神华煤在有机溶剂中溶胀动力学的研究

研究了不同温度( 4 0℃～1 2 0℃)下神华煤在有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺、四氢萘和循环油中的溶胀动力学.结果表明:随温度升高,神华煤在有机溶剂中的溶胀速率在增大,但在极性溶剂N,N-二甲基甲酰胺中的溶胀速率远大于在非极性溶剂四氢萘中的溶胀速率;神华煤的溶胀行为符合一级反应动力学方程;神华煤在三种溶剂中的活化能均小于1 0 k J/mol,表明在溶胀过程中,其速度由溶剂分子在煤中的扩散所控制.

依兰煤在液化溶剂中的溶胀动力学研究

笔者以依兰煤为原料，研究了依兰煤在室温至2000℃范围内在液化起始溶剂和循环溶剂中的溶胀行为，并确定了依兰煤在试验条件下的溶胀动力学参数。试验结果表明：依兰煤在液化起始溶剂和循环溶剂中的溶胀度随溶胀温度的增加和溶胀时间的延长而增大；依兰煤在这2种溶剂中的溶胀都是受Case-Ⅰ扩散控制为主的过程，其溶胀活化能分别为4．18和4．22kJ·mol^-1。

几种煤的溶胀动力学研究

测定了不同溶胀时间下胜利煤、H煤和神华煤在九江循环溶剂中的的溶胀度,研究了这三种煤在常压下溶胀动力学行为.胜利煤、神华煤和H煤的平衡溶胀度(溶胀4 h)分别为1.068,1.054和1.162.胜利煤和神华煤约35 min达到溶胀平衡,H煤约20 min即达到溶胀平衡.开发了一种新的溶胀动力学模型——吸附溶胀动力学模型,按二级动力学方程对煤粒的溶胀行为进行描述,并利用文献查得的Suuberg法动力学方程分析可知,胜利煤、H煤和神华煤在九江溶剂中的扩散主要是Case-Ⅱ扩散.经比较可知,吸附溶胀法较Suuberg法能更好地描述煤的溶胀行为.

神华抽余煤的溶胀动力学研究

研究了五种神华抽余煤在不同溶剂中的溶胀动力学,考察了溶剂抽提对溶胀性能的影响,探讨了神华抽余煤的溶胀机理。实验结果表明,CS2/NMP混合溶剂抽余煤的溶胀速率随着溶胀温度升高而增大;溶剂抽提对抽余煤的溶胀具有较大影响,其中抽余煤在NMP溶剂中溶胀速率明显大于THN;抽提率越大的抽余煤,溶胀表观活化能越大,溶胀越难进行;两种溶剂中抽余煤溶胀表观活化能均小于10kJ/mol,表明其溶胀过程由溶剂分子的扩散控制。

混合溶剂超临界萃取大柳塔煤的研究

在一半连续装置上考察了以甲苯为主体的混合溶剂在超临界状态下对神府煤田大柳塔煤的萃取结果，得到了萃取物和气体生成速率随温度的变化关系，并与甲苯为溶剂时的萃取结果作了比较。实验结果表明，萃取过程中萃取物生成速率随温度的变化与煤热分解时失重速率变化相似。煤在各溶剂中的膨润比与其对应的萃取转化率无明确的相关关系。动力学处理结果表明，甲苯及其混合溶剂对大柳塔煤的萃取过程在宏观上都可分两段用二级反应来描述，其分界点在３３０℃左右。低温区表观活化能为２～２８ｋＪ／ｍｏｌ，高温区为１２０～１８５ｋＪ／ｍｏｌ。

PAM/CMC/煤复合水凝胶的制备与溶胀性能研究

在室温下以过硫酸铵(APS)为引发剂、四甲基乙二胺(TEMED)为催化剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,利用自由基聚合反应制备了聚丙烯酰胺/羧甲基纤维素钠/煤(PAM/CMC/Coal)复合水凝胶。通过傅里叶红外光谱(FTIR)对煤和复合凝胶的化学结构进行了表征,利用扫描电子显微镜(SEM)研究了复合凝胶的孔结构。通过重量法考察了煤含量对凝胶的溶胀性能,包括平衡溶胀、溶胀速度以及水分子在凝胶中的扩散系数的影响。研究发现,随着煤含量的增加,凝胶的平衡溶胀比下降。通过一级和二级方程对凝胶的溶胀动力学进行了拟合,凝胶的扩散指数n都大于0.5,说明水分子在凝胶里的扩散均符合non-Fickian扩散机理。在煤含量小于2.5%时,随着煤含量的升高,凝胶的溶胀速度亦升高;在煤含量大于2.5%时,随着煤含量的升高,凝胶的溶胀速度下降。

鑫源煤在有机溶剂中的溶胀特性研究

对不同溶胀时间、不同溶剂、矿物质、预处理和金属无机盐等实验条件下鑫源低阶烟煤的溶胀行为和溶胀动力学进行了研究.结果表明,随着时间的延长,溶胀率逐渐增大,48 h溶胀基本达到平衡,溶胀特征是典型的slow-climbing-type溶胀;煤在混合溶剂中的溶胀率大于单一溶剂中的溶胀率,在极性溶剂中的溶胀率大于非极性溶剂中的溶胀率;脱除矿质元素后,煤溶胀率增大;溶胀、酸洗和碱洗使煤溶胀率增大,烘干使煤溶胀率减小;溶胀动力学表明,该煤的溶胀行为符合一级反应动力学方程,在THN和吡啶溶剂中的表观活化能均小于20 kJ/mol,这与煤中范德华力的破坏相对应,溶胀机制是由Case-Ⅱ扩散控制的.

煤溶胀影响因素及溶胀技术的应用

以煤溶胀机理、溶胀动力学等为基础,综述了溶剂性质、煤阶、氧化、温度、预处理、溶胀时间、水分、煤粉粒度等对煤溶胀的影响。结果发现:溶剂的供电子数目(EDN)、溶剂碱性、溶剂类型对煤的溶胀有不同的影响。煤阶对煤的溶胀影响较大,表现在随着C的增多,溶胀度也在增大,但当C含量大于85%时,溶胀度急剧降低。氧化煤易于溶胀。升高温度和预处理均有利于煤的溶胀。煤粉粒度越小溶胀度越好。脱除煤中的矿物质后有利于提高煤的溶胀度,但增加幅度不大。最后详细介绍了煤溶胀技术在研究煤分子结构、煤热解、煤液化方面的应用。

溶胀技术在煤科学中的研究进展

综述了煤溶胀技术的研究进展,着重从溶胀机理、煤溶胀度的影响因素、煤中氢键与溶胀率关系、溶胀动力学及溶胀煤的表征分析等几个方面论述了溶胀技术在煤科学中的研究进展。

煤溶胀动力学与热力学的研究

以煤溶胀机理、氢键等为基础,从热力学和动力学方面综述了煤溶胀的本质,讨论了溶剂性质、氧化、温度、煤粉粒度及热处理对溶胀动力学的影响。结果表明:溶胀过程中,表观活化能和速率常数不仅与溶剂分子的空间属性有关,还受溶剂分子形状的影响;混合溶剂的协同效应极大地提升了溶胀速率,增大了表观活化能;抽提煤的干燥条件不同及煤经过氧化后,溶胀机理均会发生明显改变。最后详细介绍了煤溶胀技术对煤分子结构的影响及在煤液化方面的应用。

溶胀预处理煤气化特性及动力学研究

采用热重分析对以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂溶胀预处理的煤气化特性进行研究,考察了溶胀预处理温度、溶胀预处理时间及超声作用时间对褐煤气化特性的影响,同时研究了不同煤种溶胀预处理后的气化反应特性,并采用一级反应模型对其相应表观动力学参数进行了计算。结果表明:溶胀预处理后煤气化失重率提高,除贫煤外,烟煤、褐煤经溶胀预处理后其气化过程从两阶段失重变为三阶段失重,溶胀预处理有利于缩短反应时间;随着溶胀温度升高和超声作用时间增加,溶胀褐煤的气化失重率下降,溶胀预处理时间对褐煤最终失重率、反应速率影响较小;经过溶胀预处理,褐煤失重率提高幅度最大,贫煤次之,烟煤最小。