高硫煤硫的脱除及其在配煤炼焦中的应用研究进展

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作者 曹先中 李占库 +1 位作者 康士刚 水恒福 《安徽工业大学学报(自然科学版)》 2025年第2期118-135,共18页

随着低硫优质炼焦煤资源的大量消耗,高硫煤的高效和资源化利用问题凸显,而硫的有效脱除是解决这一问题的关键。煤自身的性质,特别是其变质程度以及硫的赋存形态与分布直接影响煤转化过程中硫的迁移行为。基于此,本文综述煤中硫的赋存形... 随着低硫优质炼焦煤资源的大量消耗,高硫煤的高效和资源化利用问题凸显,而硫的有效脱除是解决这一问题的关键。煤自身的性质,特别是其变质程度以及硫的赋存形态与分布直接影响煤转化过程中硫的迁移行为。基于此,本文综述煤中硫的赋存形态及其脱除方法,包括煤热解过程中硫的热转化行为,以及高硫煤在配煤炼焦过程中的应用。结果表明:煤的硫含量及其赋存形态受煤生成时期沉积环境的影响较大,不同形态硫分解的温度区间不同,导致在热解过程中其转化行为存在明显差异。因此,需要结合现有或采用新的表征方法,精确识别煤中硫的含量及其形态分布。采用机器学习结合先进的算法挖掘出统计数据蕴含的规律,是煤热解脱硫研究的新方向。通过调整配合煤的组成,利用高挥发分煤裂解产生的富氢自由基作为原位供氢体,与含硫自由基结合,促使生成的含硫气体随挥发分一同逸出;同时,通过调控高挥发分煤中的矿物质(尤其是碱性化合物)组成,降低其固硫作用,从而获得低硫高质量焦炭,是高硫煤在炼焦配煤中有效应用的可行途径。此外,研究煤炭化过程中传质效应对硫调控的作用机制,对于抑制含硫组分与焦炭的表面反应、实现高硫炼焦煤的清洁转化及其在配煤炼焦中的高效利用具有重要意义。 展开更多

关键词 高硫煤 硫赋存形态 脱硫 配煤炼焦 资源化利用 清洁转化 煤热解

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高硫煤基多孔碳材料的可控制备及其用于锂硫电池

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作者 廖明月 雷智平 +8 位作者 贾同鑫 李亚洲 李占库 颜井冲 水恒福 闫洪雷 任士彪 王知彩 康士刚 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期128-141,共14页

高性能、低成本的多孔碳材料是理想的锂硫电池硫宿主材料,但利用廉价的原料实现其规模化制备仍面临巨大挑战。以资源丰富的高硫煤为原料,采用氧化镁和氢氧化钾作为模板剂和活性剂,制备了煤基多孔碳材料,并研究了其作为锂硫电池硫宿主材... 高性能、低成本的多孔碳材料是理想的锂硫电池硫宿主材料,但利用廉价的原料实现其规模化制备仍面临巨大挑战。以资源丰富的高硫煤为原料,采用氧化镁和氢氧化钾作为模板剂和活性剂,制备了煤基多孔碳材料,并研究了其作为锂硫电池硫宿主材料的构效关系。研究发现,煤基碳材料制备过程中,模板剂MgO作用下产生介孔(占比74%);活性剂KOH主要导致微孔(占72%)生成;MgO和KOH共同作用制备的碳材料PCMgO+KOH比表面积大(1616 m^(2)/g)、孔容高(1.02 m^(3)/g)、孔结构丰富(介孔54%、微孔46%)。电化学性能测试结果表明,S@PCMgO+KOH具有良好的倍率性能和优异的循环稳定性,在1 C充放电倍率循环500圈后容量仍能保留553.2 mAh/g,容量保持率达65.5%,每个循环的衰减率低至0.069%;在2 C下,循环500圈后容量为484.0 mAh/g,容量保持率为63%,每圈衰减率仅0.075%,具有良好的倍率性能和优异的循环稳定性。PCMgO+KOH优异的电化学性能主要来自其较小的欧姆电阻和电荷转移电阻、快速的多硫化物氧化还原反应动力学及对多硫化锂优异的束缚能力。本研究为价廉性高的锂硫电池硫宿主材料的制备提供了可选择的路线。 展开更多

关键词 锂硫电池 高硫煤 模板剂 活性剂 煤基多孔碳:介孔结构 微孔结构

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^1H—NMR和IR对道路沥青老化过程的研究 被引量：23

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作者 水恒福 沈本贤 +1 位作者 高晋生 周华 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期405-409,共5页

研究了两种不同结构道路沥青Ｓｈｅｌ７０和ＰＡ１００的老化过程。发现沥青的组成和结构对其老化性能有较大影响：具有较长烷基侧链的道路沥青，在一定的温度下，烷基侧链易于断裂形成自由基而引发氧化反应；沥青各组分结构上的不连续... 研究了两种不同结构道路沥青Ｓｈｅｌ７０和ＰＡ１００的老化过程。发现沥青的组成和结构对其老化性能有较大影响：具有较长烷基侧链的道路沥青，在一定的温度下，烷基侧链易于断裂形成自由基而引发氧化反应；沥青各组分结构上的不连续性导致其抗老化性能较差。在老化过程中，由于氧的介入生成了酮和亚砜等含氧官能团，使得沥青分子间相互作用力增加，破坏了原有沥青的组成与结构，导致沥青的针入度下降，各种性质发生明显变化。 展开更多

关键词 核磁共振 红外光谱 老化 机理 道路沥青

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道路沥青老化动力学研究 被引量：23

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作者 水恒福 沈本贤 高晋生 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期399-404,共6页

研究了两种道路沥青老化动力学，计算得到有关动力学参数，揭示了沥青组成结构与其老化性能之间的关系。结果表明道路沥青老化属于一级动力学反应。较低芳香度和较长烷基侧链的沥青，在受热条件下其烷基侧链易于断裂而形成自由基，引发... 研究了两种道路沥青老化动力学，计算得到有关动力学参数，揭示了沥青组成结构与其老化性能之间的关系。结果表明道路沥青老化属于一级动力学反应。较低芳香度和较长烷基侧链的沥青，在受热条件下其烷基侧链易于断裂而形成自由基，引发了氧化反应，因而其抗老化性能较差。 展开更多

关键词 组成 结构 耐老化性能 动力学 道路沥青

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中间相沥青用作镁炭砖粘结剂的可行性研究 被引量：10

5

作者 水恒福 冯映桐 高晋生 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期51-54,共4页

提出以中间相沥青替代酚醛树脂作镁炭砖粘结剂来提高镁炭砖的质量。通过正交实验选定了用作粘结剂的中间相沥青 ,并探讨了中间相沥青溶剂分级组分对镁炭砖型块耐压强度的影响。两种粘结对比实验表明 ,中间相沥青结合型块的高温耐压性能... 提出以中间相沥青替代酚醛树脂作镁炭砖粘结剂来提高镁炭砖的质量。通过正交实验选定了用作粘结剂的中间相沥青 ,并探讨了中间相沥青溶剂分级组分对镁炭砖型块耐压强度的影响。两种粘结对比实验表明 ,中间相沥青结合型块的高温耐压性能优于酚醛树脂结合型块。 展开更多

关键词 中国相沥青 镁炭砖 粘结剂 酚醛树脂 耐压强度 耐火材料 粘结性能 可行性

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掺配FCC油浆的溶剂脱沥青组合工艺研究 被引量：6

6

作者 水恒福 沈本贤 +2 位作者 高晋生 王介华 朱炳伟 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期13-19,共7页

在连续式溶剂脱沥青试验装置上考察了掺配 FCC油浆对渣油溶剂脱沥青过程的影响。油浆的加入使脱沥青油收率增加 ,脱沥青油和脱油沥青的质量也得到了明显提高。提出了试验用渣油和油浆的结构模型 ,并据此计算得到它们的溶解度参数。根据... 在连续式溶剂脱沥青试验装置上考察了掺配 FCC油浆对渣油溶剂脱沥青过程的影响。油浆的加入使脱沥青油收率增加 ,脱沥青油和脱油沥青的质量也得到了明显提高。提出了试验用渣油和油浆的结构模型 ,并据此计算得到它们的溶解度参数。根据渣油在烃类溶剂中溶解平衡理论和组成分析结果 ,揭示了掺配油浆改善溶剂脱沥青过程的机理。 展开更多

关键词 溶剂脱沥青 油浆 掺配 催化裂化 渣油 炼油

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粘结剂炭的结构与抗氧化性 被引量：6

7

作者 水恒福 冯映桐 高晋生 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期197-199,共3页

研究了中间相沥青和酚醛树脂粘结剂及其热解炭的抗氧化性 ,通过 X- ray衍射、扫描电镜、粘结剂残炭率及炭真密度测定 ,综合评价中间相沥青用作镁炭砖粘结剂的可行性。结果表明 ,中间相沥青的抗氧化性明显优于酚醛树脂 ;中间相沥青炭结... 研究了中间相沥青和酚醛树脂粘结剂及其热解炭的抗氧化性 ,通过 X- ray衍射、扫描电镜、粘结剂残炭率及炭真密度测定 ,综合评价中间相沥青用作镁炭砖粘结剂的可行性。结果表明 ,中间相沥青的抗氧化性明显优于酚醛树脂 ;中间相沥青炭结构致密 ,有取向性 ,呈石墨化炭结构 ;而酚醛树脂质炭结构疏松 ,无取向性 ,呈难石墨化炭结构。中间相沥青残炭率为 65 .5 3% ,炭真密度为1 .91 g/cm3 ;酚醛树脂残炭率为 49.40 % ,炭真密度为 1 .73g/cm3 。可以看出 。 展开更多

关键词 中间相沥青 酚醛树脂 显微结构 抗氧化性

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大庆-黄岛减压渣油在烃类溶剂中溶解平衡研究 被引量：1

8

作者 水恒福 沈本贤 +1 位作者 陈新 高晋生 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期69-73,共5页

在连续式渣油溶解度测定装置上研究了大庆－黄岛减压渣油（ＤＨＶＲ）与混合Ｃ４溶剂的溶剂平衡规律。结果表明，ＤＨＶＲ与混合Ｃ４溶剂的溶剂平衡模型遵循Ｆｌｏｒｙ－Ｈｕｇｇｉｎｓ方程，由此计算得到了ＤＨＶＲ在１３２～１４２℃... 在连续式渣油溶解度测定装置上研究了大庆－黄岛减压渣油（ＤＨＶＲ）与混合Ｃ４溶剂的溶剂平衡规律。结果表明，ＤＨＶＲ与混合Ｃ４溶剂的溶剂平衡模型遵循Ｆｌｏｒｙ－Ｈｕｇｇｉｎｓ方程，由此计算得到了ＤＨＶＲ在１３２～１４２℃的混合Ｃ４溶剂中的溶解度参数；外推求得２５℃下的溶解度参数为２４．３ＭＰａ１／２，与文献值一致；温度和溶剂组成影响渣油的溶解度，温度升高，溶解度有所降低。提高溶剂的溶解度参数，有利于提高渣油的溶解能力。 展开更多

关键词 溶解度参数 减压渣油 烃类溶剂 溶解平衡

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混合C_4溶剂脱沥青工艺研究-DAO与DOA影响因素考察 被引量：5

9

作者 水恒福 沈本贤 +1 位作者 高晋生 杨忠木 《华东冶金学院学报》 2000年第1期15-19,共5页

在自制的中试溶剂脱沥青装置上对影响ＤＯＡ以及ＤＡＯ的收率和质量的主要因素即抽提塔顶温度和溶剂比进行了探讨，结果表明，该中试装置具有较好的溶剂抽提和分离效率。对大庆－黄岛减渣直接由溶剂脱沥青装置得到的ＤＯＡ不符合道路沥... 在自制的中试溶剂脱沥青装置上对影响ＤＯＡ以及ＤＡＯ的收率和质量的主要因素即抽提塔顶温度和溶剂比进行了探讨，结果表明，该中试装置具有较好的溶剂抽提和分离效率。对大庆－黄岛减渣直接由溶剂脱沥青装置得到的ＤＯＡ不符合道路沥青要求，必须对其进行改质，以制得合格的道路沥青。 展开更多

关键词 重油轻质化 脱油沥青 脱沥青油 溶剂脱沥青

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~1HNMR/IR对重质油结构的研究 被引量：7

10

作者 水恒福 沈本贤 高晋生 《华东冶金学院学报》 1999年第3期224-229,共6页

采用ｎ－ｄ－Ｍ法，Ｂｒｏｗｎ－Ｌａｄｎｅｒ法和＾１ＨＮＭＲ／ＩＲ法分别对６种重质油的结构进行了研究。通过ＩＲ光谱并结合＾１ＨＮＭＲ波谱获得脂肪Ｈ／Ｃ原子比Ｈｓ／Ｃｓ即ｘ值，对三种不同的方法测定重质油结构进行比较，结果... 采用ｎ－ｄ－Ｍ法，Ｂｒｏｗｎ－Ｌａｄｎｅｒ法和＾１ＨＮＭＲ／ＩＲ法分别对６种重质油的结构进行了研究。通过ＩＲ光谱并结合＾１ＨＮＭＲ波谱获得脂肪Ｈ／Ｃ原子比Ｈｓ／Ｃｓ即ｘ值，对三种不同的方法测定重质油结构进行比较，结果认为＾ＨＮＭＲ／ＩＲ法相对于Ｂｒｏｗｎ－Ｌａｄｎｅｒ法可以得到更为准确的平均分子结构参数，ｎ－ｄ－Ｍ法对一些较低分子量物质，可以给出正确的分子结构参数，但由此所得有关分子结构信息有限。 展开更多

关键词 重质油 ^1HNMR/IR 渣油

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添加剂对煤的缔合结构影响(英文) 被引量：1

11

作者 水恒福 《安徽工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2003年第4期259-264,共6页

探讨了各种盐类添加剂对煤的缔合结构影响。卤素阴离子能够同煤分子通过酸碱作用而强烈缔合,从而破坏了煤分子的缔合结构,提高了煤在有机溶剂中的抽提率。通过对UF煤在N-甲基2砒咯烷酮/二硫化碳混合溶剂(1:1体积比)抽提物进行溶剂级分... 探讨了各种盐类添加剂对煤的缔合结构影响。卤素阴离子能够同煤分子通过酸碱作用而强烈缔合,从而破坏了煤分子的缔合结构,提高了煤在有机溶剂中的抽提率。通过对UF煤在N-甲基2砒咯烷酮/二硫化碳混合溶剂(1:1体积比)抽提物进行溶剂级分得到吡啶不溶物(PI),对此PI经溶剂处理和添加剂乙酸四丁基胺(TBAA)作用,分别得到几种在混合溶剂中具有不同溶解度的PI,结果表明,TBAA通过改变PI的缔合结构,使所得PI具有不同溶解度,文中对这一过程的机理进行了探讨。 展开更多

关键词 缔合结构 添加剂 分子 有机溶剂 抽提率

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粘结剂炭的氧化动力学研究

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作者 水恒福 冯映桐 高晋生 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期326-329,共4页

两种粘结剂炭的氧化动力学实验表明 ,粘结剂炭氧化反应属一级反应。85 0℃、10 0 0℃制备的中间相沥青 ( NJ8)炭的表观活化能分别为 10 7.90 k J/mol和 170 .60 k J/mol,而酚醛树脂炭的表观活化能分别为 65 .0 1k J/mol和 97.63k J/mol... 两种粘结剂炭的氧化动力学实验表明 ,粘结剂炭氧化反应属一级反应。85 0℃、10 0 0℃制备的中间相沥青 ( NJ8)炭的表观活化能分别为 10 7.90 k J/mol和 170 .60 k J/mol,而酚醛树脂炭的表观活化能分别为 65 .0 1k J/mol和 97.63k J/mol。可见中间相沥青 ( NJ8) 展开更多

关键词 粘结剂炭 氧化 动力学 表现活化能 镁炭砖

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混合C_4溶剂脱沥青工艺研究-DOA的改质

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作者 水恒福 沈本贤 +1 位作者 高晋生 杨忠木 《华东冶金学院学报》 2000年第1期20-23,共4页

对中试溶剂脱沥青ＤＯＡ采用中试胶质以及富含芳烃的ＦＣＣ油浆进行改质，探讨了改质剂加入量对沥青性质的影响，制备出合格的６０号甲道路沥青。

关键词 溶剂脱沥青 道路沥青 脱油沥青 改质

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反相高效液相色谱法测定烟草中烟碱的含量 被引量：9

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作者 储志兵 周新光 +1 位作者 水恒福 陈建民 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第B09期751-754,共4页

对反相高效液相色谱法测定烟草中烟碱的方法进行了研究,并对样品中烟碱的含量进行了测定。色谱柱为Kromasil C18,流动相为甲醇(A)-三乙胺磷酸缓冲液(B),柱温35℃,流速1.0 mL.min-1,检测波长259 nm,进样量10μL。该方法具有精密度高、稳... 对反相高效液相色谱法测定烟草中烟碱的方法进行了研究,并对样品中烟碱的含量进行了测定。色谱柱为Kromasil C18,流动相为甲醇(A)-三乙胺磷酸缓冲液(B),柱温35℃,流速1.0 mL.min-1,检测波长259 nm,进样量10μL。该方法具有精密度高、稳定性好、重现性好、灵敏度高等特点。测定结果的标准偏差为0.014,变异系数为1.2%,线性相关系数为1.0,回收率为98.8%。 展开更多

关键词 烟碱 反相高效液相色谱 分析测定

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碳酸钠对焦炭深部溶损的影响

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作者 崔平 董小峰 +3 位作者 陈勇 杨庆峰 陈启厚 水恒福 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第7期126-128,85,共4页

对吸附碳酸钠后的焦炭与二氧化碳间的深部溶损反应进行了研究,并利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对焦炭中所吸附碳酸钠的存在形式进行了分析。结果表明,碳酸钠在焦炭中经高温处理后以Na2O的形式附着于焦炭中,并在焦炭与CO2... 对吸附碳酸钠后的焦炭与二氧化碳间的深部溶损反应进行了研究,并利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对焦炭中所吸附碳酸钠的存在形式进行了分析。结果表明,碳酸钠在焦炭中经高温处理后以Na2O的形式附着于焦炭中,并在焦炭与CO2的反应过程中起促进作用。随着碳酸钠吸附浓度的增加,其促进作用增强,焦炭的表面反应越加剧烈,深层反应曲线的斜率逐渐增大,焦炭由表及里逐渐剥蚀,块度逐渐变小。 展开更多

关键词 焦炭 碳酸钠 催化 深部溶损 形貌表征

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煤的缔合分子结构研究新进展

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作者 汪高强 水恒福 《安徽工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第4期288-290,共3页

着重介绍了煤的混合溶剂抽提、溶胀和添加剂增溶机理。对煤在固体和溶液状态的缔合行为和预处理增溶机理作了简要的 介绍。

关键词 煤抽提 溶胀 预处理 煤非共价结构

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煤直接液化中SO_4^(2-)/ZrO_2固体酸的催化作用 被引量：3

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作者 祝艳妮 王知彩 +2 位作者 水恒福 陈志雄 高晋生 《石油化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1215-1219,共5页

以二苯甲烷、苯乙醚为煤的模型化合物,以四氢萘(THN)为溶剂,进行中高压加氢液化实验,结合产物的气相色谱和质谱分析,考察了SO24-/ZrO2固体酸对煤直接液化的催化作用及加氢液化机理。实验结果表明,SO42-/ZrO2固体酸对模型化合物的转化具... 以二苯甲烷、苯乙醚为煤的模型化合物,以四氢萘(THN)为溶剂,进行中高压加氢液化实验,结合产物的气相色谱和质谱分析,考察了SO24-/ZrO2固体酸对煤直接液化的催化作用及加氢液化机理。实验结果表明,SO42-/ZrO2固体酸对模型化合物的转化具有良好的催化活性,与非催化液化相比,400℃、H2初压5MPa、30min时二苯甲烷的转化率由8.96%提高到61.75%,且模型化合物的存在促进了溶剂THN的转化,上述条件下THN的转化率也达到10.92%;模型化合物及THN的转化主要包括氢解、异构、氢转移及烷基化等反应;SO42-/ZrO2固体酸的催化作用主要为酸催化的离子反应机理,增强催化剂的酸性有利于煤的催化液化。 展开更多

关键词 二苯甲烷 苯乙醚 固体酸 催化液化 煤直接液化

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净化煤焦油沥青的中间相热转化研究

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作者 姚伯元 冯映桐 水恒福 《华东冶金学院学报》 1993年第3期73-81,共9页

本文用煤岩学方法研究离心法净化煤焦油沥青中间相的热转化过程,考察与评价了离心处理条件、原生与次生喹啉不溶物组成等对中间相热转化的影响。

关键词 净化煤焦油 中间相热转化

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不同配煤对焦炭高温性能的影响

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作者 杨忠木 水恒福 《华东冶金学院学报》 2000年第1期27-30,共4页

研究了不同配煤比对焦炭高温性能的影响，结果表明马钢现行的配煤比中，配入１０％的瘦煤，对于提高焦炭质量具有重要意义。某些同组别不同矿井的煤样，其结构组成存在差异，因而对焦炭质量产生不同的影响。

关键词 配煤 高炉 配煤比 高温性能 焦炭

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低阶煤中酸性含氧基团测定方法的改进 被引量：4

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作者 刘春莲 徐怀利 +1 位作者 王知彩 水恒福 《安徽工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第3期275-277,281,共4页

基于超声波水热法,对氢氧化钡和乙酸钙交换法分别测定煤中总酸性基和羧基含量的化学方法进行了改进,优化了超声波恒温水热测定条件。结果表明,超声波恒温水热促进了煤及其衍生物中酸性基团的测定反应,避免了环境因素干扰,显著提高了测... 基于超声波水热法,对氢氧化钡和乙酸钙交换法分别测定煤中总酸性基和羧基含量的化学方法进行了改进,优化了超声波恒温水热测定条件。结果表明,超声波恒温水热促进了煤及其衍生物中酸性基团的测定反应,避免了环境因素干扰,显著提高了测定的精密度和准确度,简化了试验操作,提高了测定的重现性。 展开更多

关键词 煤 酸性基团 超声波处理

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