提质褐煤复吸水分主要影响因素的解析及其动力学分析

发布时间：2021-06-10 20:19

　　随着一次能源消耗的持续增长，优质煤储量大幅下降。低品质煤，尤其是相对丰富的褐煤资源的大规模开发利用可在较大程度上减轻我国能源资源短缺和环境污染的压力。褐煤高水分含量导致其运输成本较高、转化效率较低，在很大程度上限制了褐煤大规模利用的范围。为了使褐煤利用效率最大化，必须对其进行提质预处理。而提质褐煤具有的发达的孔隙结构及丰富的亲水性含氧官能团使其表面活性较高、极易复吸水分，因此有必要探究褐煤孔结构与含氧官能团对提质褐煤水分复吸影响的内在机制，以使提质煤储存过程中能够保持表面稳定，这对于褐煤提质具有重要指导意义。论文选取内蒙古锡盟褐煤作为研究对象，首先对褐煤原煤进行了不同程度的干燥提质，详细考察了不同提质煤样的孔结构特性、含氧官能团含量及水分复吸行为，分析了孔结构及含氧官能团对提质褐煤平衡含水量的影响；考察了水蒸气在煤样上的等温吸附行为及吸附动力学，初步探究了水蒸气在提质煤上的吸附机理。所得结果主要包括以下几个方面：（1）褐煤在热处理过程中的孔结构变化主要由大孔和中孔结构的收缩与坍塌引起，孔结构的这种变化导致了提质褐煤亲水性下降。孔结构的持水能力随干燥温度的升高而降低，且干燥温度高于280... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景及选题依据
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 选题依据
    1.2 褐煤中水分的赋存以及与煤结构之间的关系
        1.2.1 褐煤中水分的赋存及脱除
        1.2.2 褐煤中的水分与孔结构之间的关系
        1.2.3 褐煤中的水分与含氧官能团之间的关系
    1.3 褐煤的干燥特性
        1.3.1 褐煤干燥脱水技术
        1.3.2 褐煤干燥过程中物理结构的变化
        1.3.3 褐煤干燥过程中化学结构的变化
    1.4 提质褐煤的水分复吸特性
        1.4.1 提质褐煤对水分的等温吸附行为
        1.4.2 提质褐煤对水分的吸附动力学
    1.5 论文研究内容
第二章 实验用煤样、设备与方法
    2.1 实验用煤样
    2.2 实验用仪器设备
    2.3 实验用化学试剂
    2.4 实验方案
        2.4.1 褐煤的提质
        2.4.2 提质褐煤平衡含水量的测定
        2.4.3 提质褐煤对水分的等温吸附
        2.4.4 提质褐煤对水分的动态吸附
    2.5 样品表征
        2.5.1 褐煤孔结构表征
        2.5.2 褐煤中含氧官能团的测定
第三章 提质褐煤物理化学结构与煤样持水能力之间的关系
    3.1 干燥温度与干燥时间对褐煤干燥过程的影响
    3.2 干燥温度与干燥时间对褐煤复吸过程的影响
    3.3 干燥温度与干燥时间对褐煤孔结构的影响
    3.4 干燥温度与干燥时间对褐煤含氧官能团的影响
    3.5 提质褐煤物理化学结构对其亲水性的影响
    3.6 提质褐煤物理化学结构对其平衡含水量的影响
    3.7 本章小结
第四章 提质褐煤的水分等温吸附行为
    4.1 水分的等温吸附模型
    4.2 提质褐煤对水分的吸附等温线
    4.3 提质褐煤对水分等温吸附过程的分析
    4.4 本章小结
第五章 提质褐煤水分复吸动力学分析
    5.1 水分的吸附动力学模型
    5.2 吸附条件与煤样性质对水蒸气动态吸附行为的影响
        5.2.1 吸附条件对水蒸气动态吸附行为的影响
        5.2.2 煤样性质对水蒸气动态吸附行为的影响
    5.3 吸附动力学参数计算
        5.3.1 吸附过程中扩散系数的计算
        5.3.2 吸附过程中速率常数的计算
        5.3.3 吸附过程中活化能的计算
    5.4 本章小结
第六章 总结与建议
    6.1 论文总结
    6.2 实验建议
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]微波场下褐煤干燥提质特性的研究[J]. 杨虓,任阳光,王继伟,胡廷.  煤炭工程. 2015(02)
[2]干燥褐煤的FTIR分析及热解实验研究[J]. 李先春,王丽娜,韩艳娜,孟凡锐,余江龙.  煤炭转化. 2014(04)
[3]水热处理对褐煤含氧官能团和亲水性的影响[J]. 陈艳巨,周剑林,王永刚,黄鑫,白磊,徐敏.  煤炭转化. 2014(03)
[4]干燥提质对褐煤表面结构的影响[J]. 吴弋峰,初茉,畅志兵,范涛,洪爱邦.  煤炭工程. 2012(02)
[5]褐煤干燥特性研究[J]. 陶建红.  洁净煤技术. 2010(04)
[6]直管式气流干燥器干燥褐煤的试验研究[J]. 田忠坤.  选煤技术. 2010(03)
[7]含氧官能团对褐煤热态提质型煤防水性的影响[J]. 王娜,朱书全,杨玉立,吴鹏,张恒.  煤炭科学技术. 2010(03)
[8]印尼褐煤干燥和水分再吸收特性的试验研究[J]. 李先春,余江龙,胡广涛,汪琦.  现代化工. 2009(S1)
[9]O2/CO2气氛煤粉燃烧特性试验研究[J]. 李庆钊,赵长遂.  中国电机工程学报. 2007(35)
[10]矿物成分对超细化煤粉燃烧特性影响的实验研究[J]. 魏砾宏,姜秀民,李爱民,杨天华,李延吉.  中国电机工程学报. 2007(08)

博士论文
[1]基于不同能量作用形式的胜利褐煤脱水机理及过程动力学研究[D]. 周国莉.中国矿业大学 2014

硕士论文
[1]蒙东褐煤的干燥特性及其对水分复吸的影响[D]. 杨云龙.太原理工大学 2013



本文编号：3223056