东胜矿区煤制高浓度水煤浆技术的研究

发布时间：2020-10-27 22:40

　　 东胜煤具有高内水、低灰、低灰熔点、低成浆浓度的特点。实验选用东胜煤(MD、NLM、DC)和HDG煤样,对四种煤样进行工业分析、元素分析、HGI、红外光谱分析、晶体矿物组成等分析。将东胜煤与HDG煤样进行单煤、配煤和配煤结合粒度制浆,通过对浆体表面电负性、表面润湿性、晶体矿物组成、分形维数的分析,深入研究配煤结合粒度对改善东胜煤成浆性的影响机理。同时基于Matlab软件,采用多元线性回归理论,选取水煤浆成浆浓度影响因子:水分、灰分、氧碳比、可磨性指数、分形维数,建立单煤、配煤、配煤结合粒度成浆浓度预测模型。主要结论如下:单煤制浆,MD成浆浓度为52.25%,NLM成浆浓度为58.02%,DC成浆浓度为59.26%;配煤后,MD最高成浆浓度比原煤提高6%,NLM最高成浆浓度比原煤提高4%,DC最高成浆浓度比原煤提高2%,且浆体表观粘度均变小,流动性、稳定性变好,配煤能够有效的改善东胜煤成浆性能。采用配煤结合粒度后,浆体最高成浆浓度均比配煤提高1-3%,且浆体达到同一浓度,HDG的添加量有所减少;随着配入的HDG粒度的减小,浆体析水率降低稳定变好,浆体粘度有变小趋势,流动性有变好趋势。但并不是配入的HDG煤样越细,浆体流动性越好、粘度越小,存在一个粒度的平衡点。配入的HDG煤样越细,所制浆体表面Zeta电位值越大,浆体稳定性越好;随着HDG配入量的增加,煤样的亲水性变差,浆体成浆浓度升高;煤中矿物质高岭石、方解石、一水软铝石可降低水煤浆粘度;配煤分形维数(D)相对较低,D均在2.3左右,配煤中添加级配能够提高煤粉的分形维数,其值均大于2.3,分形维数高,其成浆浓度偏高,通过测定煤粉的分形维数可评判成浆性的好坏。通过Matlab软件建立水煤浆浓度预测模型,预测浓度与真实浓度之间的误差值均在2%以内,预测模型在一定程度上能够准确预测水煤浆浓度。
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TQ536
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 煤炭资源和东胜煤资源
        1.1.1 我国煤炭资源
        1.1.2 东胜煤概况及特点
    1.2 国内外水煤浆技术应用现状
    1.3 影响水煤浆成浆性因素
        1.3.1 煤质
        1.3.2 添加剂
        1.3.3 粒度
    1.4 国内外低阶煤水煤浆技术的研究现状
    1.5 分形维数
        1.5.1 分形维数介绍
        1.5.2 分形维数的计算方法
    1.6 主要研究内容及研究目标
        1.6.1 主要研究内容
        1.6.2 研究目标
2 实验部分
    2.1 煤样的制备与分析
        2.1.1 煤质分析
        2.1.2 煤样粒度分析
        2.1.3 灰熔融温度分析
        2.1.4 煤样孔隙率分析
        2.1.5 煤样红外光谱分析
        2.1.6 煤样表面润湿性分析
        2.1.7 煤样晶体矿物组成
    2.2 主要仪器与试剂
    2.3 煤样的粒度分级
    2.4 水煤浆制备与测定方法
3 提高东胜矿区水煤浆浓度的研究
    3.1 单煤水煤浆成浆性研究
        3.1.1 水煤浆添加剂的选择
        3.1.2 水煤浆添加量的选择
        3.1.3 单煤水煤浆成浆性研究
    3.2 配煤对东胜煤水煤浆成浆性的影响
        3.2.1 配煤对东胜煤水煤浆最高成浆浓度的影响
        3.2.2 配煤对东胜煤水煤浆表观粘度的影响
        3.2.3 配煤对东胜煤水煤浆流变性的影响
        3.2.4 配煤对东胜煤水煤浆流动性的影响
        3.2.5 配煤对东胜煤水煤浆稳定性的影响
    3.3 配煤结合粒度对东胜煤水煤浆成浆性的影响
        3.3.1 配煤结合粒度对东胜煤水煤浆最高成浆浓度的影响
        3.3.2 配煤结合粒度对东胜煤水煤浆表观粘度的影响
        3.3.3 配煤结合粒度对东胜煤水煤浆流变性的影响
        3.3.4 配煤结合粒度对东胜煤水煤浆流动性的影响
        3.3.5 配煤结合粒度对东胜煤水煤浆稳定性的影响
    3.4 本章小结
4 水煤浆成浆机理及水煤浆浓度预测模型的建立
    4.1 水煤浆成浆机理
        4.1.1 煤的表面润湿性对煤样成浆性的影响
        4.1.2 煤的表面电负性对水煤浆成浆性的影响
        4.1.3 煤中矿物质对水煤浆粘度的影响
        4.1.4 分形维数对水煤浆成浆浓度的影响
    4.2 水煤浆浓度预测模型
        4.2.1 配煤水煤浆浓度预测模型
        4.2.2 配煤结合粒度水煤浆浓度预测模型
    4.3 本章小结
结论
参考文献
附录1 配煤预测模型数据
附录2 配煤结合粒度预测模型数据
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果

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本文编号：2859169