锡林郭勒褐煤的热溶及其热溶物的配煤炼焦研究

发布时间：2020-08-09 19:31

【摘要】：本论文通过对锡林郭勒褐煤(XLGL)、1/3焦煤的在不同因素下热溶工艺的探索,分别比较热溶温度变化和溶剂的改变对XLGL褐煤、1/3焦煤热溶性能的影响,并通过TG-DTG热重曲线、FT-IR红外光谱、元素分析、动态粘弹性分析以及酸性官能团的测定等分析表征手段研究热溶物的结构和组成,同时考察添加热溶物以及部分热不溶物进行配煤炼焦对焦炭质量的改善效果,揭示煤的结构与组成对其黏结成焦能力的影响规律。热溶实验结果显示:热溶可以脱除煤中的灰分。热溶温度的变化对XLGL褐煤的热溶性质有显著影响,温度过高或过低都不利于XLGL褐煤的热溶。在非极性溶剂1-甲基萘(1-MN)作为热溶溶剂时,360℃时XLGL褐煤的热溶率最高,约45.8%。而溶剂对XLGL煤的热溶性能也有着不同程度的影响,其中1-甲基萘+10%甲醇(1-MN+10%MT)热溶产率最高,约79.8%,CMNO次之,1-MN最低。温度在360℃时,极性溶剂对XLGL褐煤的热溶效果比非极性溶剂的好。360℃时在1 MN中加入甲醇,XLGL褐煤热溶率升高明显,而CMNO也有所升高,大约升高了10%左右。1-MN+10%MT产率高的原因可能是甲醇和煤中的-OH官能团发生了醇解反应。随溶剂极性增强,溶剂对煤结构破坏加剧,抽提出更多的芳香烃类结构等重质组分。但是,1/3焦煤的热溶产率随着温度的升高逐渐升高,在非极性1-MN中,380℃热溶产率达到最高,约75.6%。1-MN中添加10%甲醇、CMNO的热溶效率均低于1-MN,分别下降了12.9%、4.8%可能是因为极性溶剂不利于煤的大分子缔合结构的破坏,使得热溶率降低。考察热溶物在塑性阶段的动态粘弹性发现,XLGL褐煤在1-MN作为溶剂时,340℃热溶物的软化温度最低,这是由于随着热溶温度的升高,热溶抽提出更多的难以挥发和分解的芳香烃结构等重质组分,导致其在热解过程中软化温度升高。而热溶温度为360℃时,CMNO热溶物的软化温度最低,热塑性温度区间较宽,表明CMNO热溶物中含有更多的小分子化合物。1/3焦煤在360℃时1-MN热溶物的软化温度最低,固化温度最高,热塑性区间最宽,而1-MN+10%MT热溶物软化温度最高,热塑性区间最窄。热溶物在塑性阶段滞留时间越长,对焦炭的质量改善效果就越好。考察不同XLGL褐煤、1/3焦煤的热溶物应用于配煤炼焦,并对焦炭的质量分析表明,添加XLGL褐煤热溶物炼焦时,随着热溶温度的升高,焦炭的质量逐渐降低,但与基准焦对比,焦炭质量提升明显。添加360℃CMNO热溶物炼焦后,焦炭的反应性PRI降低了16.2%,反应后强度和显微强度明显提升。CMNO热溶物改善效果最好,1-MN+10%MT热溶物次之,1-MN热溶物最差。添加XLGL热不溶物炼焦时,对焦炭质量不具有改善效果,但是焦炭性质高于添加XLGL原煤焦炭,表明热溶工艺具有改质作用。在相同条件1/3焦煤不同溶剂得到的热溶物对焦炭的改善效果也有所不同,其中1-MN的热溶物改善效果最好,CMNO热溶物次之,1-MN+10%MT热溶物最差。1/3焦煤1-MN热溶物对焦炭的改质效果高于XLGL褐煤1-MN热溶物,而CMNO、1-MN+10%MT热溶物均低于XLGL褐煤热溶物的改善效果。
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ520.62
【图文】：

煤化度,非共价键,煤大分子结构,比例图

子结构内部复杂多样的非共价键的作用与煤化度 map of the relationship between the strength of vbonds in coal and the coal rank的影响要素内外众多研究工作者对煤热溶的研究饱含热常我们划分为化学条件和物理条件两种。有

热溶,设备图,连续流动

图 2-1 煤的连续流动热溶设备图Figure 2-1 Schematic of the apparatus of a flow type extractor1.2 间歇热溶验方法：1）称量约 50.0g 的煤样，放入容量为 1 L 高压反应釜中，缓慢投入保证煤样质量与溶剂体积的比为 1:10），盖上反应釜专用盖，并把确保气密性良好。2）然后通入 99.999%高纯 N2洗吹空气三次，然后充入压力为 5.0以检测其气密性，待 12h 后，再次观察压力表的示数，确认系统气开始加热。3）开启搅拌，速度调至 100r/min，然后以 10℃/min 的速率升温至，恒温反应 3 小时。4）热溶反应结束后，关闭加热装置，让反应釜自然冷却至室温后

【相似文献】