【摘要】：隨著我國經濟的持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展,能源需求的增加,煙煤、無煙煤等優(yōu)質高階煤消耗量日益增加,優(yōu)質高階煤產量逐年減少,供應日趨緊張。在此情況下,為保證我國的能源安全,褐煤、長焰煤等低階煤的高效潔凈利用越來越受到重視。低價煤熱解的塊狀半焦主要用做氣化原料生產甲醇、化肥、天燃氣等,而粉狀半焦銷售困難,但是低階煤熱解半焦有良好的反應活性,可以用半焦制備水焦?jié){作為氣化原料生產甲醇、化肥、天然氣等,實現半焦的高效潔凈利用。本文對內蒙褐煤和陜西長焰煤進行溫和熱解實驗,探討了低階煤熱解半焦的成漿性能及其影響因素,合成了以造紙廢液為主要原料的水焦?jié){添加劑(DCS-M),并對其分散機理進行了探究,主要研究結論如下:模擬工業(yè)生產中煤炭熱解外熱式直立炭化爐,組裝煤炭低溫熱解實驗裝置對低階煤進行熱解。實驗結果表明:隨著熱解溫度的升高,焦油產率先增大后減小,半焦的產率明顯降低,陜西長焰煤和內蒙褐煤所得半焦固定碳的含量增加,半焦揮發(fā)分的含量逐漸降低,半焦灰分含量增加。半焦中C的含量逐漸增加,H元素含量降低,S元素含量基本不變,N元素的含量先增加后減少。利用煤的成漿實驗法研究低階煤熱解半焦的成漿性能及其影響因素,并用Origin軟件建立低階煤熱解半焦成漿性能數學模型。結果表明:熱解條件對不同煤種熱解半焦的成漿性能的影響存在差異。半焦的空氣干燥基水分Mad,sc與其成漿性能呈明顯的負相關關系,是影響半焦成漿性能的關鍵因素;半焦揮發(fā)分、C/H與其成漿性能總體上呈負相關關系,是影響半焦成漿性能的次要因素。低階煤熱解半焦成漿性能的數學模型為:φ=72.37-0.067[Vad]-1.22[Mad]-0.0064[C/H],其復相關系數R=0.9057。通過云南褐煤、甘肅長焰煤、新疆褐煤熱解半焦成漿性能試驗,驗證了上述低階煤熱解半焦成漿性能數學模型的正確性。采用正交實驗確定了合成添加劑DCS-M的工藝條件。通過成漿實驗確定了添加劑的最適添加量為0.4%。同時,將陜西半焦最大成漿濃度從65.3%提高到66.3%,內蒙半焦最大成漿濃度從63.4%提高到64.5%。DCS-M的成漿性能遠遠優(yōu)于DCS、NSF和NDF。由焦粉對添加劑DCS-M的吸附實驗和添加劑的紅外譜圖分析發(fā)現:DCS-M具有好的分散性能是因為它與陜西半焦、內蒙半焦具有相似的結構官能團。主要與其分子中的疏水性的官能團=CH-、亞甲基-CH2-和芳環(huán)以及親水性的官能團酚羥基、磺酸根有關。
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ530.2

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本文編號：2741505