基于高效浮选法的中低变质烟煤深度脱灰技术研究

以神府东胜煤田中低变质程度烟煤为研究对象,首先分析了物理化学性质,据此采用物理-化学法中的高效浮选法对其进行深度脱灰制备超纯煤,采用单一变量法探究细粒级含量、矿浆浓度、药剂制度等几个关键因素对浮选效果的影响,最终通过复配捕收剂与高效浮选法实现原煤的深度脱灰,将原煤的灰分由6%降低至1.9%,且产率为35%,约为普通捕收剂的2倍。该研究对煤炭的高附加值利用走向大规模工业化生产提供了一定的基础,对煤炭企业升级转型及煤炭清洁高效利用具有重要的现实意义。

低变质烟煤中低温热解机理研究进展

中国低变质烟煤储量丰富,中低温热解是低变质烟煤极佳的利用方式,介绍了煤热解、煤热解过程的影响因素及煤热解的研究现状,重点梳理了煤热解机理的发展及热解机理的最新研究成果,现阶段实现了对煤热解过程的定量描述,对煤热解过程中的二次反应认识也得到了一定的细化,继续加大煤热解的基础研究将为中国煤炭资源的高效清洁利用指出方向,实现煤的定向热解和产物调控,更好地指导工业实际应用。

不同溶剂预处理对神府低变质煤热解特性影响的研究

采用乙醇和正己烷对神府低变质烟煤(SF)进行预处理,并在固定床热解装置上进行慢速热解,探究预处理对煤热解特性的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱法(FTIR)、热重(TG)、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)和气相色谱法(GC)对煤预处理前后变化及热解产物进行分析。结果表明,预处理能不同程度促进SF煤向轻质产物的转化,并富集焦油中的芳香化合物,乙醇预处理后,焦油中芳香烃相对百分含量增加明显(达47.99%),正己烷预处理后,焦油中苯酚相对百分含量增加(达30.43%)。

用于中低温热解的低阶烟煤型煤的制备

将低阶烟煤粉煤制成高热强度的型块用于中低温热解,可减少环境污染、提高低阶烟煤的利用率。选用东荣长焰煤为原料,以煤焦油为黏结剂,利用自制模具在液压机上压制型煤,测定型煤的强度,研究成型压力、黏结剂掺入量和原料水分对型煤性能的影响,并利用扫描电镜对型煤微观结构进行分析表征。结果表明:型煤的强度随黏结剂含量的增大而增大,随成型压力的增加先增加后减小,水分含量对型煤强度也有一定影响;煤焦油能浸润煤粒,充填在煤粒间隙,起到了良好的粘连作用;在煤焦油掺入量为10%、原料水分质量分数为13%、成型压力为63 MPa的条件下制取的型煤强度最佳,热强度、冷压强度、热稳定性和落下强度分别达到536.4 N/个、691.3 N/个、97.98%、99.49%,可满足中低温热解对原料的强度要求。

低变质烟煤加氢增塑改质的试验研究

利用高压釜装置,对低变质烟煤进行了增塑改质试验研究。结果表明,低变质烟煤加氢增塑产物的黏结指数能达到60左右。随着反应温度的升高、压力的增大、时间的延长,增塑效果越明显,试验条件增大到一定程度后,增塑效果趋于缓和,分析得出适宜的反应条件:压力为4.0 MPa,反应温度350℃,反应时间50min。

600 MW褐煤机组掺烧烟煤对MB型风扇磨性能的影响

为掌握褐煤掺烧烟煤后对MB型风扇磨煤机提升压头、研磨出力、干燥出力及运行参数选取的影响,在SO2风扇磨煤机上进行了褐煤掺烧烟煤的半工业性试磨试验以及MB3600/1000/4900三介质风扇磨的热平衡计算,同时在一维火焰燃烧试验炉和煤粉气流着火温度试验炉上进行了相应的燃烧性能测试。结果表明,劣质褐煤掺烧合适比例的优质烟煤,可提高机组的带负荷能力,且磨煤机的提升压头和干燥能力也能满足运行要求。需要注意的是,由于烟煤的磨损性能较褐煤强,可能导致打击板寿命的降低。

低阶烟煤中低温热解挥发性组分析出特性研究

利用热重分析、傅里叶红外光谱、气相色谱、气相色谱-质谱联用技术,研究了低阶烟煤热解挥发性组分析出规律,分析了原煤中低温热解后官能团结构的解离特性及热解温度对热解气与焦油收率与组成的影响。结果表明:随着热解温度升高,煤中挥发性组分的析出增多;较高热解温度下-CH_(3)、羧基的裂解较少,热解气中CH_(4)、CO_(2)的比例降低,游离氢的重组与含氧杂环的分解提升了H_(2)、CO的比例;较高的热解温度易造成焦油二次裂解与缩聚反应加剧,即焦油收率下降,且组分中酚类、脂肪烃类物质比例减少,萘类与芳香族化合物比例增加。

中低阶煤孔隙结构特征及其对瓦斯解吸特性影响

煤的孔隙结构是影响瓦斯储存和运移的重要因素。为了进一步研究中低变质程度煤瓦斯解吸特性,选取6组阜康矿区煤样进行压汞试验和瓦斯解吸试验。通过绘制进退汞曲线、统计各孔径段孔隙结构特征以及绘制瓦斯解吸曲线,着重分析了煤的孔隙形态、孔容、孔比表面积和体积分形维数及其对瓦斯解吸量及解吸速率的影响。结果表明:试验煤样均存在不同比例的开放孔,大孔主要以开放孔为主,中孔和小孔主要以半封闭孔为主,微孔主要以封闭孔为主;煤样孔容以微孔和大孔贡献为主,比表面积以微孔贡献为主。通过绘制瓦斯解吸曲线和解吸速率散点图,发现瓦斯解吸量随解吸时间先快速增加后趋于稳定值,进而拟合发现,中低阶煤瓦斯解吸曲线可采用1/Q=m/t^(0.75)+n表示,拟合度在0.995以上,其中参数m为与瓦斯解吸速率相关的参数,参数n为解吸体积常数,系数0.75可能与煤变质程度有关,后期可对不同变质程度的煤样解吸曲线进行分析,解吸速率随解吸时间呈指数式递减。将不同孔径段孔隙结构特征与解吸特性参数拟合发现,在瓦斯解吸初期,大孔中的瓦斯优先被解吸,随着孔径的减小,优先率逐渐降低。中大孔分形维数介于2.8791~2.9915,分形特征明显,解吸初速度与分形维数呈明显正相关关系,n与分形维数关系不明显。

基于Aspen Plus的低变质煤热解熄焦系统模拟与分析

针对低变质煤中低温热解水涝焦熄焦系统存在的资源能源浪费及兰炭品质下降等问题,以朗肯循环火电厂(简称循环电厂)烟气作为熄焦冷源,利用Aspen Plus流程模拟软件建立了低变质煤热解熄焦系统的工艺模型,研究了干熄焦余热发电系统的节能效率以及影响炉内传热系统效率和兰炭烧损的因素。结果表明:利用循环电厂烟气作为冷源进行熄焦,同时将水冷壁和废热锅炉回收的红焦热能用于发电,可以节省热公用工程消耗42.54%,节省冷公用工程消耗32.16%;随着干熄炉炉温的增加,CO的摩尔分数逐渐增加,CO2的摩尔分数逐渐减小,对兰炭烧损影响程度减小。

彬长矿区低煤级烟煤H2S赋存条件及成因类型

彬长矿区北部雅店煤矿主采4号煤层,建矿期间H2S含量最高达到0.0014%左右,回采期间经常发生H2S超限问题,结合研究区地质特征,分析认为,煤层顶底板致密围岩的封盖作用,导水裂隙带无法导通上覆含水层,煤的变质程度较低不利于H2S吸附等,是导致研究区H2S异常超限的主要因素。通过对4号煤层原煤中硫的分布、硫酸盐类型、地下水、地温和不饱和烃等分析,认为研究区H2S形成的条件是:30~40℃的地温适宜硫酸盐还原菌(SRB)繁殖,硫酸盐提供了物质基础,C2-C8不饱和烃提供了能量和物质条件,弱碱性地下水为其提供了生存环境,适宜H2S气体硫酸盐生物还原(BSR)作用的发生,判断该矿H2S气体为BSR成因。通过优化通风、喷浆封堵、加强排水及喷洒碱性等措施,可有效防治H2S超限,保证了工人健康与矿井安全。