低煤化度煤低溫?zé)岣馁|(zhì)的研究進(jìn)展.pdf

《低煤化度煤低溫?zé)岣馁|(zhì)的研究進(jìn)展.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、2011年第1期能源技術(shù)與管理119doi：103969~issn．1672—99432011O1．046低煤化度煤低溫?zé)岣馁|(zhì)的研究進(jìn)展韋小梅，周敏，劉恭欣，杜宇(中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，煤炭加工與高效潔凈利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇徐州221116)[摘要]論述了低煤化度煤低溫?zé)岣馁|(zhì)的理論基礎(chǔ)，分析了低溫?zé)岣馁|(zhì)效果以及對(duì)煤組成結(jié)構(gòu)和焦炭質(zhì)量的影響，提出利用焦?fàn)t荒煤氣對(duì)煉焦煤料直接進(jìn)行低溫?zé)岣馁|(zhì)并與搗固煉焦結(jié)合一起的工藝。[關(guān)鍵詞]低煤化度煤；熱改質(zhì)；改質(zhì)效果；焦炭質(zhì)量[中圖分類號(hào)]TQ530．2[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[文章編號(hào)]1672-9943(201

2、1)01-0119-03250℃～400℃的溫度下就會(huì)形成氫鍵，發(fā)生交聯(lián)0引言反應(yīng)[3]。低煤化度煤的含氧量普遍比較高，且大部我國煤炭資源比較豐富，煤種齊全，但煉焦煤分構(gòu)成了煤的含氧側(cè)鏈基，主要的含氧官能團(tuán)是資源相對(duì)較少，分布不均勻，優(yōu)質(zhì)煉焦煤尤顯不羧基和羥基，只有少部分在煤的大分子結(jié)構(gòu)中成足，粘結(jié)性好的焦煤和肥煤資源比例很小，而且難為雜環(huán)氧。研究表明[]：高揮發(fā)分弱粘結(jié)性煤的選，使用量受到限制，高漲的價(jià)格嚴(yán)重影響著焦炭分子結(jié)構(gòu)為三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)，芳香環(huán)縮合程度較小，價(jià)格；而煙煤資源中低灰、低硫且易選的以氣煤為芳香層片由交聯(lián)健聯(lián)合，但橋鍵側(cè)鏈和

3、官能團(tuán)較主的低煤化度煤儲(chǔ)量豐富、產(chǎn)量高且價(jià)格低廉。多，夾雜的低分子化合物較多，不規(guī)則的“無定形為持續(xù)發(fā)展，提倡少用主焦煤，多用弱粘煤和不粘結(jié)構(gòu)”比例較大，其結(jié)構(gòu)無方向性，孔隙率和比表煤，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冶金焦。因此，開發(fā)和研究擴(kuò)大煉焦面積較大。煤源各項(xiàng)相關(guān)技術(shù)具有重要的理論意義和長遠(yuǎn)的在不嚴(yán)重破壞煤的基本結(jié)構(gòu)的條件下，對(duì)低應(yīng)用價(jià)值。煤化度煤進(jìn)行低溫?zé)峤馓幚?，可以脫除煤分子中近年來，一部分國?nèi)外學(xué)者從煤的自身分子具有化學(xué)活性的含氧基團(tuán)及低分子化合物，從而結(jié)構(gòu)出發(fā)，通過對(duì)低煤化度煤低溫?zé)峤馓幚?，重新減少煤在熱解過程中氧與氫的反應(yīng)機(jī)會(huì)，使得煤設(shè)計(jì)煤的分子

4、結(jié)構(gòu)來改善其粘結(jié)與結(jié)焦性。煤的的供氫能力提高，也就使煤在熱解過程中生成的性質(zhì)是決定焦炭質(zhì)量的內(nèi)在因素，而改善煤的性自由基可獲得更多的活潑氫而穩(wěn)定下來，抑制交質(zhì)就是提高焦炭質(zhì)量的最直接最有效的技術(shù)措聯(lián)反應(yīng)，生成較多的膠質(zhì)體產(chǎn)物，發(fā)生煤的“低分施。因此，通過低溫改質(zhì)處理來達(dá)到煤料改性提質(zhì)子化”[63，從而保證了體系具有良好的流動(dòng)性和較的目的，從而為擴(kuò)大煉焦煤源的技術(shù)留下了巨大寬的塑性溫度區(qū)間，提高其作為煉焦配煤的粘結(jié)的發(fā)展空間。性。戴中蜀等剖通過對(duì)低溫?zé)峤夥椒l件的確定，建立了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模低溫?zé)峤饷撗醴椒?，并采?低溫?zé)岣馁|(zhì)的理論基礎(chǔ)該法對(duì)低煤化

5、度煤中的含氧官能團(tuán)化學(xué)活性進(jìn)行所謂低溫?zé)峤?，是指在低于煤的軟化溫度下了系列研究，得到煤中各含氧官能團(tuán)的化學(xué)活性進(jìn)行的熱解。煤中氧對(duì)煤的熱解過程起著相當(dāng)重順序?yàn)椋骸綜OOH】基氧>【Ph—OH]基氧>[c=O】基要的作用，它的存在對(duì)煤受熱后塑性體的流動(dòng)性氧>【A1一OH]基氧和卜0一]非活性氧。對(duì)煤的粘結(jié)有顯著影響。在煤的熱解過程中，氧消耗了煤中大性有主要影響的是羧基¨9]，而羧基的化學(xué)活性最量的氫，因而使產(chǎn)生的自由基不易獲得活性氫而高，因此，可以通過低溫?zé)峤馓幚砻摮褐械聂然€(wěn)定下來，致使過早發(fā)生較多的交聯(lián)反應(yīng)，減少了氧而使煤的粘結(jié)性得以改

6、善。由于煤的各含氧官煤熱解過程中低分子物質(zhì)的生成，進(jìn)而阻礙了氫能團(tuán)化學(xué)活性的差異，以及活性含氧基團(tuán)的部分的轉(zhuǎn)移，使膠質(zhì)體的液相產(chǎn)物的數(shù)量變少和質(zhì)量脫除引起了煤組成結(jié)構(gòu)的變化，進(jìn)而引發(fā)煤的干變差，影響了煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性。煤的含氧側(cè)鏈餾成焦性能的改變，為低溫?zé)峤馓幚韺?dǎo)致低煤化基，即羧基、甲氧基、羰基、酚羥基和醇羥基等，在度煤性質(zhì)的變化提供依據(jù)。120韋小梅，等低煤化度煤低溫?zé)岣馁|(zhì)的研究進(jìn)展2011年第1期劑萃取實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)快速加熱處理后煤樣的溶劑萃2低溫?zé)岣馁|(zhì)效果取率都有所提高，且萃取率變化和煤的粘結(jié)性變2．1脫氧效果化有良好的相關(guān)關(guān)系，認(rèn)為快

7、速加熱處理改善原低煤化度煤經(jīng)低溫?zé)岣馁|(zhì)后各活性含氧官能煤粘結(jié)性的機(jī)理可能是減弱了煤大分子聚合強(qiáng)團(tuán)的氧會(huì)不同程度地被脫除，其中羧基氧含量減度，使其在高溫熔融階段可以產(chǎn)生更多的低分子少的速率最快，酚羥基氧次之，羰基氧的減少最慢，物質(zhì)。而醇羥基氧不呈單純的減少趨勢(shì)]。煤中[COOH1日本學(xué)者以假設(shè)煤的粘結(jié)性的變化是加熱速基氧和【c=O]基氧的脫除，可提高焦炭顯微強(qiáng)度，度和加熱終溫共同作用的結(jié)果為前提，提出提高增加焦炭中的光學(xué)各向異性組織的含量，降低焦加熱速度，用超高加熱速度將煤在軟化熔融溫度炭的CO2反應(yīng)]。ChadrawateeAngle等Ⅲ在

8、研究以下預(yù)處理，改善其粘結(jié)性后再裝爐煉焦的思路，一系列元素組成相似的Alberta低煤化度煤熱解由此開發(fā)了SCOPE21煉焦新工藝[16-18]，并于2008性質(zhì)差異時(shí)，采用兩種