【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)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(zhì)高階煤消耗量日益增加,優(yōu)質(zhì)高階煤產(chǎn)量逐年減少,供應(yīng)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(chǎn)甲醇、化肥、天燃?xì)獾?而粉狀半焦銷售困難,但是低階煤熱解半焦有良好的反應(yīng)活性,可以用半焦制備水焦?jié){作為氣化原料生產(chǎn)甲醇、化肥、天然氣等,實(shí)現(xiàn)半焦的高效潔凈利用。本文對內(nèi)蒙褐煤和陜西長焰煤進(jìn)行溫和熱解實(shí)驗(yàn),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(jī)理進(jìn)行了探究,主要研究結(jié)論如下:模擬工業(yè)生產(chǎn)中煤炭熱解外熱式直立炭化爐,組裝煤炭低溫?zé)峤鈱?shí)驗(yàn)裝置對低階煤進(jìn)行熱解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著熱解溫度的升高,焦油產(chǎn)率先增大后減小,半焦的產(chǎn)率明顯降低,陜西長焰煤和內(nèi)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(shí)驗(yàn)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(shù)學(xué)模型。結(jié)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(fù)相關(guān)關(guān)系,是影響半焦成漿性能的關(guān)鍵因素;半焦揮發(fā)分、C/H與其成漿性能總體上呈負(fù)相關(guān)關(guān)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(shù)學(xué)模型為:φ=72.37-0.067[Vad]-1.22[Mad]-0.0064[C/H],其復(fù)相關(guān)系數(shù)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(yàn),驗(yàn)證了上述低階煤熱解半焦成漿性能數(shù)學(xué)模型的正確性。采用正交實(shí)驗(yàn)確定了合成添加劑DCS-M的工藝條件。通過成漿實(shí)驗(yàn)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(nèi)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(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于DCS、NSF和NDF。由焦粉對添加劑DCS-M的吸附實(shí)驗(yàn)和添加劑的紅外譜圖分析發(fā)現(xiàn):DCS-M具有好的分散性能是因?yàn)樗c陜西半焦、內(nèi)蒙半焦具有相似的結(jié)構(gòu)官能團(tuán)。主要與其分子中的疏水性的官能團(tuán)=CH-、亞甲基-CH2-和芳環(huán)以及親水性的官能團(tuán)酚羥基、磺酸根有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ530.2

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本文編號：2741505