發(fā)布時(shí)間：2021-12-06 10:08

　　 隨著煤炭資源消耗加劇,煙煤無煙煤等高階煤的供應(yīng)日趨緊張,以褐煤為代表的低階煤越來越受到重視。我國褐煤資源儲量豐富,價(jià)格低廉,有著巨大的發(fā)展前景。褐煤的高含水率是制約褐煤發(fā)展的主要因素之一,近年來關(guān)于褐煤水分賦存及脫水改性方法的研究已經(jīng)成為領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)。本文應(yīng)用近年來興起并發(fā)展迅速的低場’H核磁共振技術(shù),根據(jù)樣品內(nèi)水分的橫向弛豫時(shí)間T2信號特性,主要針對錫盟褐煤進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究：對核磁共振技術(shù)測量錫盟褐煤含水率的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性及影響因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及討論,并與傳統(tǒng)烘干方法進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)該技術(shù)更有優(yōu)勢。使用核磁共振技術(shù)與壓汞法相結(jié)合的方法測出了錫盟褐煤的表面弛豫率,根據(jù)表面弛豫率可直接使用核磁共振技術(shù)得到樣品的孔徑分布。根據(jù)橫向弛豫時(shí)間T2分布圖譜,發(fā)現(xiàn)錫盟褐煤樣品內(nèi)水、外水及平衡水的分布形態(tài),發(fā)現(xiàn)錫盟褐煤的外水內(nèi)水比例約為2.7：1。引入巖石學(xué)中可動(dòng)水和不可動(dòng)水的定義,發(fā)現(xiàn)錫盟褐煤的可動(dòng)流體飽和度約為37.3%,發(fā)現(xiàn)1ms相對應(yīng)的尺寸的孔是區(qū)分可動(dòng)水與不可動(dòng)水的界限。通過對不同煤階、濕度及粒度煤樣樣品的核磁共振實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)隨著煤階的升高,錫盟褐煤樣品的孔隙尺寸減小,微孔所占的比例增大。隨著濕度的升高樣品的含水率逐漸升高但變化幅度不大,樣品內(nèi)水分的弛豫時(shí)間也基本不變。隨著粒度的增大,煤樣的含水率均出現(xiàn)升高的趨勢。從弛豫時(shí)間T2上看,隨著粒度的增大,水分的弛豫時(shí)間有減小的趨勢,也就是水分向更小尺寸的孔遷移。通過對低溫改性、水熱改性及微波改性后的錫盟褐煤樣品進(jìn)行核磁共振檢測,發(fā)現(xiàn)低溫改性中溫度越高,水分蒸發(fā)速度越快。弛豫時(shí)間較長的主峰亦即大孔中的水分首先失去,弛豫時(shí)間短亦即小孔中的水分失去速度較慢。在水熱改性過程中,水熱溫度越高,煤樣含水率越低,說明水熱作為常見的脫水方式之一,其脫水效果受水熱溫度影響很大。但當(dāng)達(dá)到300℃后,溫度對水分脫除效果的影響開始減小。水熱處理后的煤樣中水分弛豫時(shí)間T2分布與原煤相比變短,且水熱溫度越高,弛豫時(shí)間左移越多。在微波改性過程中,隨著微波加熱時(shí)間增長,煤樣中剩余水分越少。從T2圖上發(fā)現(xiàn)隨時(shí)間的延長,水分信號面積變小,但弛豫時(shí)間并無明顯變化,主峰位置基本保持不變。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TQ533
【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 煤中水分的賦存及孔隙結(jié)構(gòu)的影響
    1.3 核磁共振的實(shí)驗(yàn)原理
        1.3.1 核磁共振現(xiàn)象及原理
        1.3.2 核磁共振信號檢測
    1.4 核磁共振方法在煤炭領(lǐng)域的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
    1.5 核磁共振技術(shù)的優(yōu)勢
    1.6 本文研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)煤種
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器介紹
        2.1.1 核磁共振實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)參數(shù)選擇
        2.1.2 其他相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)煤種
第三章 基于低場1H核磁共振技術(shù)研究褐煤含水率及水分形態(tài)
    3.1 含水率的測量
        3.1.1 測量方法研究
        3.1.2 測量準(zhǔn)確性驗(yàn)證及影響因素分析
        3.1.3 測量重復(fù)性驗(yàn)證分析
    3.2 錫盟褐煤中不同種類水分形態(tài)研究
        3.2.1 內(nèi)水、外水及平衡水的測量與結(jié)果分析
        3.2.2 可動(dòng)水與不可動(dòng)水的測量與結(jié)果分析
    3.3 錫盟褐煤水分分析與微觀孔隙的關(guān)聯(lián)性研究
        3.3.1 壓汞法測試原理與結(jié)果分析
        3.3.2 錫盟褐煤孔隙度測量
        3.3.3 錫盟褐煤孔徑分布分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 煤中水分形態(tài)的影響因素研究
    4.1 煤階的影響
        4.1.1 煤種選擇
        4.1.2 核磁共振測量結(jié)果與分析
    4.2 濕度的影響
        4.2.1 煤樣制備
        4.2.2 核磁共振測量結(jié)果與分析
    4.3 粒度的影響
        4.3.1 樣品的制備
        4.3.2 核磁共振測量結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 干燥改性方法對褐煤水分形態(tài)的影響研究
    5.1 低溫?zé)岣稍锔男缘挠绊?br />         5.1.1 低溫?zé)岣稍锔男栽砼c方法
        5.1.2 測量結(jié)果與分析
    5.2 水熱改性的影響
        5.2.1 水熱改性原理與方法
        5.2.2 測量結(jié)果與分析
    5.3 微波改性的影響
        5.3.1 微波改性原理與方法
        5.3.2 測量結(jié)果與分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與工作展望
    6.1 全文小結(jié)
    6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介

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本文編號：2853028