熱處理對低階煤在空氣中復(fù)吸性影響的研究.pdf

1、我國擁有豐富的低階煤資源，低階煤主要包含褐煤以及包括長焰煤、不粘煤、弱粘煤在內(nèi)的低變質(zhì)煙煤，因其含水量高使得其利用效率低，經(jīng)濟性差，通常在利用之前做干燥提質(zhì)處理，干燥后的低階煤在運輸和存放的過程中極易復(fù)吸自燃，造成資源浪費和環(huán)境污染。因此，研究低階煤在空氣中的復(fù)吸特性以及抑制提質(zhì)煤復(fù)吸技術(shù)是在必行。本文選取兩種有代表性的低階煤:賀斯格烏拉煤和淖毛湖煤。選取兩種粒度:＜3mm和＜6mm。本文分析了每種煤樣的基本特性，并表征了一系列溫度下熱

2、處理后提質(zhì)煤的含氧官能團和孔結(jié)構(gòu)，揭示其變化規(guī)律;分別模擬了提質(zhì)煤樣在室溫存放(20℃)和鐵路運輸(40℃)時不同環(huán)境濕度下的平衡含水量，研究其復(fù)吸規(guī)律，探討與其表面結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
　　本文對賀斯格烏拉煤和淖毛湖煤的工業(yè)分析、元素分析、發(fā)熱量、FTIR和孔結(jié)構(gòu)等進行分析。結(jié)果表明，賀斯格烏拉煤全水分為33.14％，淖毛湖煤的全水分為20.19％。FTIR結(jié)果表明兩種低階煤中均含有大量親水基團，如羧基、羥基、羰基和醚氧基。BET結(jié)果表

3、明，不同熱處理溫度下的提質(zhì)煤的吸脫附曲線都屬于第Ⅱ類等溫吸附線，并且出現(xiàn)滯洄環(huán)。由kelvin方程計算兩種煤孔隙中產(chǎn)生毛細凝聚的最大孔半徑為0.43nm。
　　利用固定床處理賀斯格烏拉煤，結(jié)果表明:隨著熱處理溫度的升高，水和氣體產(chǎn)率升高，固體產(chǎn)率降低，焦油產(chǎn)率先升高后降低，在500℃左右達到最大值，因此若想提高焦油產(chǎn)量，需控制熱解溫度與停留時間防止二次裂解的發(fā)生。熱處理后的褐煤，水分、揮發(fā)分和氧含量均明顯降低。熱處理溫度越高，提質(zhì)

4、煤的含氧量越低，其平衡含水量越低，表明煤在空氣中的復(fù)吸性與其含氧量具有相關(guān)性。
　　兩種低階煤在經(jīng)350-400℃熱處理后復(fù)吸最弱。元素分析和FTIR結(jié)果表明，熱處理過程中，由于煤中結(jié)合水的脫除和含氧官能團的分解，導(dǎo)致煤中氧含量急劇下降，隨著熱處理溫度的升高，兩種低階煤的含氧官能團的吸收峰強度逐漸降低。隨著熱處理溫度的升高，兩種低階煤的比表面積先減小后增大，在350-400℃時達到最小值，與平衡含水量數(shù)據(jù)相吻合，最小比表面積對應(yīng)有