不同沉积环境下煤的热解与成浆性研究

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沉积环境的不同是造成煤化程度相近的煤具有不同还原程度的重要原因,也是影响我国煤性质的重要因素。本文从煤热解、热解焦气化、.热解液体产物、成浆性等方面研究了还原程度对煤性质的影响。通过工业分析、元素分析、煤质结构参数分析及红外谱图,对比了我国不同地区沉积环境对煤还原程度的影响。弱还原程度煤相对于强还原程度煤具有H/C原子比较低、芳碳率高、含氧官能团数量较多等特点。采用煤热解—气化连续方法,在TG-DTA/DSC热分析仪器上对不同煤化程度的三种煤及煤化程度相近但沉积环境不同的五种煤的热解与气化特性进行了研究,运用Coats-Redfern积分法求解煤热解动力学参数。研究结果表明:煤的热解机制是相似的,反应级数n=3;还原程度较弱的SH与SF煤,热解表观活化能在43-54KJ/mol,而还原程度较强的其他三种煤,热解表观活化能在76-103KJ/mol。在灰熔融温度范围内,随着热解终温的提高和还原程度的减弱,最终失重率增大,煤焦气化活性得到提高。由于热解工艺和原料煤性质不同,弱还原程度低温煤焦油不同于强还原程度煤快速热解煤焦油的基本性质,其H/C原子较低,甲苯和喹啉不溶物含量极低,XJ2酚含量可达23%。由GC-MS分析可知,XJ2和QHMJY的酸性组分以及中性组分组成也有所不同。强还原程度煤快速热解煤焦油含酚达12%,优化得到的最佳提酚条件是NaOH浓度15%,温度60℃,H2SO4浓度50%。高煤化程度的煤以及强还原程度的煤成浆性较好,分散剂更加容易提高这两种煤的表面电动电位,但煤灰流动温度较高,采取配煤的方式既可提高弱还原程度的煤成浆性,还可使强还原程度煤的煤灰熔融温度达到气化炉排渣要求。
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