【摘要】：褐煤占我國(guó)煤炭資源總量的13%,但其含水量高限制了其大規(guī)模生產(chǎn)和利用,現(xiàn)有的干燥工藝處理后的褐煤易粉化、自燃和復(fù)吸,不利于長(zhǎng)距離運(yùn)輸和儲(chǔ)存。本課題利用自主開發(fā)的設(shè)備進(jìn)行褐煤振動(dòng)熱壓脫水成型試驗(yàn),能同時(shí)實(shí)現(xiàn)干燥成型一體化,避免了脫水后褐煤粉化、復(fù)吸和自燃等問題。實(shí)驗(yàn)主要選取昭通褐煤含水量較高的煤樣,并附加蒙東和小龍?zhí)秲煞N煤樣作為參照對(duì)比,根據(jù)褐煤脫水前后的質(zhì)量和內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化考察溫度、成型壓力、振動(dòng)強(qiáng)度、振動(dòng)頻率、振動(dòng)時(shí)間、物料含量等因素在脫水過程中對(duì)褐煤物理結(jié)構(gòu)及質(zhì)量的影響,并利用壓汞儀、紅外光譜分析、表面張力儀、掃描電子顯微鏡等檢測(cè)儀器從微觀作用力角度和動(dòng)力學(xué)角度對(duì)褐煤特性的變化進(jìn)行測(cè)試分析,初步探討褐煤振動(dòng)脫水提質(zhì)機(jī)理。研究了不同溫度、機(jī)械壓力與振動(dòng)條件下振動(dòng)熱壓與熱壓過程對(duì)昭通褐煤、小龍?zhí)逗置号c蒙東褐煤中水分的脫除的影響,分析了脫水后煤樣的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)變化。研究表明,成型溫度對(duì)脫水成型的影響較大:隨著溫度升高,三種褐煤的水分均減少,三種褐煤脫水效果為昭通小龍?zhí)睹蓶|,不同溫度下的型煤落下強(qiáng)度昭通褐煤能夠達(dá)到90%以上;在10MPa壓力以內(nèi),壓力對(duì)水分的脫除具有促進(jìn)作用,型煤機(jī)械強(qiáng)度隨壓力的增大呈現(xiàn)遞增趨勢(shì);機(jī)械強(qiáng)度隨著振動(dòng)強(qiáng)度的增加先變大后減小;振動(dòng)頻率對(duì)褐煤水分的脫除有細(xì)微的促進(jìn)作用,煤樣機(jī)械強(qiáng)度隨振動(dòng)頻率的增加先上升后下降;在一定范圍內(nèi)振動(dòng)時(shí)間的增加有利于煤樣中水分的脫除;物料量越多,越難以成型。煤質(zhì)特性對(duì)成型有一定的影響:三種褐煤的總腐植酸含量大小順序與游離腐植酸含量大小順序趨于一致,游離腐植酸與型煤抗壓強(qiáng)度呈正相關(guān);脫水后一些官能團(tuán)的吸收峰強(qiáng)度變高,羥基、羧基對(duì)于褐煤成型具有促進(jìn)作用。熱壓前后煤樣的結(jié)構(gòu)有所變化:潤(rùn)濕性變化主要與溫度相關(guān);不同溫度條件之間褐煤的整體架構(gòu)發(fā)生的變化較小;三種褐煤原煤表面形貌均呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)不規(guī)則狀態(tài),成塊嚴(yán)重,礦物質(zhì)和煤樣小顆粒附于表面,且因含水量的不同顯示出差異化;平滑度與煤樣中含水量相關(guān)聯(lián),處理后煤樣水分含量越少,平滑度越高,排列也就越規(guī)則緊密;振動(dòng)力的改變對(duì)煤樣孔徑平均分布和其比表面積影響不大;最后,通過建立振動(dòng)脫水速率變化動(dòng)力學(xué)方程探究其中振動(dòng)對(duì)脫水成型的影響機(jī)制得到:振動(dòng)作用與壓力作用產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)效應(yīng),兩者的復(fù)合效應(yīng)促使水分進(jìn)一步脫除,使煤樣進(jìn)一步壓實(shí)固結(jié)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ536

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本文編號(hào)：2744414