汽压下的平衡含水量。实验表明:煤样溶胀24 h后可达到溶胀平衡;溶剂的供电子数量与得电子数量之差越大,煤的溶胀率越大;溶胀使褐煤脱出更多的极性小分子;吡啶溶胀XL、SD煤样的比表面积降幅最大,分别为52.5%和51.5%;溶胀后的煤样50 h后复吸水含量基本不变,其中吡啶溶胀后的XL、SD煤样复吸水能力减弱了,其值分别为11.23%和18.62%。吡啶溶胀使褐煤在不同相对蒸汽压(RVP)下的平衡含水量(EMC)相比原煤的都减少了。溶胀处理可以减弱褐煤脱水后的复吸水性能。