低階粉煤制型煤/焦(氣化焦)技術(shù)是低階煤科學(xué)、合理轉(zhuǎn)化的一條重要技術(shù)途徑。目前,國內(nèi)外學(xué)者對以低揮發(fā)分碳質(zhì)原料(如無煙煤煤粉、焦粉、半焦粉)為主體原料制備型煤/焦技術(shù)進行了廣泛研究,而關(guān)于褐煤、低變質(zhì)煙煤等低階煤成型-炭化直接制備型煤/焦的研究較少。針對現(xiàn)有技術(shù)和研究中存在以下問題:①影響型煤/焦強度的因素之間存在交互作用,且粘結(jié)作用機制隨煤種、煤質(zhì)變化而變化,并沒有形成統(tǒng)一認識;②影響型煤/焦強度的粉煤成型和型煤炭化過程的研究不系統(tǒng),特別是這兩個關(guān)鍵階段中粘結(jié)力類型、來源、大小及影響因素等科學(xué)基礎(chǔ)問題認識不清;③粘結(jié)劑種類多,且炭化過程中煤與粘結(jié)劑的粘結(jié)作用機制尚不明確。本文以低變質(zhì)煙煤為主要原料,考察了無粘結(jié)劑成型和粘結(jié)劑成型過程中成型條件和炭化條件對型煤/焦強度的影響,并分別對冷態(tài)和熱態(tài)時粘結(jié)作用機理進行研究;詳細分析了粉煤成型過程中粘結(jié)力類型、來源及大小,并利用MATLAB軟件對其進行數(shù)值模擬和評價;最后,研究了煤、粘結(jié)劑和型煤熱解特性及動力學(xué)。經(jīng)研究獲得的主要結(jié)果和結(jié)論如下。1、無粘結(jié)劑成型煤塊的強度與煤種、成型負荷、粒徑分布、水分添加量等成型條件密切相關(guān),且各因素之間存在交...

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
    1.1 引言
    1.2 低階煤利用技術(shù)途徑
        1.2.1 熱解提質(zhì)
        1.2.2 流化床氣化
        1.2.3 直接液化
        1.2.4 直接燃燒
        1.2.5 型煤/焦技術(shù)
    1.3 型煤/焦強度影響因素
        1.3.1 煤的變質(zhì)程度對型煤/焦強度的影響
        1.3.2 粘結(jié)劑類型及配比對型煤/焦強度的影響
        1.3.3 成型條件對型煤/焦強度的影響
        1.3.4 后處理方法對型煤/焦強度的影響
    1.4 型煤/焦工藝
        1.4.1 冷壓型煤/焦工藝
        1.4.2 熱壓型煤/焦工藝
    1.5 粉體成型過程及粘結(jié)作用機制
        1.5.1 粉體成型過程
        1.5.2 粘結(jié)力及其作用機理分析
    1.6 型煤炭化過程及粘結(jié)作用機制
        1.6.1 型煤炭化過程
        1.6.2 煤料的炭化粘結(jié)特性
        1.6.3 粘結(jié)劑的炭化粘結(jié)特性
    1.7 煤及型煤炭化動力學(xué)模型
        1.7.1 均相模型
        1.7.2 分布活化能模型
        1.7.3 縮核模型
        1.7.4 混合模型
    1.8 研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原料
    2.2 實驗試劑
    2.3 實驗設(shè)備
    2.4 實驗方法
        2.4.1 型煤/焦制備流程
        2.4.2 炭化產(chǎn)率
        2.4.3 型煤/焦密度及體積
        2.4.4 型煤/焦抗壓和跌落強度
        2.4.5 收縮率
        2.4.6 破焦率
    2.5 樣品的分析表征
        2.5.1 傅里葉紅外光譜分析（FT-IR）
        2.5.2 X射線衍射分析（XRD）
        2.5.3 比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析（BET）
        2.5.4 掃描電鏡顯微結(jié)構(gòu)分析（SEM）
        2.5.5 熱重-質(zhì)譜聯(lián)用（TG-MS）
        2.5.6 接觸角測量儀（WCA）
第三章 低階粉煤制型煤冷態(tài)粘結(jié)條件及機理研究
    3.1 無粘結(jié)劑冷壓成型的研究
        3.1.1 煤種的影響
        3.1.2 成型負荷的影響
        3.1.3 粒徑分布的影響
        3.1.4 水分添加量的影響
    3.2 粘結(jié)劑冷壓成型的研究
        3.2.1 有機粘結(jié)劑的影響
        3.2.2 無機粘結(jié)劑的影響
    3.3 冷壓成型粘結(jié)機理的初步研究
        3.3.1 型煤表觀分析
        3.3.2 表面官能團的影響
        3.3.3 電勢特性的影響
        3.3.4 顆粒特性的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 低階粉煤制炭化型煤熱態(tài)粘結(jié)條件及機理研究
    4.1 成型工藝條件的研究
        4.1.1 成型負荷的影響
        4.1.2 粒徑分布的影響
        4.1.3 成型水分的影響
        4.1.4 炭化終溫的影響
        4.1.5 改性煤添加量的影響
        4.1.6 配入氣肥煤的影響
    4.2 型煤炭化粘結(jié)機理的初步研究
        4.2.1 比表面積及孔結(jié)構(gòu)分析
        4.2.2 微觀結(jié)構(gòu)及粘結(jié)劑形態(tài)變化
        4.2.3 微晶結(jié)構(gòu)及參數(shù)分析
        4.2.4 表面官能團分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 成型階段和炭化階段內(nèi)粘結(jié)作用力分析研究
    5.1 煤粒間或煤粒與粘結(jié)劑之間粘結(jié)力的來源
        5.1.1 范德華力
        5.1.2 液橋力
        5.1.3 粘附力
        5.1.4 固橋力
        5.1.5 機械嚙合力
    5.2 煤粒間或煤粒與粘結(jié)劑間粘結(jié)力模型的數(shù)值模擬
        5.2.1 范德華力的數(shù)值模擬及分析
        5.2.2 液橋力的數(shù)值模擬及分析
        5.2.3 粘附力的數(shù)值模擬及分析
        5.2.4 煤粒間或煤粒與粘結(jié)劑間粘結(jié)力大小評價
    5.3 本章小結(jié)
第六章 煤及型煤炭化特性及動力學(xué)研究
    6.1 炭化失重特性
    6.2 氣體產(chǎn)物釋放規(guī)律
    6.3 熱解動力學(xué)模型
    6.4 臨界溫度區(qū)分布規(guī)律
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與建議
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 不足之處與工作建議
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果及獎勵



本文編號：3904065