同步辐射技术研究焦炭结构及其综合性质

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作者 燕慧 高亚芳 +2 位作者 崔贝贝 申岩峰 王美君 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第7期130-140,共11页

深度认识焦炭分子结构及气化反应性的本质是科学评价焦炭质量、定向调控焦炭反应行为的关键。以山西某焦化厂所用16种单种煤和8种配合煤为原料,利用40 kg焦炉制备了24种焦炭。通过工业分析、元素分析、灰成分分析、孔隙率和焦炭光学组... 深度认识焦炭分子结构及气化反应性的本质是科学评价焦炭质量、定向调控焦炭反应行为的关键。以山西某焦化厂所用16种单种煤和8种配合煤为原料,利用40 kg焦炉制备了24种焦炭。通过工业分析、元素分析、灰成分分析、孔隙率和焦炭光学组织分析等手段表征焦炭的宏观组成及介观结构特性。借助同步辐射X射线小角散射(SAXS)和广角散射(WAXS)联用技术研究焦炭的碳–孔–灰特性。基于焦炭的宏观、介观和微观结构特性以及溶损机制分析了焦炭结构及组成与强度和反应性的本质联系。结果表明:焦炭有机质中碳元素质量分数占96.29%~99.07%;灰分质量分数在9.35%~14.51%范围内波动。中黏煤TB和贫煤CZ制备的焦炭富含2~70 nm孔隙,呈现清晰的小角散射现象。焦煤LL和配煤BC2在成焦过程中1~100 nm孔隙被封闭或转化成200~800μm孔。期间,焦炭芳香度(f_(a))增加且片层间距(d_(002))减小,形成明锐的WAXS散射环,其余焦样呈弱散射环。低阶煤因挥发分释放引起焦炭裂纹网络形成与发展;高阶煤碳网结构在热应力作用下发生破裂,2种现象均导致焦炭抗碎强度(M40)下降。焦炭分子中适当的无定形结构(高Porod斜率)和表面粗糙度可增加碳层结构单元间的交联,并抑制平行碳层间的滑移;分形维数(D_(S))和芳香堆垛尺寸(L_(a)和L_(c))是决定焦炭反应性(CRI)的根本因素。 展开更多

关键词 同步辐射 焦炭结构 气化反应性 抗碎强度 溶损反应

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碱金属K对焦炭反应性和反应后强度的影响

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作者 索志远 高强健 +3 位作者 赵克斌 徐维利 段福彬 王加林 《材料与冶金学报》 北大核心 2025年第2期114-121,共8页

为了研究碱金属K对焦炭反应性(CRI)和反应后强度(CSR)的影响,采用浸碱法对3种典型焦炭(焦炭A,B,C)进行处理,测试其反应性和反应后强度,并结合扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)表征了其微观结构的演变.结果表明:碱金属K显著促进了焦炭的气... 为了研究碱金属K对焦炭反应性(CRI)和反应后强度(CSR)的影响,采用浸碱法对3种典型焦炭(焦炭A,B,C)进行处理,测试其反应性和反应后强度,并结合扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)表征了其微观结构的演变.结果表明:碱金属K显著促进了焦炭的气化反应,使其反应性增加和反应后强度下降;以焦炭A为例,浸K后其反应性从19.97%增至30.70%,增幅达10.73%,反应后强度从69.80%降至56.55%,降幅为13.25%;浸K焦炭在气化反应后孔隙结构更加疏松,表面裂纹增多,且孔隙中富集大量K;碱金属K通过催化气化反应不仅对焦炭性能起到劣化作用,还改变了焦炭的微观结构,进一步降低了焦炭反应后强度.本研究结果为高炉生产中优化焦炭质量的评价体系提供了理论依据,同时强调了在高碱金属负荷条件下焦炭抗碱性能的重要性,这对提升高炉稳定性及降低生产成本具有重要意义. 展开更多

关键词 焦炭 碱金属K 反应性 反应后强度

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分子筛择形及酸分布调控对烯烃选择性叠合影响机制的研究进展

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作者 梁柯 马一榕 +1 位作者 左琦 李文林 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第4期1093-1107,共15页

烯烃叠合反应是制备高品质燃料和化工产品的关键技术。归纳了烯烃叠合研究中催化剂开发优化与反应机理解析两大关键问题,系统阐述了分子筛催化剂在C2~C6烯烃叠合中的研究进展。从分子筛催化剂的反应机理出发,对其烯烃活化作用位点和微... 烯烃叠合反应是制备高品质燃料和化工产品的关键技术。归纳了烯烃叠合研究中催化剂开发优化与反应机理解析两大关键问题,系统阐述了分子筛催化剂在C2~C6烯烃叠合中的研究进展。从分子筛催化剂的反应机理出发,对其烯烃活化作用位点和微动力学模型对产物分布的预测进行论述。从催化剂结构特征的角度出发,深入探讨分子筛的择形控制和酸分布调控这两个关键因素对烯烃叠合反应性能的影响机制,以及金属改性分子筛对烯烃叠合反应的调控机制。基于Br?nsted酸强度和积炭等关键限制因素,提出固体酸催化剂选用的原则和设计思路,为未来进一步对金属组分的表征与添加规律的探讨提供启发。 展开更多

关键词 烯烃 叠合 分子筛 反应机理 Br?nsted酸强度 积炭

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基于偏最小二乘回归的焦炭热性质非线性预测模型 被引量：12

4

作者 张进春 吴超 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1406-1412,共7页

针对基于煤质指标预测焦炭热性质建模过程中易出现的多重共线性问题,提出应用偏最小二乘回归对焦炭热性质进行预测的建模思路。考虑到煤质指标与焦炭热性质之间复杂的非线性关系,采用拟线性化处理的方法,将煤质指标的一次效应、二次效... 针对基于煤质指标预测焦炭热性质建模过程中易出现的多重共线性问题,提出应用偏最小二乘回归对焦炭热性质进行预测的建模思路。考虑到煤质指标与焦炭热性质之间复杂的非线性关系,采用拟线性化处理的方法,将煤质指标的一次效应、二次效应及交互效应作为模型输入,建立焦炭热性质预测的偏最小二乘回归模型;基于拟线性化处理的非线性偏最小二乘回归和线性偏最小二乘回归对焦炭热性质预测实例进行分析。研究结果表明:基于偏最小二乘回归方法建立的焦炭热性质预测模型是有效可行的;非线性偏最小二乘回归模型的预测精度明显比线性偏最小二乘回归模型的预测精度高。 展开更多

关键词 焦炭 焦炭反应性指数:焦炭反应后强度 偏最小二乘回归 非线性预测

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高炉用焦炭热强度指标要求及检测方法 被引量：11

5

作者 魏国 沈峰满 +1 位作者 杜钢 杜鹤桂 《材料与冶金学报》 CAS 2011年第4期237-240,共4页

高炉冶炼通常要求焦炭具有较低的反应性和较高的反应后强度.但焦炭反应性过低不利于提高高炉反应效率.本文对焦炭在高炉内消耗机理进行了分析,认为高炉炉身焦炭消耗量与铁矿石直接还原度相关,炉身消耗的焦炭量是比较稳定的,现有焦炭热... 高炉冶炼通常要求焦炭具有较低的反应性和较高的反应后强度.但焦炭反应性过低不利于提高高炉反应效率.本文对焦炭在高炉内消耗机理进行了分析,认为高炉炉身焦炭消耗量与铁矿石直接还原度相关,炉身消耗的焦炭量是比较稳定的,现有焦炭热强度评价方法存在不足.为了避免焦炭反应过度,应调整焦炭热强度指标的测定方法,如改变反应气氛或根据焦炭失重量确定反应时间,使测定结果能够合理反映炉内焦炭消耗的规律. 展开更多

关键词 高炉 焦炭 反应性 反应后强度 碳溶反应

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溶损反应动力学对焦炭溶损后强度的影响 被引量：25

6

作者 郭瑞 汪琦 张松 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期12-16,共5页

为了分析溶损反应动力学行为对焦炭反应后强度的影响,在1 050℃～1 300℃的范围内,对三种典型焦炭进行了等温溶损反应实验.当焦炭的溶损失重率为25%时停止反应,通过I型转鼓检测焦炭的溶损后强度.结果表明,不同反应性的焦炭发生最严重的... 为了分析溶损反应动力学行为对焦炭反应后强度的影响,在1 050℃～1 300℃的范围内,对三种典型焦炭进行了等温溶损反应实验.当焦炭的溶损失重率为25%时停止反应,通过I型转鼓检测焦炭的溶损后强度.结果表明,不同反应性的焦炭发生最严重的劣化梯度反应时的温度不同,高反应性焦炭为1 100℃左右,低于其他两种焦炭.虽然高反应性焦炭发生最严重的劣化梯度反应后的强度很低,但改变反应温度使反应速率加快或减慢都能使高反应性焦炭的反应后强度显著地提高. 展开更多

关键词 焦炭 反应后强度 温度 溶损反应

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配焦粉炼焦的焦炭冷、热态性能研究 被引量：7

7

作者 陈昌华 房克朋 +1 位作者 李德瑾 纪同森 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2003年第4期30-32,35,共4页

配加焦粉炼焦的焦粉细度、配量对焦炭质量,尤其焦炭的热态性能的影响,进行了试验分析,明确了焦粉细度和配量的变化对焦炭质量的影响趋势,更好的指导配焦粉炼焦的生产。

关键词 焦粉细度 冷态强度 反应性 焦炭质量 热态性能 配量

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无烟煤与添加剂炼焦实验研究 被引量：9

8

作者 诸荣孙 伊廷锋 徐华炜 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期46-50,共5页

采用马钢炼焦原料研究了无烟煤与添加剂配煤炼焦新工艺.用无烟煤取代部分焦煤的炼焦实验结果表明,在黏结剂PRT和CMC分别为0.5%条件下,无烟煤配入量为14%时所炼出的焦炭的粒焦反应性比9%无烟煤时所炼的焦更低,而反应后强度则高于加入9%... 采用马钢炼焦原料研究了无烟煤与添加剂配煤炼焦新工艺.用无烟煤取代部分焦煤的炼焦实验结果表明,在黏结剂PRT和CMC分别为0.5%条件下,无烟煤配入量为14%时所炼出的焦炭的粒焦反应性比9%无烟煤时所炼的焦更低,而反应后强度则高于加入9%无烟煤时所炼的焦,与不加无烟煤所炼的焦的差距很小;此外,在无烟煤配入量为14%时,改变添加剂配比的炼焦实验结果表明,对3-2,3-3及3-5号配方所炼的焦,具有比较好的落下强度与转鼓指数、较低的粒焦反应性和较高的反应后强度,比较接近不加无烟煤的基准焦配方3-1. 展开更多

关键词 无烟煤 添加剂 炼焦 反应后强度

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40kg捣固小焦炉配煤试验研究与生产效果分析 被引量：5

9

作者 蒋善勇 孙乾 +2 位作者 郑长科 李明港 章新喜 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第6期119-121,共3页

在缺少主焦煤的情况下,为寻找生产二级冶金焦的最优配煤比,降低炼焦生产成本,依据炼焦配煤研究理论,通过采用40 kg捣固小焦炉,以气煤、1/3焦煤、瘦煤为原料煤进行了配煤试验研究,成功试验出生产二级冶金焦的最优配煤质量比:众维精煤25%... 在缺少主焦煤的情况下,为寻找生产二级冶金焦的最优配煤比,降低炼焦生产成本,依据炼焦配煤研究理论,通过采用40 kg捣固小焦炉,以气煤、1/3焦煤、瘦煤为原料煤进行了配煤试验研究,成功试验出生产二级冶金焦的最优配煤质量比:众维精煤25%、音西原煤15%、新兴原煤40%、榆树沟原煤20%。生产实践结果表明,采用此配煤比生产的冶金焦抗碎强度M40达到79.9%,耐磨强度M10达到8.0%,焦炭热反应性CRI为50%,反应后强度CSR为42%,吨全焦配煤成本下降143.26元,降幅达15.06%。 展开更多

关键词 40kg捣固小焦炉 配煤 炼焦 抗碎强度 耐磨强度 焦炭热反应性 反应后强度

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神华不黏煤的加热处理及其配煤炼焦试验 被引量：4

10

作者 崔平 徐昶辉 陈勇 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第6期122-125,共4页

利用热惰性气体在不同温度下对神华不黏煤进行加热处理,并将其按3%,5%,8%的比例替换部分气煤进行配煤炼焦试验。结果表明:在配入同一比例神华不黏煤的情况下,所得焦炭反应性(CRI)随其处理温度的升高呈现出先降低后增大的趋势,在400℃时... 利用热惰性气体在不同温度下对神华不黏煤进行加热处理,并将其按3%,5%,8%的比例替换部分气煤进行配煤炼焦试验。结果表明:在配入同一比例神华不黏煤的情况下,所得焦炭反应性(CRI)随其处理温度的升高呈现出先降低后增大的趋势,在400℃时达到最低,对应的神华不黏煤添加量为3%,5%,8%时,焦炭反应性分别为43.20%,45.95%,48.48%,但焦炭的显微强度(MSI)差别不大;当增加肥煤配比后,随着添加的神华不黏煤处理温度的升高,焦炭反应性呈现下降、反应后强度(CSR)和焦炭显微强度呈现出增大的趋势,且适当调整焦肥煤比例后,可在保证焦炭质量不变的前提下使加热处理后的神华不黏煤的配入比例达到8%以上。 展开更多

关键词 神华不黏煤 加热处理 配煤 焦炭反应性 焦炭反应后强度 焦炭显微强度 惰性气体

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高反应性铁焦制备及其强度研究进展 被引量：6

11

作者 张生富 尹铖 +2 位作者 邱淑兴 温良英 白晨光 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2022年第8期133-144,共12页

我国钢铁产量与优质焦煤资源、环保形势的矛盾日益突出,优化炼铁工艺,实现高炉降碳减排刻不容缓。提高碳利用率是降低高炉焦比、减少CO_(2)排放的有效措施。铁焦作为一种有望实现工业化应用的铁碳复合炉料,其高反应性可降低高炉热储备... 我国钢铁产量与优质焦煤资源、环保形势的矛盾日益突出,优化炼铁工艺,实现高炉降碳减排刻不容缓。提高碳利用率是降低高炉焦比、减少CO_(2)排放的有效措施。铁焦作为一种有望实现工业化应用的铁碳复合炉料,其高反应性可降低高炉热储备区温度,提高炉身工作效率,从而提高碳利用率,因此受到广泛关注。综述了铁焦的发展历程和研究进展,比较了不同铁焦制备工艺的特点和获得铁焦的性能。煤直接配加铁矿粉制备铁焦工艺投资成本小,利用现有焦炉设施即可实现,但需严格控制炼焦炉温度,否则会降低焦炉寿命;热压法铁焦制备工艺可大量使用弱黏结性煤或非黏结煤,制备的铁焦具有较高的反应性和反应后强度,已实现工业化生产和应用;而冷压法制备工艺能进一步降低炼焦能耗,但铁焦产品的强度需优化。炼焦过程中加入煤中的含铁矿物均被还原为金属铁,其氧化反应催化了铁焦在高炉内的气化。针对铁焦强度劣化,提出在制备过程中添加含甲苯、乙苯、邻二甲苯和长支链烷烃等类胶质体的解决方法,为炼制满足高炉要求的高强度-高反应性铁焦提供了可行途径。研究表明,铁焦与含铁炉料混装的布料方式既能实现高炉降碳减排,又不影响高炉透气透液性;铁焦的反应性与反应后强度的协同优化、铁焦在高炉内的递变行为和铁焦对高炉能耗影响是未来的重点研究方向。 展开更多

关键词 铁焦 高炉 CO_(2)减排 反应性 反应后强度 胶质体

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炼焦工艺条件对焦炭反应性和反应后强度的影响 被引量：5

12

作者 赵奇 《洁净煤技术》 CAS 2012年第2期95-98,共4页

通过40 kg焦炉炼焦实验,研究了加热速率、焦饼终温、焖炉时间、入炉煤堆密度及入炉煤细度等对焦炭的CRI(焦炭反应性)、CSR(反应后强度)的影响。结果表明:为保证焦炭成熟和获得较低的CRI值,较高的CSR值,焦饼终温应控制在1000～1050℃范... 通过40 kg焦炉炼焦实验,研究了加热速率、焦饼终温、焖炉时间、入炉煤堆密度及入炉煤细度等对焦炭的CRI(焦炭反应性)、CSR(反应后强度)的影响。结果表明:为保证焦炭成熟和获得较低的CRI值,较高的CSR值,焦饼终温应控制在1000～1050℃范围内。炼焦时焖炉时间应控制在3 h以上。提高入炉煤堆密度,可显著改善焦炭的热性质。入炉煤细度控制在90%左右时,CRI、CSR值较佳。提高加热速率,特别是粘结阶段的升温速率,有利于改善焦炭的热性质。 展开更多

关键词 反应性 反应后强度 炼焦 40kg焦炉 焖炉时间 堆密度

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影响焦炭高温性能的主要因素 被引量：7

13

作者 胡源申 《炼铁》 北大核心 1994年第6期33-37,58,共5页

根据已建立的焦炭反应性与气化反应速度之间的关系式,得出影响焦炭反应性和热强度的主要因素为:碱金属、温度、压力、焦炭灰分、焦炭显微组分以及焦炭与水的反应性。从理论和实验两方面分析了上述各因素对焦炭高温性能的影响。

关键词 焦炭 气化反应 反应性 热强度

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高炉内氯元素对焦炭高温冶金性能的影响 被引量：8

14

作者 兰臣臣 张淑会 +2 位作者 刘小杰 吕庆 武兵强 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第1期5-10,共6页

为探索不同形式氯元素对焦炭高温冶金性能的影响规律,在对高炉内含氯化合物进行反应热力学分析的基础上,通过实验研究HCl气体、CaCl2溶液和HCl溶液等3种不同含氯化合物对焦炭反应性（CRI）和反应后强度（CSR）的影响.结果表明,由原燃料... 为探索不同形式氯元素对焦炭高温冶金性能的影响规律,在对高炉内含氯化合物进行反应热力学分析的基础上,通过实验研究HCl气体、CaCl2溶液和HCl溶液等3种不同含氯化合物对焦炭反应性（CRI）和反应后强度（CSR）的影响.结果表明,由原燃料带入高炉的氯元素多和其它物质反应生成HCl气体,当煤气中HCl气体体积分数在0～1.8％范围内增加时,焦炭的反应性先升高再降低,反应后强度先降低再升高;煤气中HCl气体体积分数为0.6％时,焦炭的高温冶金性能劣化最严重;HCl溶液和CaCl2溶液的质量分数分别在0～8％范围内增加时,焦炭的反应性均逐渐提高,反应后强度均逐渐降低.因此,高炉内不同形式的氯元素对焦炭高温冶金性能均有劣化作用.建议高炉生产现场建立氯元素的检测制度,控制入炉的氯元素含量,以减少对焦炭高温冶金性能的影响. 展开更多

关键词 焦炭 氯元素 冶金性能 反应性 反应后强度

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包钢焦炭高温冶金性能的研究 被引量：2

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作者 陈春元 王瑞军 《炼铁》 北大核心 2003年第1期16-19,共4页

在实验室对包钢焦炭高温冶金性能进行了测定,测定结果:焦炭反应性(CRI)平均为25％～28％,反应后强度(CSR)平均在60％以上。根据包钢原料条件,加入KCO_3,进行了抗碱试验,结果如下:CRI增加了10％以上,CSR下降了15％,说明碱金属对焦炭溶损... 在实验室对包钢焦炭高温冶金性能进行了测定,测定结果:焦炭反应性(CRI)平均为25％～28％,反应后强度(CSR)平均在60％以上。根据包钢原料条件,加入KCO_3,进行了抗碱试验,结果如下:CRI增加了10％以上,CSR下降了15％,说明碱金属对焦炭溶损催化作用明显。 展开更多

关键词 焦炭 高温冶金性能 反应性 反应后强度 碱金属

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