煤沥青可溶组分在甲苯中缔合行为的研究

采用流体力学参数法研究了煤沥青可溶组分TS在甲苯中的缔合行为,确定了TS在甲苯中不同温度下的临界缔合浓度,并计算出缔合过程中成核阶段和成团阶段的缔合动力学参数。结果表明,293-353 K,TS溶液黏度随浓度的增加而增加,在13-26 g/L的浓度时出现了拐点,且拐点随温度升高而沿坐标轴方向右移。成核阶段和成团阶段均为一级缔合反应,两阶段活化能分别为17.25和12.41 kJ/mol。

配煤对气化焦孔隙结构及分形特征的影响

依据不同配比的焦煤、焦煤洗中煤和神木长焰煤配煤制备气化焦,利用低温氮气吸附法、压汞法和扫描电镜分析焦炭孔隙结构的变化规律,使用FHH模型在p/p0为0～0.5和0.5～0.9的相对压力下分别计算两个分形维数D_1和D_2,分析了配煤对焦炭孔隙分形特征的影响。结果表明:焦炭的微孔孔径主要分布在0.5nm～1.0nm之间,中孔孔径主要分布在2.0nm～12.0nm之间。随配煤灰分的增加,配煤灰分对焦炭孔隙的形成既有促进作用又有阻碍作用,焦炭中微孔的孔径分布呈现向孔径更大位置移动的趋势,微孔和中孔数量先增加后减少,与焦炭比表面积和孔体积变化规律一致,焦炭大孔数量先增加后略微减少;焦炭孔隙有两种分形特征D_1和D_2,D_1反映孔隙表面的粗糙度,配煤灰分增高导致更多的矿物质在高温分解成球形颗粒析出在孔隙表面,从而使得D_1增大;D_2和焦炭孔体积变化规律相似,随着配煤灰分的增高,焦炭孔隙内部复杂程度先增高后减小,D_2先增大后减小。

复配CaO对焦炭灰熔融性的影响研究

将氧化钙配入原煤中,经过焦化实验后,进行煤灰激冷实验,分析配入氧化钙后焦炭灰在不同温度下矿物质的组成变化,进而研究矿物质组分差异对焦炭灰熔融性的影响。结果表明,大量存在的氧化钙会和焦炭灰中无定型的硅铝氧化物反应生成较多的钙长石、钙铝黄长石,长石类矿物和石英、假硅灰石等矿物质反应容易形成低温共熔体。从815℃升高到1050℃阶段,硬石膏的衍射峰逐渐减小,衍射强度减弱,在1150℃时硬石膏完全消失。当CaO添加比例改变时,焦炭灰熔融温度随着变化,所以配入氧化钙可以有效改善焦炭灰熔融温度。

不同干燥方式对褐煤孔结构及复吸特性的影响

采用低温氮吸附法和扫描电子显微镜,研究了氮气干燥、空气干燥、热压干燥前后煤样的孔隙结构和表面特性,同时对干燥后煤样进行了复吸试验研究。结果表明:氮气干燥和空气干燥后煤样的比表面积、孔容和平均孔径均增大;热压干燥后煤样的比表面积和孔容降低,平均孔径增大。扫描电镜显示,空气干燥和氮气干燥后煤颗粒表面更加不平整,裂缝变大、孔洞增多;而热压干燥后煤样表面变得平滑,裂缝被挤压在一起,孔洞减少。复吸试验结果表明:干燥后煤样复吸25 h后,复吸曲线趋于平缓,氮气干燥和空气干燥煤样复吸后的水分在13%左右,热压干燥煤样复吸后水分为9%,且热压干燥煤样的水分复吸速率较小。

萃取条件对制备煤系针状焦原料的影响

以煤焦油沥青为原料，采用一次溶剂萃取静置沉降的办法，制得2～4环芳烃为主的精制沥青。考察了烷烃含量和溶剂溶质比等条件对萃取效果的影响，并用精制沥青热聚合制备针状焦。结果表明，随着烷烃含量的升高，萃取液粘度变低，精制沥青的收率变小；精制沥青收率随溶剂溶质比的增大而增加，萃取液的黏度随着溶剂溶质比的增大而减小；温度升高，沥青的溶解度先增大后变缓。综合考虑适宜的操作条件为：当烷烃含量为5％～10％、溶剂溶质比为2：1、沉降时间为6h以及沉降温度为60℃时，将所得精制沥青热聚合制备针状焦，微观结构良好，具有广泛的纤维状结构。

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.