基于硅藻土改性技术的褐煤脱水实验研究

介绍了一种细粒褐煤脱水的新方法——硅藻土助滤脱水,并分别以H2O2和KMnO42种改性剂对硅藻土进行表面改性处理。通过实验对比了2种助滤剂的脱水效果,阐述了实验方法、理论基础和分析指标,为褐煤脱水提供了新方向。

褐煤弱氧化改质脱水水质对比分析

为实现褐煤提质并解决褐煤主产地干旱缺水问题,采用自行设计的固定床反应器及电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）对锡林郭勒褐煤进行不同干燥介质脱水并对冷凝水水质进行对比分析,同时对不同干燥温度下的煤样在干燥过程中产生的气体产率也进行了研究。结果表明：两种不同粒径煤样随着干燥时间延长,煤样含水率逐渐降低,且脱水温度越高,含水率越低。相同干燥条件下,0.5～0mm煤样冷凝水中COD、BOD、NH3-N和TON值略大于6～3mm煤样。四种重金属离子的析出量均随着脱水温度的升高而逐渐增大,但煤样干燥冷凝水中重金属离子含量远低于地表水环境质量V类标准基本项目标准限值。氧气作为干燥介质时,CO2和CO的产生除了煤样自身发生分解之外,另一部分CO2和CO的产生来自煤样在干燥过程中发生的弱氧化反应。

两种不同脱水方式对褐煤热解特性的影响

为了对脱水提质后的褐煤规模利用提供基础数据,采用热风转筒干燥和微波脱水对褐煤进行脱水,对所得干燥褐煤进行固定床热解试验。采用热重分析仪(TG)和热重质谱联用分析仪(TG-MS)等实验设备对比研究了不同干燥煤样热解特性的变化规律,在此基础上采用模拟蒸馏分析仪以及粒度分析仪研究了热解焦油组成和热解半焦粒度的分布规律。随着微波干燥功率的增大和热风转筒干燥时间的延长,干燥煤样热解活化能增大。原煤和不同的干燥方式下煤样在热解过程中达的到最大释放强度在487.5℃左右,虽然褐煤在微波干燥后热解活性有所下降,但改变并不剧烈,干燥煤样仍保持了较高的热解活性。微波干燥煤样的挥发分产率小于热风转筒干燥煤样,且热风转筒干燥煤样细粒径含量更多,这对于热解过程中挥发分的释放具有促进作用。

脱水褐煤复吸特性及孔结构对复吸影响研究

对蒙东白音华褐煤进行不同温度热空气干燥后,考察了不同温度脱水褐煤的复吸情况,利用低温氮吸附法测定脱水褐煤的孔结构性质变化对脱水褐煤复吸的影响,并对复吸曲线进行NFLS拟合。结果表明:随着脱水温度的升高,相同复吸条件下脱水褐煤平衡复吸水分增量增加;孔容和比表面积增大,脱水褐煤复吸能力增强;复吸曲线拟合符合ExpAssoc模型。

脱水褐煤的孔隙结构对复吸性能影响

采用低温氮吸附法对不同温度热空气(<180℃)脱水后褐煤的孔结构进行表征,得到吸附/脱附等温线,依据NLDFT理论得出孔结构参数,并应用FHH模型计算分形维数.通过实验考察脱水褐煤的复吸率(MRV),分析了孔结构变化对复吸的影响.结果表明:脱水褐煤中存在大量一端封闭的盲孔,中孔和大孔主要以开放性孔形式存在;脱水温度140℃时中孔数量明显增加,孔容、比表面积及平均孔径均随脱水温度升高而增大;脱水褐煤的分形维数为2.52±0.03,并随脱水温度升高而增大;MRV与脱水温度成正比,脱水褐煤的复吸性能由比表面积、孔容、平均孔径等因素共同影响,其中比表面积影响最显著.

脱水褐煤中矿物质对复吸性能的影响

利用XRF、低温灰化+XRD及FTIR分析胜利高灰褐煤中矿物质组成及特性,在30℃不同相对环境湿度条件下,考察了脱水褐煤的复吸性能,研究了矿物含量对脱水褐煤复吸性能的影响.结果表明:胜利褐煤中矿物有石英、高岭石、白云母、石膏、正长石和赤铁矿等,其中石英和高岭石含量最高,分别占矿物总量的38.1%和28.4%;脱水褐煤的复吸性能受到环境湿度和矿物含量的影响,同一相对湿度下煤样的复吸率随着矿物含量的升高而降低;煤中矿物表面基团吸附水分子的能力较有机含氧官能团弱.