小红沟煤组分分离与热解焦油产率影响因素研究

发布时间：2020-10-29 12:45

　　 新疆侏罗纪煤炭资源丰富,预测资源量居全国首位,低变质烟煤占预测资源量的80%,主要用作动力煤,利用方式粗放。新疆地区干旱缺水,发展高附加值、节约水资源的煤化工产业是实现区内煤炭资源可持续健康发展的有效途径之一,本文旨在为新疆侏罗纪煤的高效、洁净利用提供第一手基础资料。本文系统分析了小红沟侏罗纪煤的煤质特征与煤岩特性,通过基础煤质分析确定了该煤的加工利用方向,对手选镜煤和丝炭单组分进行了对比分析,理清了两者的性质特点及差异。通过重液分离法确定的小红沟煤不同显微组分最佳分离密度级为:镜质组小于1.31g/cm~3,惰质组1.31-1.47g/cm~3;以润湿性等煤岩组分物理化学性质差异为主体,参考浮选产率和组分富集率等参数,探究了充气量、转速、矿浆浓度、捕收剂用量、起泡剂用量等5种单因素对浮选综合效率的影响,确定了煤岩组分的最佳浮选工艺条件是:充气量0.25m~3/(m~2.min),转速2000rpm,矿浆浓度40g/L,捕收剂用量1600g/t,起泡剂用量160g/t。最佳条件下浮物产率为61.31%,浮物中镜质组含量为80.79%,浮选综合效率为30.34%。根据小红沟煤的煤炭特性,认为以提高焦油产率为核心的低温热解是提高其利用效率的有效途径。对小红沟煤进行了低温热解实验,探讨了煤的组分组成、煤的预处理及热解工艺等三类因素对焦油产率的影响。结果表明,热解原料中镜质组含量影响显著,镜质组富集煤的焦油产率比原煤提高2.47%;预处理中溶胀影响明显,比未处理原煤提高4.6%;热解工艺中影响较大的是热解终温和催化剂,分别使焦油产率较原煤提高0.57%和0.77%。对影响热解的主要因素正交实验分析发现,影响焦油产率主要因素大小顺序为:溶胀热解终温升温速率催化剂超声波保温时间,最佳工艺参数是:NMP+EDA溶胀36h,热解终温570℃,升温速率12℃/min,催化剂1:20,超声波处理15min,保温时间18min。在此条件下,煤样焦油产率为16.76%,较原煤提高7.63%。对小红沟原煤和热解半焦比较分析发现:低温热解主要脱除了原煤和镜煤中脂肪氢和烷基化官能团,而丝炭中的碳氧结构会有一定减少,热解后芳香度增加;镜质组富集物较原煤和惰质组富集物热解活性高;溶胀能脱除与低温热解类似的官能团,还能降低煤的芳香度,使煤总体活性增强,可获得较多的焦油产物;化学处理较物理处理原煤对热解焦油产率影响更加显著。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TQ530.2
【部分图文】：

图 1.1 新疆煤炭资源分布图Fig.1.1 Distribution of coal resources in Xinjiang要为早中侏罗世，石炭二叠纪、三叠纪含煤地层层数多，厚度稳定，埋藏较浅，地质构造比较简、不粘煤、弱粘煤）为最多，占预测总储量的 8

煤岩显微组分的应用Fig.1.2Theapplicationofcoalmacerals

从小红沟煤累积粒度曲线知：物料的粒度组成情况可由曲线的形状大致判断出来，对于正累积的粒度曲线性质可知，曲线向左下方凹进，则表明物料中细粒级含量较多。由小红沟煤累积灰分曲线知：粗粒级颗粒和细粒级颗粒灰分较高，而中间粒级颗粒的灰分较低，说明矸石易碎而原煤硬度较大，与原煤落下强度测定结果相符，实验结果较准确。对各粒级灰分加权后，所得的结果与原煤灰分差值小，实验结果符合要求。2.3.4 发热量分析对小红沟原煤进行发热量测定，煤样干基高位发热量测定结果为（Qgr.d）30.56MJ/kg，按照 GB/T 15224.3-2010《煤炭质量分级》标准规定，属于高发热量煤，可作为优质动力用煤使用。2.3.5 热解和黏结成焦性分析对小红沟煤进行热解和黏结成焦性测定，评定结果见表 2.7。表 2.7 小红沟煤热解和黏结成焦性分析Table2.7 The analysis of pyrolysis and bonding of coke
【参考文献】

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本文编号：2860920