锡盟褐煤的中低温热改质及成浆性的实验研究

发布时间：2017-04-21 11:24

  本文关键词：锡盟褐煤的中低温热改质及成浆性的实验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着全球能源供需格局的变化和高阶煤价格的不断升高、储量的不断下降,低阶煤储量丰富、开采成本低、市场价格低廉等优势逐渐凸显,可以预见,低阶煤的高效清洁利用将在我国具有广阔的发展前景。低阶煤的水分含量高、热值低、易自燃等特点限制了其在工业上的应用,因此对低阶煤进行干燥提质是其应用的前提。 本文针对锡盟褐煤中低温热改性实验研究,分别对改质前后的煤样进行煤质特性分析、扫描电镜(SEM)、氮吸附、重吸收实验、成浆试验。探究水分含量、微观形貌、孔隙容积和比表面积、重吸收水分特性等煤质因素对其成浆性的影响。 低温热改性采用快速水分干燥仪模拟恒温蒸发干燥过程。在扫描电镜中观察发现干燥后的煤样表面形貌有所变化,出现断裂、粉化等现象。比表面积和孔容积有小幅度的增大。选择蒸发干燥过程中不同的干燥温度(70、100、120℃)、粒径(0.5-0.6、0.6-1.6、1.6-4mm)、干燥时间(2,3.5,9,30min)研究其对干燥特性的影响。发现干燥过程主要受温度、粒径的影响；而重吸收水分主要取决于最终水分含量、孔隙结构的破坏情况、粒径和环境湿度变化。将干燥过程的实验数据与常用的干燥方程进行拟合,其中Modified Henderson and Pabis模型拟合效果最好。并应用Fick扩散模型和Arrhenius经验公式计算得到该褐煤恒温蒸发干燥过程的有效扩散系数和活化能。 中低温(100-350℃)热改性实验采用N2气氛炉进行实验,,结果发现中温热改性可有效脱除褐煤的内水分和含氧官能团,提高褐煤的煤阶；改性后褐煤表面逐渐平整、硬化、形状规则化；并且随着热改性温度的提高,褐煤的孔隙结构发生了变化,终温为100℃改性后的煤样微孔减少,中大孔有所增加；终温继续升高,不同孔径的分布数据较原煤皆有所减小,变化规律不明显。比表面积和孔容积均经历了先增加后减小的过程,转折温度为100℃。 成浆试验表明：随着热改性温度的升高,褐煤浆体定黏浓度逐渐增大,皆呈现剪切变稀的假塑性流体特征；热改性能够有效地提高锡盟褐煤的定黏浓度,并进一步改善了浆体的流动性和稳定性。
【关键词】：锡盟褐煤 中低温 热改性 干燥动力学 成浆特性
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK16;TQ530
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-25
• 1.1 低阶煤利用的概况12-16
• 1.1.1 国内外低阶煤资源概况12-14
• 1.1.2 国内外低阶煤的利用途径14-16
• 1.2 低阶煤热改性的意义16-17
• 1.3 低阶煤热改性工艺的研究现状17-23
• 1.3.1 热空气、烟气干燥低阶煤工艺17-19
• 1.3.2 蒸汽干燥低阶煤工艺19-21
• 1.3.3 烟气、蒸汽干燥低阶煤技术的比较21-23
• 1.4 低阶煤热改性理论的研究现状23-24
• 1.5 本文主要研究内容24-25
• 2 锡盟褐煤的水分测量方法研究25-31
• 2.1 锡盟褐煤的煤质特性25
• 2.2 褐煤中的水分分布25-26
• 2.3 传统的内外水测量试验26-28
• 2.3.1 实验方法及设备26-27
• 2.3.2 实验数据与分析27-28
• 2.4 恒温恒湿法测量内外水试验28-30
• 2.4.1 实验方法及设备28-29
• 2.4.2 实验结果与分析29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 3 锡盟褐煤的低温热改性的实验研究31-41
• 3.1 引言31-32
• 3.2 研究方法及设备32-34
• 3.2.1 实验方法32-33
• 3.2.2 实验仪器33-34
• 3.3 实验结果与分析34-40
• 3.3.1 热改性前后煤样表面形貌结果特征34-35
• 3.3.2 热改性前后煤样空隙结构35-36
• 3.3.3 干燥与重吸收实验结果36-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 锡盟褐煤的低温热改性的干燥动力学分析41-47
• 4.1 引言41
• 4.2 锡盟褐煤低温热改性薄层干燥模型41-44
• 4.2.1 薄层干燥模型介绍41-42
• 4.2.2 模型拟合结果及分析42-44
• 4.3 锡盟褐煤低温热改性的动力学分析44-46
• 4.3.1 干燥动力学概述44
• 4.3.2 计算结果及分析44-46
• 4.4 本章小结46-47
• 5 锡盟褐煤的中低温热改性的实验研究47-56
• 5.1 引言47
• 5.2 研究方法及设备47-49
• 5.3 实验结果与分析49-54
• 5.3.1 中低温热改性实验结果49-50
• 5.3.2 煤样的SEM分析50-52
• 5.3.3 煤样的氮吸附实验结果52-53
• 5.3.4 煤样的重吸收实验结果53-54
• 5.4 本章小结54-56
• 6 锡盟褐煤的成浆试验56-71
• 6.1 引言56-57
• 6.2 实验方法和设备57-60
• 6.2.1 水煤浆样品的制备57
• 6.2.2 水煤浆样品的分析方法57-59
• 6.2.3 实验设备59-60
• 6.3 热改性前后锡盟褐煤的成浆特性60-67
• 6.3.1 热改性温度对粘浓特性的影响规律61-62
• 6.3.2 热改性对浆体流变特性的影响规律62-66
• 6.3.3 热改性对浆体稳定性的影响规律66-67
• 6.4 中低温热改性促进褐煤成浆的机理分析67-69
• 6.4.1 煤阶特征参数对成浆性的影响67
• 6.4.2 微观形貌对成浆性的影响67-68
• 6.4.3 孔隙结构对成浆性的影响68
• 6.4.4 重吸收特性对成浆性的影响68-69
• 6.5 本章小结69-71
• 7 全文总结与展望71-74
• 7.1 总结71-72
• 7.2 展望72-74
• 参考文献74-81
• 作者简介81

【参考文献】

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本文编号：320261