發(fā)布時(shí)間：2020-08-10 18:29

【摘要】：以煉焦煤為研究對(duì)象,考察了煤族組分的熱解特性并定量分析了疏中質(zhì)組的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)特征與膨脹性間的聯(lián)系;采用多元線性回歸分析法研究了煤族組分對(duì)煤流變性(膨脹性和流動(dòng)性)的影響及其作用機(jī)制;在此基礎(chǔ)上對(duì)煤成焦過(guò)程進(jìn)行了探討,進(jìn)而用兩種不同方法構(gòu)建了焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)模型。結(jié)果顯示:四大族組分熱解時(shí)具有截然不同的形變特性:密中質(zhì)組主要表現(xiàn)為較強(qiáng)的流動(dòng)性,在煤成焦過(guò)程中主要生成液相并充填煤顆粒間的空隙,通過(guò)其黏連作用最終形成具有一定強(qiáng)度的焦炭;疏中質(zhì)組主要表現(xiàn)為較強(qiáng)的膨脹性,在煤成焦過(guò)程中主要起造孔作用,并提供一定的膨脹壓力,促進(jìn)煤顆粒間的黏連;重質(zhì)組基本保持形態(tài)不變,是煤成焦過(guò)程中的惰性物;輕質(zhì)組熱解時(shí)主要生成氣相逸出,對(duì)煤成焦效果影響很小。脂氫芳?xì)浔仁怯绊懯柚匈|(zhì)組膨脹性的首要因素;脂肪鏈長(zhǎng)短和支鏈化程度則是其次要因素,兩者都是決定膨脹性的關(guān)鍵;疏中質(zhì)組中特定形式的氫鍵——酚羥基環(huán)狀四聚體含量可以對(duì)上述影響因素起補(bǔ)充作用。在煤成焦過(guò)程中,重質(zhì)組起“骨架”作用,阻礙著液相的流動(dòng),其含量是影響煤流動(dòng)性數(shù)值的主要因素;密中質(zhì)組起“潤(rùn)滑”作用,是生成液相并產(chǎn)生流動(dòng)性的組分,但對(duì)煤流動(dòng)性指標(biāo)不起決定性影響;疏中質(zhì)組和輕質(zhì)組對(duì)煤流動(dòng)性基本無(wú)影響。疏中質(zhì)組的主要貢獻(xiàn)是提供煤的膨脹性,原煤的膨脹性大小主要由疏中質(zhì)組自身的膨脹性決定,而其含量對(duì)原煤膨脹性影響不大。建立了基于族組分黏結(jié)成焦特性及其在煤成焦過(guò)程中作用的煤成焦機(jī)制,將煤成焦過(guò)程分為6個(gè)階段:(1)室溫-200℃,干燥階段;(2)200-340℃,密中質(zhì)組軟化變形階段;(3)340-440℃,密中質(zhì)組流動(dòng)階段;(4)440-500℃,疏中質(zhì)組膨脹階段,此階段可分為急速膨脹階段(440-460℃)和緩慢膨脹階段(460-500℃);(5)500-540℃,固化為半焦階段;(6)540-1000℃,半焦收縮成為焦炭的階段。分別采用多元多次回歸和支持向量機(jī)(SVM)兩種方法構(gòu)建了焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)模型,多元多次回歸模型對(duì)MSI、PRI和PSR預(yù)測(cè)的平均相對(duì)誤差分別為3.88%、2.53%和17.92%;SVM模型對(duì)MSI、PRI和PSR預(yù)測(cè)的平均相對(duì)誤差分別為1.78%、0.90%和10.32%,SVM模型預(yù)測(cè)結(jié)果較多元多次回歸模型具有更高的準(zhǔn)確性和一致性。
【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】：2018
【分類號(hào)】：TQ520.62
【圖文】：

碩士學(xué)位論文1.2 文獻(xiàn)綜述（Literature Review）1.2.1 煤流動(dòng)性和膨脹性流動(dòng)性和膨脹性是表征煉焦煤結(jié)焦過(guò)程行為特性的重要指標(biāo)，直接影響了煉焦煤成焦效果。圖 1-1 總結(jié)了導(dǎo)致煉焦煤形成焦炭現(xiàn)象的因果鏈[13]。顯然，流動(dòng)性（塑性和膨脹性是影響煤能否成焦以及成焦效果好壞的重要因素，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)煤的流動(dòng)性膨脹性也進(jìn)行了廣泛深入的研究。

圖 1-1 成焦現(xiàn)象中的因果鏈Figure 1-1 Causal chain of phenomena in coke formation流變性是指物質(zhì)在外力作用下的變形和流動(dòng)性質(zhì)，主要指加工過(guò)程中應(yīng)力、形變、形變速率和粘度之間的聯(lián)系。對(duì)煤成焦過(guò)程而言，流變性主要是指煤的膨脹性和流動(dòng)性[14]。文獻(xiàn)[14]給出了煤成焦過(guò)程與煤流變性測(cè)試方法之間的關(guān)系（圖 1-2）。

目前對(duì)煤基氏流動(dòng)度的研究主要包括以影響[18-20]；（2）混合煤流動(dòng)性的影響因其測(cè)定過(guò)程中的影響因素[24-26]；（4）煤8]等。其研究現(xiàn)狀主要有 Ruhr[29]和 Audibert-Arnu[30]法兩種北美洲和歐洲[31]。奧亞膨脹度測(cè)定法于1進(jìn)，后來(lái)此法在西歐得到廣泛應(yīng)用并于奧亞膨脹計(jì)試驗(yàn)的 b 值是我國(guó)新的煤炭之一，反映煙煤干餾時(shí)發(fā)生膨脹或收縮以?shī)W亞膨脹度為評(píng)價(jià)指標(biāo)提出了煙煤容性物質(zhì)配比為橫坐標(biāo)，作總膨脹度連線標(biāo)包括容惰積、容惰率和最大容惰量。

【參考文獻(xiàn)】

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