焦炭形成过程中官能团及孔结构变化的研究

发布时间：2024-02-29 03:39

　　焦炭作为钢铁冶炼过程中不可或缺的原料,在冶炼过程中扮演着十分重要的角色。然而,高炉喷吹焦炉煤气和全氧高炉炼铁等新技术的发展,导致高炉中焦比大幅度降低,从而导致焦炭化学性能以及机械负荷增加,对焦炭性能有着更高的要求。与此同时,世界炼焦煤储存量也在不断减少,大量炼焦煤的风化近一步加剧了优质炼焦煤储存量的削减。当前,中国以煤炭为主要能源结构的体系还没有明显的改变,因此,优质煤的有效利用以及焦化过程中煤焦在微观层面上的变化显得十分重要。如何有效利用现有的优质焦煤资源以及优化炼焦工艺成为了现阶段炼焦技术中的关键问题。本文采用三种焦煤定向制备不同微观结构焦炭,利用加压式微型焦炉模拟炼焦过程,并对炼焦过程中焦炭宏观变化进行表征,利用FTIR对不同阶段制备的半焦和焦炭产物进行结构分析,结合胶质体特性导致的温度场变化探究焦化过程中胶质体化学结构的组成,并通过低温吸附法与压汞法得到焦化过程中焦炭孔隙结构发展规律,最终通过恒温反应性测试实验以及抗压强度测试综合分析孔结构对焦炭总体性能的影响,揭示孔结构发展原由。实验结果表明,原煤到焦炭阶段微孔峰值孔结构由3.4nm演变为3.4nm与5nm双峰孔结构,分析可知...

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中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 课题的背景及研究意义
    1.2 高炉冶炼过程中焦炭的作用及胶质体的重要性
    1.3 煤焦孔结构的研究方法及现状
        1.3.1 孔结构研究方法
        1.3.2 炼焦煤在炼焦过程中孔结构变化的研究现状
    1.4 煤中官能团的研究方法及现状
        1.4.1 官能团的研究方法
        1.4.2 炼焦煤胶质体研究现状
    1.5 选题依据及研究内容
2.实验仪器及方法
    2.1 焦化实验
        2.1.1 实验样品
        2.1.2 实验仪器及方法
    2.2 胶质体温度变化测量实验
    2.3 焦炭抗压强度测试及CO2反应性实验
        2.3.1 焦炭抗压强度实验
        2.3.2 焦炭CO₂反应性测试实验
    2.4 样品检测及分析方法
        2.4.1 压汞法
        2.4.2 氮气吸附法
        2.4.3 FT-IR表征
    2.5 本章小结
3.焦化过程中孔结构变化研究
    3.1 抗压强度实验测定结果及分析
    3.2 CO₂反应性测定结果与分析
    3.3 氮气吸附法实验测定结果与分析
    3.4 压汞法实验测定结果及分析
    3.5 本章小结
4.焦化过程中官能团变化研究
    4.1 焦化过程中体积变化结果分析
    4.2 温度场测试结果分析
    4.3 FT-IR测试结果分析
    4.4 本章小结
5.结论与展望
    5.1 结论
    5.2 未来工作展望
参考文献
致谢
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本文编号：3914436