酸化后焦煤表面性和孔隙性变化对吸附热的影响

目的为了探究酸化后焦煤的表面性和孔隙性变化对其吸附热的影响,方法选取山西古交矿区焦煤为研究对象,利用盐酸(HCl)和氢氟酸(HF)酸化处理,采用接触角法、低温液氮吸附法和微量热法等测试方法,对比分析了酸化前后焦煤的煤-水接触角、表面张力、孔隙结构等变化,并探讨了这些变化对吸附热的影响机制。结果酸化后焦煤的平均煤-水接触角由75.10°增至80.11°,平均表面张力由44.44 mJ/m^(2)减至39.48 mJ/m^(2),亲水性减弱;酸化后焦煤的总孔容、中孔孔容、比表面积和平均孔径均增大,而微孔和大孔的孔容及比表面积均减小,表明矿物质脱除有利于微孔向中孔转化;同等压力下,随着温度升高,分子热运动加强,分子能量突破固体表面势垒,气体分子成为游离态,导致原煤和脱灰煤的积分吸附热和微分吸附热减小,且脱灰煤的吸附热高于原煤的。结论矿物质会减弱焦煤对气体的吸附能力,且占据焦煤表面的吸附位。因此,酸化后矿物质的脱除导致焦煤表面的吸附位增加,是引起吸附热增大的主要原因。

表面活性剂复配对1/3焦煤润湿性能的影响研究

以1/3焦煤为研究对象,选取5种表面活性剂,通过接触角、表面张力和沉降实验,研究表面活性剂及其复配溶液对煤尘润湿性能的影响;通过红外光谱实验,分析复配溶液对煤表面官能团的影响。结果发现当表面活性剂的浓度达到CMC后,继续增加表面活性剂的浓度,表面活性剂的表面张力、接触角和煤尘的沉降速度呈现不同的变化规律,分析认为表面活性剂分子吸附状态发生变化是导致这种现象发生的原因;0.4wt%APG0810+0.4wt%JFC-E的等质量复配溶液,对1/3焦煤有着显著的协同润湿效应。煤尘沉降速度达到了45.45mg/s。煤样经0.4wt%APG0810+0.4wt%JFC-E的复配溶液浸泡处理后,含氧官能团和亲水官能团的比例升高,分别达到了50.24%和83.65%。由此推断,复配后表面活性剂分子在煤尘上有更高的吸附密度。

我国焦煤期货市场研究

受全球经济变化的影响,焦煤价格也产生了较大波动。在复杂的经济形势下,探讨焦煤价格波动的形成原因,并提出应对措施以化解内外部风险是十分重要的。通过对焦煤存量、焦煤结构、焦煤期货及相关产品的研究,并对我国焦煤期货市场的风险进行分析,运用不确定性理论,从侧重化解不确定性风险角度提出解决方案,降低焦煤期货市场风险,同时总结出目前焦煤期货市场存在的问题,并提出应对举措。

河南安阳矿区主焦煤矿水文地质单元划分研究

根据主焦煤田自然地理条件、地质条件和水文地质特征进行了水文地质条件分析,并据此进行了水文地质单元划分,根据构造分布主要以F_(12)、F_(33)、F_(B57)断层将主焦煤田划分为3个一级水文地质单元和2个二级水文地质单元。结合水文地质单元划分的结果和矿井生产实际,给出了防治水的思路和措施。

山西地区1/3焦煤显微组分的热解特性研究

利用密度梯度离心法对山西3种1/3焦煤显微组分进行分离富集,同时研究其各显微组分热解特征。结果表明:随着热解温度的升高,显微组分在350~600℃均出现明显的失重现象。热重(TG)和微商热重(DTG)曲线表明,惰质组与镜质组相比,有较高的剧烈热解开始温度、最大热解速率峰温和最大热解速率,原煤的热解参数介于镜质组与惰质组之间。热解过程中镜质组的质量损失最大,其次是原煤,惰质组的质量损失最小。

山西配洗焦煤的探究与配煤实践

主要介绍了一种山西配洗SXT焦煤,经小焦炉试验和生产验证,SXT焦煤大比例配入会导致焦炭质量明显下降,各批次的煤质质量波动很大。因此使用前要对其煤质进行全面检测,在配煤炼焦过程中,配比不宜超过6%,主要应用于捣固焦炉。

《山西焦煤科技》征稿简则

《山西焦煤科技》是经原国家新闻出版总署批准,由山西省能源局主管、山西焦煤集团公司主办的国内外公开发行的科技期刊。主要栏目:问题探讨、技术经验、专题综述、试验研究等。《山西焦煤科技》欢迎提供煤炭及相关行业新技术、新工艺、新产品的开发应用,生产方式、经营管理新模式、新思路、新经验等方面的论文,尤其欢迎国家、省部级基金资助项目及重点攻关项目论文。

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《山西焦煤科技》是经原国家新闻出版总署批准,由山西省能源局主管、山西焦煤集团公司主办的国内外公开发行的科技期刊。主要栏目:问题探讨、技术经验、专题综述、试验研究等。

基于BP神经网络的焦煤浮选模型研究

为实现对不同焦煤浮选精煤产率和灰分质量分数的预测,以鄂尔多斯地区4种焦煤为研究对象,选取碳链长度8~16的烷烃为捕收剂,对4种焦煤进行浮选试验;以密度、接触角、灰分质量分数、捕收剂碳链长度和捕收剂用量为输入量,精煤产率和灰分质量分数为输出量,结合MATLAB构建BP神经网络模型,对模型预测误差进行了分析,发现精煤产率模型和灰分质量分数模型收敛速度快,分别在迭代16次和7次后达到了设定精度0.001,且模型误差小,最大误差为0.15979%。以神华某煤矿的焦煤为样本,对其浮选产率和灰分质量分数的实际结果和预测结果进行了对比,结果表明:浮选产率和灰分质量分数预测效果良好,两者误差均小于5%,模型可靠性较高。研究成果为焦煤浮选指标调控提供了一种新方法。

焦煤煤质结构特性对焦炭质量的影响研究

为深入分析焦煤煤质特点及其对焦炭质量的影响,选取山西省4种焦煤作为试验用煤,利用常规分析、红外光谱、13C NMR、基氏流动度仪和奥亚膨胀度仪等对焦煤进行分析和表征,利用40 kg焦炉进行炼焦试验并评价焦炭质量。结果表明:变质程度相差较大的两种焦煤,煤中有机碳结构、基氏流动度和奥亚膨胀度特性也明显不同,并最终影响焦炭质量;即使焦煤变质程度接近,但有机碳结构参数也明显不同,特别是芳环取代度、芳香桥碳摩尔分数、芳香簇中平均碳原子数、每个芳香团簇上支链数及一个芳香团簇的平均分子质量,当这些参数较小时,焦炭反应性较低、反应后强度较高;此外,较高的碱性矿物组分含量,对焦炭的反应性具有催化作用,使得反应性较高,反应后强度较低。

不同配比长焰煤对高硫焦煤共热解行为及硫迁移的影响

为探究在高硫焦煤中添加长焰煤对煤热解过程及硫形态转化的影响,使用大容量热失重装置考察不同配比长焰煤与高硫焦煤配合的共热解实验,研究了高硫焦煤与长焰煤共热解协同效应;并利用非破坏性光电子能谱(XPS)对热解后的焦炭进行表征,结合煤样的铝甄低温干馏实验,进一步探讨不同配比长焰煤对高硫焦煤中硫形态迁移的影响。结果表明:高硫焦煤中的硫以有机硫为主,其中噻吩类硫质量分数为40%、亚砜类硫质量分数为34%,通过铝甄低温干馏后,87.5%的硫分留在了半焦中,2.8%和9.7%的硫分分别转移至焦油和气体中;不同配比长焰煤与高硫焦煤共热解过程中,在575℃~650℃存在明显的负向协同效应,并且随着长焰煤配比的增加,负向协同效应程度增加;当长焰煤配入质量分数为5%时,能够有效提高脱硫率,促进高硫焦煤中硫化物硫和亚砜类硫的逸出。

不同预氧化程度焦煤CO_(2)冷却后自燃特性研究

针对利用惰性气体降低煤氧化性来解决煤自燃、复燃的问题,现有研究大多是对煤低温氧化过程及煤复燃过程进行相关实验,对惰性气体降温后煤二次氧化的自燃特性涉及较少。针对上述问题,以焦煤为例,通过低温氧化实验,探究不同温度氧化的焦煤经过CO_(2)冷却二次氧化的自燃特性。采用GC-4000A程序升温装置对焦煤进行预氧化(预氧化温度分别设为70,110,150℃),并对分别通入CO_(2)气体和干空气冷却至30℃后焦煤二次氧化过程中的耗氧速率、CO产生率、CO_(2)浓度和表观活化能进行分析。实验结果表明:预氧化温度相同时,与干空气冷却相比,通入CO_(2)冷却后的焦煤相关参数的变化规律基本一致,二次氧化初期,因预氧化焦煤吸附大量CO_(2),阻碍了煤与O_(2)接触,耗氧速率和CO产生率减小,表观活化能增大,焦煤的氧化性减弱;随着CO_(2)解析,CO_(2)冷却也影响预氧化焦煤的后期反应,使得预氧化焦煤整个反应过程自燃危险性降低。预氧化温度不同时,70℃和110℃预氧化焦煤前期CO_(2)吸附量小,导致耗氧速率、CO产生率和表观活化能未发生变化,150℃预氧化焦煤冷却至30℃时,CO_(2)吸附量增多,导致耗氧速率、CO产生率减小,表观活化能增大,需要的能量更多,煤氧反应更难进行,自燃危险性有所降低。因此,当煤矿井下发生煤氧化自燃危险时,需长时间通入CO_(2)来降低矿区启封复采时发生二次氧化复燃的可能性。

基于主成分与层次分析法的焦煤质量综合评价研究

针对焦煤性能评价指标的不足,提出了一种基于主成分分析与层次分析耦合的焦煤单项性能与综合性能的评价方法。该方法综合考虑了焦煤的工艺性能指标与化学成分指标,研究了体现焦煤性能差异的关键特性指标与焦煤不同指标的相关性关系。主成分分析结果可知:14项工艺性能指标可提取热态性能、结焦性能、黏结性能3个主成分指标,并得出24种焦煤这3种性能的分值;层次分析结果可知:该方法可对焦煤的热态性能、结焦性能、黏结性能、硫分性能、灰分性能5个单项性能指标进行科学权重赋值,并得出客观、量化的综合性能分值。

北美焦煤和肥煤的配煤炼焦研究与实践

为缓解低灰、低硫焦煤与肥煤资源紧张现状,稳定焦炭生产,公司引进了北美焦煤与肥煤。通过开展单种煤煤质与炼焦特性、配煤炼焦试验研究,分析了配合煤煤质与焦炭质量的相关性关系。结果表明:北美焦煤与肥煤具有低灰、低硫的优质特性,但其热性质相对国内同类煤种差,其参与的配煤结构中配合煤的挥发分、黏结指数及灰成分指标,均与焦炭的机械强度、热性质具有较高的线性拟合度,均大于0.80。通过优化配煤结构,在7m顶装焦炉中应用北美焦煤或肥煤的比例可达8%~12%,并可稳定生产出CSR约为67.5%与CSR约为70%的合格焦炭。

煤炭企业的盈利质量研究——以山西焦煤为例

在我国经济高速发展的今天,企业需要展现较强的盈利能力应对市场竞争。目前大部分煤炭企业的盈利质量未能跟上时代的步伐,存在盈利质量与盈利能力脱轨的现象,管理者对盈利质量需要有清醒的认识,确保企业持续稳定发展。本文以山西焦煤为主要分析对象,结合2019~2021年财务报表,从公司获利及获现程度、盈利的持续增长程度、稳定性等方面,对其盈利质量进行指标分析和同行业对比分析,最后结合理论和实例分析利弊,针对企业盈利质量提出建议。

焦煤配煤挥发分与黏结指数的相互关系

为研究焦煤配煤的挥发分和黏结指数之间的相互关系,以强黏结性的焦煤与2种弱黏结性煤(贫瘦煤和弱黏煤)为试验煤样进行配煤试验,通过测定配煤的挥发分和黏结指数研究配煤的黏结指数和挥发分之间的关系。结果表明:当焦煤中配入贫瘦煤或弱黏煤时,配煤的黏结指数随焦煤配煤比的增大而呈弓形增大;焦煤配入贫瘦煤和弱黏煤制备的配煤挥发分的变化规律不同,呈相反变化趋势,焦煤和贫瘦煤配煤的挥发分随焦煤配煤比的增大呈线性增大,焦煤和弱黏煤配煤的挥发分则随着焦煤配煤比的增大总体呈下降趋势;焦煤中配入贫瘦煤时,配煤的黏结指数随配煤挥发分的增大呈非线性增加,当向焦煤中配入弱黏煤时,随配煤挥发分增加,配煤的黏结指数总体呈下降趋势。因此,采用焦煤与弱黏结性煤进行配煤时,配煤的黏结指数与配煤的挥发分之间存在相互关联性,但二者之间的关系与弱黏结性煤的煤质结构有关。

冻融焦煤力学行为特征及微观结构响应规律试验研究

为深入研究煤岩在冻融与载荷作用下的力学行为特征和细观结构响应规律,开展了冻融焦煤单轴压缩试验,试验全程采用声发射和DIC系统监测,采用扫描电镜及显微镜观测了不同冻融次数焦煤细观结构及断裂面形貌。结果表明,随着冻融次数增加,煤样质量持续增长,孔隙裂隙结构显著发育,单轴抗压强度及弹性模量逐渐降低。冻融次数增加,压缩煤样声发射活动逐渐增强,且压密阶段AE事件分布密度及强度显著增加;煤样压缩全程内部拉伸微裂纹占比较大(除冻融30次外);声发射b呈“V”型变化,揭示冻融焦煤裂纹扩展速度先增后减,加载过程中b值平稳降低特征逐渐显著,微裂纹尺度不断增大。冻融次数增加,压缩煤样耗散能占比逐渐增大,弹性能占比对应减少;冻融0~20次煤样多呈劈裂拉伸破坏,冻融30次后转为剪切破坏,煤样破坏时最大主应变由17.42%降至4.65%,断面形貌由粗糙逐渐趋于光滑。建立了冻融及单轴载荷作用下冻融焦煤单轴压缩损伤本构模型,所得理论曲线与试验结果吻合度较高。研究发现,自由水冻结造成孔隙裂隙空间扩展延伸、不断强化的水岩作用以及矿物颗粒间的相互作用是造成焦煤冻融损伤的主因。

程序升温热解过程中高挥发分煤对高硫焦煤硫迁移的影响

采用程序升温热解方式进行高挥发分煤(Coal B)和高硫焦煤(Coal A)的共热解实验,以期减少焦中硫含量。开展了不同配比实验分析热解过程中硫的迁移,并设计了三组解析对比实验,分析在共热解过程中,发生硫迁移行为的主要影响因素。结果表明,焦煤Coal A含量在50%~66.7%范围时,高挥发分煤Coal B与Coal A的焦反应会降低焦中硫含量。

我国焦煤价格与库存的影响关系研究

焦煤是我国重要的基础能源,合理的库存能保障稳定的供应。根据库存周期的4个阶段,运用HP滤波法将样本进行阶段划分,并对各子样本的价格与库存进行因果关系检验,发现焦化厂、钢厂和港口的焦煤总库存与焦煤价格的规律性最显著。在此基础上,运用脉冲响应函数分析了总库存与价格的影响机制,发现在被动去库存和主动补库存阶段,价格引起库存变化:在被动去库存阶段,二者呈负相关关系,焦煤价格的上涨会引起库存下降;在主动补库存阶段,二者呈正相关关系,焦煤价格的上涨会造成库存上升。但在被动补库存阶段和主动去库存阶段,库存引起价格变化:被动补库存阶段,二者呈负相关关系,主动去库存阶段二者呈正相关关系。最后对相关政府部门和企业提出完善库存数据,应利用库存和价格规律引导焦煤市场健康发展的建议。