溶剂处理对低阶煤的溶胀与扩散性能的影响研究

发布时间：2022-12-08 04:36

　　煤粒中液相扩散传质是影响煤直接液化和煤热溶工艺的重要因素,主要取决于煤的结构与性能。为了考察煤大分子结构松弛和小分子相分离对煤粒中液相扩散行为的影响,本文以锡林格勒褐煤（XL）与神府次烟煤（SF）为实验煤样,通过不同溶剂预处理,分别考察了两种煤及其THF抽余煤（SE）、CS2/NMP混合溶剂抽余煤（ME）和高温热溶残煤（TE）的溶胀行为及其溶胀动力学特征,结合结构表征,利用探针分子溶出法对比研究了两种原煤及其预处理煤中液相扩散性能。研究结果表明:溶胀温度显著影响原煤及处理煤的平衡溶胀度,温度越高平衡溶胀度越大。乙醇胺水溶液是XL煤有效溶胀溶剂,其平衡溶胀度可以达到SF煤在吡啶溶剂中的平衡溶胀度。溶剂抽提和高温热溶能够在一定程度上松弛煤大分子结构,并导致非共价键交联作用发生重排,从而改变处理煤的溶胀行为。虽然原煤及处理煤的溶胀过程都遵循Fickian扩散,主要受溶剂扩散控制,但是溶剂处理不同程度地降低煤的溶胀活化能。XL煤经溶剂处理后孔道结构变化明显,处理煤的孔道直径和孔隙率都较原煤明显增大;SF处理煤的孔道结构接近于原煤,孔道直径和孔隙率变化不大。扩散动力学研究表明,液相在煤中的扩散系... 

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第一章 文献综述
    1.1 煤的大分子结构
        1.1.1 煤的基本结构
    1.2 煤的溶胀
        1.2.1 煤溶胀的基本机理
        1.2.2 煤的溶胀行为
        1.2.3 煤的溶胀动力学
        1.2.4 影响煤溶胀的主要因素
    1.3 煤的抽提
        1.3.1 煤的抽提作用原理
        1.3.2 煤的抽提技术
        1.3.3 煤的热溶
    1.4 煤粒中溶剂扩散行为及扩散动力学的研究方法
        1.4.1 煤粒中溶剂扩散行为
        1.4.2 影响煤粒中溶剂扩散的主要因素
        1.4.3 扩散动力学研究方法
    1.5 本文研究目的、意义和内容
第二章 实验部分
    2.1 煤样及试剂
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验所用试剂
    2.2 主要仪器设备
    2.3 煤样处理
        2.3.1 混合溶剂常温抽提煤样制备
        2.3.2 THF索式抽提煤样制备
        2.3.3 高温热溶残煤制备
        2.3.4 抽提率计算公式
    2.4 溶胀度测定
    2.5 煤样红外光谱表征
    2.6 元素分析
    2.7 热重（TG/DTG）分析
    2.8 扩散性能表征方法
第三章 原煤及处理煤的溶胀性能的研究
    3.1 原煤的溶胀性能研究
        3.1.1 原煤的结构表征
        3.1.2 原煤的溶胀性能
    3.2 抽提煤的溶胀性能研究
        3.2.1 抽提煤结构表征
        3.2.2 抽提煤的溶胀性能
    3.3 热溶煤的溶胀性能研究
        3.3.1 热溶煤结构表征
        3.3.2 热溶煤溶胀性能
    3.4 本章小结
第四章 原煤及处理煤的溶胀动力学
    4.1 原煤的溶胀动力学
    4.2 抽余煤的溶胀动力学
        4.2.1 THF抽余煤的溶胀动力学
        4.2.2 常温抽余煤的溶胀动力学
    4.3 热溶残煤的溶胀动力学
    4.4 本章小结
第五章 原煤及处理煤的扩散性能的研究
    5.1 理论分析
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 XL原煤及处理煤的扩散行为
        5.2.2 SF原煤及处理煤的扩散行为
    5.3 本章小结
结论
参考文献
本文特色和创新
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[5]煤的大分子结构与超细物理结构研究（Ⅱ）煤的超细物理结构[J]. 张代钧,鲜学福.  煤炭转化. 1992(04)
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本文编号：3713564