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炼焦煤的结构性质及同类煤种替代对焦炭质量的影响 被引量：1
1
作者 王雷雷 赵丹 +2 位作者 刘丹丹 申岩峰 王美君 《煤炭转化》 北大核心 2025年第1期45-54,共10页
炼焦煤是生产冶金焦的直接原料,而配煤成本占炼焦总成本的85%以上。随着优质稀缺炼焦煤资源不断减少,合理利用不同种类煤炭资源,同时基于煤质特点将更多的煤种引入炼焦配煤,对实现降本增效及保证连续稳定生产具有重要意义。煤分子结构... 炼焦煤是生产冶金焦的直接原料,而配煤成本占炼焦总成本的85%以上。随着优质稀缺炼焦煤资源不断减少,合理利用不同种类煤炭资源,同时基于煤质特点将更多的煤种引入炼焦配煤,对实现降本增效及保证连续稳定生产具有重要意义。煤分子结构决定了煤在成焦过程中表现出的性质,最终影响焦炭质量,以焦化厂实际生产使用的炼焦配煤为基础,引入四组同类煤,通过Raman光谱分析、^(13)C NMR分析、基式流动度测定、固定床热解实验等深入分析了煤种特性,利用40 kg焦炉进行了同类煤替代的配煤炼焦实验,探讨了分别添加气煤、肥煤、焦煤和瘦煤等不同煤种的炼焦煤对配煤成焦过程和焦炭质量的影响,进而为焦化厂基于煤质特性进行同类煤替代炼焦提供理论参考。结果表明:对于两种焦煤(JM1,JM2),JM1较小的芳香团簇支链(S.C.)可能是导致其流动度低和塑性温区窄的主要原因,JM1所得焦炭的质量劣于JM2所得焦炭的质量,JM2替代JM1后,焦炭质量变好;两种肥煤(FM1,FM2)的黏结性能好,化学结构都有着相当一部分的缺陷结构(A_(G_(R)+V_(L)+V_(R))/A_(D)大),有利于塑性体流动性的发展,FM2更好的黏结性使配煤所得焦炭冷态强度更高;两种气煤(QM1,QM2)的黏结性较差,QM2较小的S.C.限制其流动性的发展,流动度较低;所有煤种中贫煤(PM)的黏结性最差,PM的引入使焦炭质量发生劣化。 展开更多
关键词 炼焦煤 煤质特性 化学结构 成焦特性 焦炭质量
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宁东典型中低阶煤热解过程中氮和硫元素赋存形态与其变迁规律的关联性研究
2
作者 崔明果 陈慧君 +3 位作者 申岩峰 鲍卫仁 常丽萍 王建成 《煤炭转化》 北大核心 2025年第1期12-26,共15页
作为分级转化比较理想的中低阶煤,认识和理解宁东典型中低阶煤在热转化过程中氮、硫元素迁移转化行为对污染物的调控至关重要。目前,煤热转化工艺多以气化为主,其中热解作为气化的基础阶段,在煤热转化过程中至关重要,因此在深入认识煤... 作为分级转化比较理想的中低阶煤,认识和理解宁东典型中低阶煤在热转化过程中氮、硫元素迁移转化行为对污染物的调控至关重要。目前,煤热转化工艺多以气化为主,其中热解作为气化的基础阶段,在煤热转化过程中至关重要,因此在深入认识煤质特性的基础上,研究宁东地区典型中低阶煤所含硫、氮元素在热解过程中的迁移与转化规律,不仅有望为宁东中低阶煤的热转化工艺条件优化及污染物控制提供理论参考,也可为目前的气化工艺过程污染物调控提供基础数据。基于此,以宁东地区的羊场湾煤(YCW)、上湾精煤(SW)与梅花井煤(MHJ)为研究对象,使用固定床反应器,探究三种不同硫含量的煤在热解过程中HCN,NH_(3)与H_(2)S的释放规律,主要考察元素的赋存形态、热解温度(300℃~900℃)与升温速率(3℃/min~10℃/min)对氮、硫元素迁移转化的影响。结果表明:HCN的释放量随着温度升高而逐渐增加,NH_(3)的释放主要集中在500℃~900℃,最大释放峰温为700℃,H_(2)S的释放主要集中在400℃~900℃,最大逸出峰温为600℃和800℃(分别对应于硫铁矿硫与部分不稳定有机硫的分解);较高的灰分含量能够阻止自由基间相互结合,使更多的含氢自由基与含氮自由基结合生成HCN,季氮含量越高,NH_(3)的释放量越大,不稳定有机硫占比越高的煤样,H_(2)S的释放越多;适宜的升温速率有利于HCN发生二次反应生成NH_(3),随着升温速率增大,产生热滞后现象,当升温速率由3℃/min提高至10℃/min时,MHJ的HCN,NH_(3)和H_(2)S转化率均呈明显下降趋势,HCN转化率由4.02%降至1.28%,NH_(3)转化率由13.80%降至3.91%,H_(2)S转化率由38.33%降至26.04%。综上,元素赋存形态、热解温度与升温速率对热解过程中氮、硫元素迁移影响均较大。灰分含量、季氮含量与不稳定有机硫含量较低的煤样在10℃/min热解条件下,氮、硫污染物的释放量较低,对环境影响较小。 展开更多
关键词 煤热解 氮迁移 硫迁移 热解温度 升温速率 元素赋存形态
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磁选联合加压酸浸法脱除粉煤灰中重金属元素
3
作者 李静 韩丽娜 +4 位作者 任卫国 鲍卫仁 常丽萍 王兵 王建成 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第7期162-171,共10页
粉煤灰是大宗工业固废,其露天堆存不仅占用土地,还会造成粉尘污染等问题。粉煤灰含有微量重金属元素,可通过雨水淋浸进入到土壤和水体,造成重金属污染。因此,重金属元素脱除是粉煤灰循环再利用的关键环节。为脱除粉煤灰中重金属,以山西... 粉煤灰是大宗工业固废,其露天堆存不仅占用土地,还会造成粉尘污染等问题。粉煤灰含有微量重金属元素,可通过雨水淋浸进入到土壤和水体,造成重金属污染。因此,重金属元素脱除是粉煤灰循环再利用的关键环节。为脱除粉煤灰中重金属,以山西某煤电公司粉煤灰为原料,采用磁选法联合加压酸浸法对粉煤灰中的重金属进行脱除。分析了粉煤灰及处理产物的重金属含量,并评估了粉煤灰处理前后的潜在生态风险指数,结果表明:磁选可以初步实现对粉煤灰中的重金属元素的脱除。对磁选后的非磁性组分采用加压酸浸,深度脱除其中的重金属元素。通过正交试验和单因素试验发现,当加压酸浸的酸浓度为2.5 mol/L、液固比为10:1、酸浸温度为160℃和酸浸时间为3 h时,粉煤灰中重金属实现了有效脱除,其中Cd、Cr和Pb元素的脱除率分别为79.9%、61.7%和57.6%;而As、Se和Hg元素脱除率则达到96.6%、99.2%和93.3%。磁选-加压酸浸后,粉煤灰中的Cd、Cr、Pb、As、Se残渣态的质量分数升至92%、95%、97%、88%和59%。磁选法联合加压酸浸法可以有效脱除所选粉煤灰中大部分可迁移态重金属,显著提高粉煤灰中残渣态重金属的占比,从而降低粉煤灰中重金属元素的环境迁移性和提高样品的环境安全性。为粉煤灰中重金属的脱除提供了新思路,为粉煤灰污染治理和资源化利用提供了理论基础。 展开更多
关键词 粉煤灰 重金属 磁选 加压酸浸 生态风险
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Cu基MOFs在低浓度煤层气CH_(4)/N_(2)吸附分离中的分子模拟研究
4
作者 仙梦丹 高学婷 +3 位作者 李刚森 刘雷 黄伟 左志军 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第7期83-90,共8页
我国目前存在常规天然气产能不足的问题,需要开发煤层气等非常规天然气作为补充。在煤矿开采过程中,会混入大量空气形成低浓度煤层气(CH_(4)体积分数低于30%),造成资源浪费等一系列问题,因此,提高低浓度煤层气回收利用率成为亟需解决的... 我国目前存在常规天然气产能不足的问题,需要开发煤层气等非常规天然气作为补充。在煤矿开采过程中,会混入大量空气形成低浓度煤层气(CH_(4)体积分数低于30%),造成资源浪费等一系列问题,因此,提高低浓度煤层气回收利用率成为亟需解决的问题。采用巨正则蒙特卡洛和密度泛函理论相结合的计算方法,以低浓度煤层气中CH_(4)/N_(2)的吸附分离为目标,选取Cu基金属-有机骨架材料(MOFs)(Cu-BTC、MOF-143、ATC-Cu和MOF-399)和不同金属(Zn、Co和Mo)改性的ATC-M为吸附材料,研究了不同孔径和金属中心对MOFs的CH_(4)/N_(2)吸附分离性能的影响。结果表明,MOFs孔径对其吸附量和CH_(4)/N_(2)吸附选择性具有重要影响,MOFs孔径越接近气体分子动力学直径,CH_(4)/N_(2)吸附选择性越高。在7种MOFs中,ATC-Zn的孔径(0.4995 nm)更接近CH_(4)和N_(2)的分子动力学直径(CH_(4):0.380 nm,N_(2):0.364 nm),其CH_(4)/N_(2)分离性能达到了最优。金属中心改性对ATC-M孔径没有明显影响,改性金属中心的电荷是影响CH_(4)/N_(2)吸附分离性能的主要因素。当金属离子的bader电荷越大,MOFs的CH_(4)/N_(2)吸附分离性能越高,在7种MOFs中,ATC-Zn的CH_(4)/N_(2)吸附分离性能最高。298 K、100 kPa下,当低浓度煤层气n(CH_(4)):n(N_(2))=1:9时,ATC-Zn的CH_(4)/N_(2)吸附选择性高达6.46,为低浓度煤层气中CH_(4)的回收利用提供了新的研究思路。 展开更多
关键词 铜基MOFs材料 CH_(4)/N_(2) 吸附分离 低浓度煤层气 孔径 电荷
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高炉煤气精脱硫工艺研究进展
5
作者 王永金 廖俊杰 +2 位作者 常丽萍 鲍卫仁 马静红 《现代化工》 北大核心 2025年第7期18-22,28,共6页
基于工业应用或示范的高炉煤气脱硫工艺进行了技术归纳总结,从工艺原理、COS水解转化、H_(2)S吸收/吸附脱除技术等方面进行了分析,以期为“双碳”目标背景下高炉煤气高价值利用和超低排放提供参考和借鉴。结果表明,脱硫工艺可有效降低... 基于工业应用或示范的高炉煤气脱硫工艺进行了技术归纳总结,从工艺原理、COS水解转化、H_(2)S吸收/吸附脱除技术等方面进行了分析,以期为“双碳”目标背景下高炉煤气高价值利用和超低排放提供参考和借鉴。结果表明,脱硫工艺可有效降低高炉煤气中的硫含量,达到超低排放的要求。结合具体工艺需求,提高硫的脱除效率和降低成本是以后的发展方向。 展开更多
关键词 高炉煤气 脱硫工艺 羰基硫 硫化氢 催化水解 吸附脱硫
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焦炉煤气-甲醇产业链延伸技术方案的经济分析 被引量：19
6
作者 易群 吴彦丽 +4 位作者 范洋 胡长淳 褚琦 冯杰 李文英 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期1003-1011,共9页
与煤制甲醇和天然气制甲醇工艺相比,焦炉煤气制甲醇不仅可以有效利用焦炉煤气中的氢,而且具有低成本的优势。在焦炉煤气制甲醇工艺基础上,文中提出了3种具有发展潜力的焦炉煤气综合利用方案:①气化煤气-焦炉煤气制甲醇生产方案;②焦炉煤... 与煤制甲醇和天然气制甲醇工艺相比,焦炉煤气制甲醇不仅可以有效利用焦炉煤气中的氢,而且具有低成本的优势。在焦炉煤气制甲醇工艺基础上,文中提出了3种具有发展潜力的焦炉煤气综合利用方案:①气化煤气-焦炉煤气制甲醇生产方案;②焦炉煤气-乙炔-甲醇下游产品方案;③气化煤气-焦炉煤气-乙炔-甲醇下游产品方案。以200×104 t焦炭的生产规模分析了3种方案经济性,其毛利润分别为24.21亿元,18.92亿元和28.74亿元;内部收益率分别为28.29%、24.34%和27.11%。气化煤气-焦炉煤气-乙炔-甲醇下游产品方案充分发挥了规模效应和产品高附加值的特点,具有明显的经济优势;系统灵活性高,抵御市场风险能力强。 展开更多
关键词 焦炉煤气 气化煤气 甲醇 产业链 经济分析
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中美洁净煤转化技术现状及发展趋势 被引量：7
7
作者 吴彦丽 李文英 +1 位作者 易群 谢克昌 《中国工程科学》 北大核心 2015年第9期133-139,共7页
基于煤炭在中美两国能源结构中的重要地位,指出洁净煤转化技术仍将是2050年前两国解决煤炭利用和环境问题的主导技术。本文阐述了先进煤化工涉及的洁净煤转化技术现状及发展趋势,重点以煤气化、煤液化、煤制烯烃和煤制乙二醇等技术为例... 基于煤炭在中美两国能源结构中的重要地位,指出洁净煤转化技术仍将是2050年前两国解决煤炭利用和环境问题的主导技术。本文阐述了先进煤化工涉及的洁净煤转化技术现状及发展趋势,重点以煤气化、煤液化、煤制烯烃和煤制乙二醇等技术为例,指出未来中美两国应优先在化学链气化技术、合成气一步合成低碳烯烃、煤炭转化系统CO2减排等核心技术发展,在化工作用机制、化学反应机理、高效催化剂开发、新型反应器设计等基础领域展开合作的战略建议。 展开更多
关键词 中国和美国 洁净煤技术 现状 发展趋势 战略建议
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市场不确定条件下煤制烯烃技术经济分析方法 被引量：6
8
作者 张媛媛 王永刚 +1 位作者 田亚峻 谢克昌 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期4288-4299,共12页
建立了一种用于市场不确定条件下现代煤化工项目技术经济分析的方法。以煤制烯烃投资项目内部收益率、投资回收期、财务净现值、税后利润和单位利润CO2排放量为主要目标,以聚烯烃价格、煤炭价格、建设投资及碳税税率为表征市场不确定性... 建立了一种用于市场不确定条件下现代煤化工项目技术经济分析的方法。以煤制烯烃投资项目内部收益率、投资回收期、财务净现值、税后利润和单位利润CO2排放量为主要目标,以聚烯烃价格、煤炭价格、建设投资及碳税税率为表征市场不确定性的4个变量,建立煤制烯烃技术经济分析模型。根据该模型,绘制了预测公式曲面图和等高线图,并在此基础上开展了敏感性分析和不确定性分析。敏感性分析表明聚烯烃价格变化与煤炭价格变化对各评价指标的影响最显著;利用Monte Carlo模拟的方法量化考察了市场不确定条件下煤制烯烃技术的经济性以及各风险因素对评价指标的影响,分析结果表明,在市场低迷情况下,当聚烯烃价格处于6000~8000元/吨、煤炭价格处于100~300元/吨的低位时,煤制烯烃仍可盈利。 展开更多
关键词 煤制烯烃 技术经济分析 市场不确定性 碳税 试验设计 模型 MONTE CARLO模拟
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煤基碳纳米管制备技术和生长机理研究进展 被引量：8
9
作者 张天开 王琪 张永发 《洁净煤技术》 CAS 2020年第1期139-150,共12页
我国煤炭资源丰富,但现阶段以燃烧、热解和气化等为主的传统利用方式存在资源浪费、环境污染和经济效益低等问题,且我国以煤炭资源为主题的能源结构在短期内不会发生改变,因此,清洁、高效利用是新时期煤炭资源的立足点和首要任务。另一... 我国煤炭资源丰富,但现阶段以燃烧、热解和气化等为主的传统利用方式存在资源浪费、环境污染和经济效益低等问题,且我国以煤炭资源为主题的能源结构在短期内不会发生改变,因此,清洁、高效利用是新时期煤炭资源的立足点和首要任务。另一方面,碳纳米管因其独特的一维结构在力学、电学和热学等方面具有优异的特性,使其在复合材料、电子材料和能源材料等领域具有广泛的应用,但是碳纳米管制备成本偏高的问题较为突出,严重限制了其大规模的应用,现阶段急需开发新型、环境友好的碳纳米管制备技术。宏量、低成本的煤基碳纳米管制备技术可以同时较好地解决上述2个问题。笔者基于文献重点分析了反应原料、放电气氛和催化剂等因素对电弧放电法和等离子体射流法2种煤基直接制备碳纳米管技术的影响,讨论了原料种类、催化剂、反应温度、升温速率和反应气氛等因素对化学气相沉积法-煤基间接碳纳米管制备技术的影响过程。分析发现,在电弧放电法和等离子体射流法中,原料种类对碳纳米管产物的产量具有重要作用,放电气氛对碳纳米管产物的类型具有重要影响,催化剂对碳纳米管产物产量和类型均具有重要影响;在化学气相沉积法中,原料种类对碳纳米管产物形貌、长径比和有序度等性质具有重要影响,催化剂对碳纳米管产物的生长过程具有重要影响,反应温度和升温速率对碳纳米管产物的管径变化和类型具有重要影响,反应气氛可改变催化剂的催化效果。此外,总结了煤基碳纳米管直接和间接制备技术中碳纳米管的生长机理的类型及特点:其中,直接制备技术中碳纳米管生长过程符合碎片式生长机理,而间接制备技术中碳纳米管生长过程可分为气-液-固(VLS)、气-固-固(VSS)、气相成核(VPN)和阶梯式等类型。分析认为应当深入开展以下工作:探究煤、煤热解气和商业煤气等廉价原料制备碳纳米管的过程,进而建立和完善原料与碳纳米管产物之间的关系体系;开发新型、高效的煤基碳纳米管催化剂制备技术;建立新的碳纳米管生长模型,进一步丰富和完善碳纳米管生长模型体系。 展开更多
关键词 碳纳米管 制备技术 生长机理 低阶煤
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适宜“三高”煤利用的煤气化技术探讨 被引量：8
10
作者 李小红 姚润生 李凡 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期234-236,共3页
我国煤炭资源中高灰、高硫、高灰熔点煤(简称"三高"煤)所占比例较高,开发高效、洁净的"三高"煤加工技术对我国煤炭资源的可持续发展和利用有重要意义。本文通过对"三高"煤煤质特点进行分析,结合国内外发... 我国煤炭资源中高灰、高硫、高灰熔点煤(简称"三高"煤)所占比例较高,开发高效、洁净的"三高"煤加工技术对我国煤炭资源的可持续发展和利用有重要意义。本文通过对"三高"煤煤质特点进行分析,结合国内外发展较快的粉煤气化技术,综述了"三高"粉煤气流床气化的可行性,为促进"三高"煤高效、洁净利用提出了积极的建议。 展开更多
关键词 “三高”煤 煤气化 粉煤 气流床
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煤液化技术研究现状及其发展趋势 被引量：17
11
作者 常丽萍 《现代化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期17-20,22,共5页
能源安全和环境保护是我国21世纪应引起高度重视的问题,煤炭既是能源的主要提供者,也是大气污染的主要污染源,其高效洁净利用不容忽视,煤炭液化技术是解决此矛盾的有效途径之一。对煤液化的发展历程、开发和应用现状以及发展趋势和产业... 能源安全和环境保护是我国21世纪应引起高度重视的问题,煤炭既是能源的主要提供者,也是大气污染的主要污染源,其高效洁净利用不容忽视,煤炭液化技术是解决此矛盾的有效途径之一。对煤液化的发展历程、开发和应用现状以及发展趋势和产业化前景进行了概括,详细介绍了煤直接液化、间接液化和煤与废塑料共液化技术的特性、影响因素及其关键问题,并提出了煤液化技术在我国今后发展的一些看法和建议。 展开更多
关键词 煤 直接液化 间接液化 共液化
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我国洁净煤节能技术研究进展 被引量：2
12
作者 王俊宏 常丽萍 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期595-598,共4页
我国是世界上少数的以煤炭为主要能源的国家之一.但由于转化技术的落后而导致煤炭资源利用率低下,浪费及污染严重,而洁净煤节能利用技术正是解决这一问题的关键所在.我国洁净煤技术在煤的液化、气化、水煤浆以及燃煤发电等方面已经取得... 我国是世界上少数的以煤炭为主要能源的国家之一.但由于转化技术的落后而导致煤炭资源利用率低下,浪费及污染严重,而洁净煤节能利用技术正是解决这一问题的关键所在.我国洁净煤技术在煤的液化、气化、水煤浆以及燃煤发电等方面已经取得突破性进展,但面临的形势依然十分严峻,大力发展洁净煤节能技术是我国今后能源工业的战略性选择,任重而道远. 展开更多
关键词 洁净煤 节能 技术 研究进展
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新一代煤化工和洁净煤技术利用现状分析与对策建议 被引量：17
13
作者 谢克昌 《中国工程科学》 2003年第6期15-24,共10页
在论述煤炭的战略地位、利用现状和分析新一代煤化工技术与洁净煤技术利用现状的基础上 ,以科学规划所应遵循的原则 ,结合作者的科研实践 。
关键词 煤化工 洁净煤技术 对策
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催化剂对煤热解焦油品质的调控及其表面积炭行为的分析 被引量：3
14
作者 鲍卫仁 王倩 +5 位作者 李挺 田茜 王旎晨 闫伦靖 王美君 常丽萍 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1067-1082,共16页
以催化剂为核心和焦油提质为目的的低阶煤热解技术是保障国家能源安全和实现“双碳”目标的煤炭清洁高效转化技术。鉴于煤焦油品质调控和催化剂表面积炭行为的复杂性,阐述了金属、金属氧化物、天然矿物质、分子筛和炭基催化剂对煤和热... 以催化剂为核心和焦油提质为目的的低阶煤热解技术是保障国家能源安全和实现“双碳”目标的煤炭清洁高效转化技术。鉴于煤焦油品质调控和催化剂表面积炭行为的复杂性,阐述了金属、金属氧化物、天然矿物质、分子筛和炭基催化剂对煤和热解挥发物的催化作用及其对热解产物分布和组成的影响,并对比分析了各类催化剂的优缺点。探讨不同催化剂物理化学性质的区别及其与催化性能之间的关系,结合煤及热解挥发物中C—C、C—H、C=C、—OH、C=O、C—O和—COOH等化学键的断键行为,揭示了不同催化剂的作用机制。在此基础上,针对催化过程中存在的焦油产率低及提质效果差的问题,提出了利用金属尤其是过渡金属改性催化剂活化热解体系中的内部小分子氢供体和外部固体/气体氢供体对重质组分裂解碎片原位供氢的方法,实现焦油产率的提高及焦油品质的改善。同时,针对催化剂易积炭失活问题,分析了积炭的物理化学性质和组成以及积炭形成的原因。从催化剂设计及热解反应体系出发,分析了多种有效抑制积炭的途径,如多级孔与金属活性位点的组合效应、双金属改性调控Brønsted和Lewis酸性位点的比例、酸碱双功能催化剂的开发以及引入H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(6)和CH_(3)OH等富氢小分子调控挥发物组成等,以期为低阶煤催化热解技术的发展提供理论基础。 展开更多
关键词 低阶煤 热解 挥发物 催化裂解 焦油提质
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炼焦煤热解过程中膨胀压力的形成机制及对焦炭质量的影响 被引量：4
15
作者 王帅 周文艳 +3 位作者 高亚芳 申岩峰 王美君 常丽萍 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期30-43,共14页
在工业室式炼焦过程中,膨胀压力过高会造成焦炉炉墙损坏及推焦困难,膨胀压力过低会影响焦炭产品质量。现行焦化工艺通过调节入炉煤挥发分控制膨胀压力,缺乏对炼焦煤膨胀压力形成机制的本质认识,可能导致焦炉运行不稳定、焦炭质量波动大... 在工业室式炼焦过程中,膨胀压力过高会造成焦炉炉墙损坏及推焦困难,膨胀压力过低会影响焦炭产品质量。现行焦化工艺通过调节入炉煤挥发分控制膨胀压力,缺乏对炼焦煤膨胀压力形成机制的本质认识,可能导致焦炉运行不稳定、焦炭质量波动大等问题。基于此,通过分析炼焦煤结构特性,从分子水平探究了膨胀压力的形成及演变,并揭示了炼焦煤膨胀性与焦炭质量的本质联系。利用核磁共振碳谱(^(13)C NMR)分析了五种不同煤阶的炼焦煤(Q1,JA1,F1,J1和S1)的化学结构。通过热重分析(TGA)、小型热解实验等方法以及基式流动度测定仪、奥亚膨胀仪、透气性在线检测装置及膨胀压力和膨胀位移检测装置等仪器探究了单种煤热解过程中煤基体分解行为、流动特性和膨胀特性的演化机制。结果表明:热解气体CO,CO_(2),CH4的释放和低透气性带的形成影响了膨胀压力的产生,适宜的膨胀压力可提高焦炭质量;300℃~450℃是煤产生膨胀压力的温区,与煤中f_(al)^(O1),f_(al)^(O2)和f_(al)^(1)~f_(al)^(5)结构的分解有关;膨胀压力过高(120 kPa~180 kPa)的煤,形成的焦炭孔隙多、真密度小,质量差;膨胀压力适中(90 kPa~120 kPa)的煤,形成的焦炭质量较好。 展开更多
关键词 煤化学结构 流动特性 膨胀特性 演化机制 焦炭质量
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不同变质程度煤中镜质组的元素分布特征:基于Raman和原位微区XRF分析 被引量：2
16
作者 刘超 谢鹏鸿 +1 位作者 孙蓓蕾 常洋梅 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2472-2485,共14页
为明确煤中元素与有机质之间的关系,本文选择山西太原西山煤田6个矿区石炭系—二叠系太原组8号煤层煤样(镜质体最大反射率为1.26%~2.03%)为研究对象,挑选其中的镜煤条带,利用激光共聚焦拉曼光谱仪(Raman)选出镜质组,结合微区X射线荧光... 为明确煤中元素与有机质之间的关系,本文选择山西太原西山煤田6个矿区石炭系—二叠系太原组8号煤层煤样(镜质体最大反射率为1.26%~2.03%)为研究对象,挑选其中的镜煤条带,利用激光共聚焦拉曼光谱仪(Raman)选出镜质组,结合微区X射线荧光光谱仪(μ-XRF)对镜质组中元素含量和分布特征进行分析,试图探讨不同变质程度煤中镜质组的拉曼光谱和元素的耦合关系。研究发现,镜质组中仍然存在着大量的纳米级矿物,在实验操作过程中即使Raman光谱的结果限定了有机组分,但是由于束斑大小的差异,μ-XRF测试时不可避免的受到了煤中纳米级矿物的影响;Al、Si、K、Ti、V、Fe、Co、Ca主要赋存于镜质组中的纳米级矿物中,Ni、Zn、Ga、Ge、Br、S则主要以有机结合态的形式存在。 展开更多
关键词 西山煤田8号煤 不同变质程度煤 镜质组 RAMAN μ-XRF
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XANES技术探究酸处理对义马煤中硫形态及其热变迁行为的影响
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作者 王美君 申岩峰 +3 位作者 郭江 HU Yong-feng 孔娇 常丽萍 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期641-648,I0001,共9页
利用XANES技术研究了酸处理对义马煤的比表面积、体相及表面硫形态分布和热解过程中硫变迁行为的影响。结果表明,由于酸处理过程中部分镶嵌于有机质中的矿物质被脱除导致部分闭合孔打开,煤的比表面积有所增大。HCl-HF和HCl-HF-HNO3处理... 利用XANES技术研究了酸处理对义马煤的比表面积、体相及表面硫形态分布和热解过程中硫变迁行为的影响。结果表明,由于酸处理过程中部分镶嵌于有机质中的矿物质被脱除导致部分闭合孔打开,煤的比表面积有所增大。HCl-HF和HCl-HF-HNO3处理脱除了煤中大部分矿物质和无机硫,由于HNO3的强氧化性,YMN中亚砜和砜硫化物的相对含量均高于YMR和YMD。相比煤样体相,酸处理过程对表面形态硫的分布产生了更为明显的影响。酸处理煤样热解含硫气体释放量减少,但由于大部分碱性矿物质的脱除和煤中易分解形态硫相对含量的增加,含硫气体释放率增加。不同形态硫之间的内部转化使得酸处理煤焦中主要形态硫的分布更为均匀。通过HCl-HF-HNO3处理可以有效地脱除煤中矿物质及无机硫,并改变煤中形态硫分布,从而为高灰分、富含黄铁矿的高硫煤的利用提供指导。 展开更多
关键词 XANES 酸处理 热解 硫形态 变迁行为
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矿物对无烟煤力学非均质性影响的分子动力学研究——以沁水盆地南部主要黏土矿物高岭石为例 被引量：1
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作者 张彬 孙蓓蕾 +8 位作者 王德璋 康天合 马鑫 张晓雨 李立功 李昊洋 梁晓敏 朱文庆 张俊爽 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3896-3906,共11页
煤是由有机显微组分和矿物组成的混合物,矿物的存在会导致煤的大分子结构存在差异,使得煤的力学性质具有明显的非均质性,进而影响区块内整体的煤层气产量、压裂改造效果和成熟技术的规模化应用。以沁水盆地典型的无烟煤和高岭石矿物作... 煤是由有机显微组分和矿物组成的混合物,矿物的存在会导致煤的大分子结构存在差异,使得煤的力学性质具有明显的非均质性,进而影响区块内整体的煤层气产量、压裂改造效果和成熟技术的规模化应用。以沁水盆地典型的无烟煤和高岭石矿物作为研究对象,通过分子动力学的方法定量研究高岭石及其含量对无烟煤力学性质的影响规律,分析不同矿物含量下无烟煤的分子结构和孔隙特征,从能量和有序化的角度揭示其微观机理。结果表明:①煤有机质与高岭石相互结合过程中同时存在范德华力和氢键作用,且氢键作用强度要高于范德华力,煤有机质周围出现高岭石分子的概率、相互作用强度和有序性均随着矿物质量分数的增加而增大。②无烟煤的孔隙率φ随高岭石质量分数a的增大呈线性规律(φ=−0.2293a+9.6295)降低,而无烟煤的体积模量、弹性模量和剪切模量均随高岭石质量分数的增大呈线性规律增强,泊松比随高岭石质量分数的增大呈二次多项式规律降低。③无烟煤的力学非均质程度整体上随着高岭石质量分数增加而增大,其中不同高岭石质量分数下体积模量、弹性模量和剪切模量的变异性可分为很低、低、中等、高和很高5个部分,而泊松比的变异系数均小于0.1,变异性很低。④随着高岭石质量分数的增加,煤有机质与高岭石的相互作用能呈线性规律(Einteraction=4.5585a+443.929)增大,与纯有机质相比,当高岭石质量分数达到20%时,无烟煤的键能和范德华能分别增加了63.86%和48.06%。⑤高岭石增强煤力学性质的内在原因是高岭石进入煤有机质后占据一定的孔隙空间,且与煤有机质的芳香碳骨架和不同官能团进行相互作用,高岭石质量分数越大充填煤大分子结构孔隙的程度越高,煤大分子结构的能量越大,导致煤大分子结构的孔隙率降低,有序性增大,使得力学强度和抵抗变形的能力增强。 展开更多
关键词 无烟煤 高岭石 非均质性 分子动力学 沁水盆地
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造纸黑液和煤泥制备水煤浆的技术研究 被引量：8
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作者 李效其 任瑞鹏 吕永康 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期41-45,共5页
将干燥的块状煤泥研磨至不同粒度的煤粉,与造纸黑液按一定比例配制成水煤浆,考察其综合性能指标.当黑液添加量为7.2%,煤粉粒度小于160目时,制备的水煤浆浓度为67.44%,流动性为A级,稳定性达到20d保持良好.改变黑液的pH值,研究其配制的水... 将干燥的块状煤泥研磨至不同粒度的煤粉,与造纸黑液按一定比例配制成水煤浆,考察其综合性能指标.当黑液添加量为7.2%,煤粉粒度小于160目时,制备的水煤浆浓度为67.44%,流动性为A级,稳定性达到20d保持良好.改变黑液的pH值,研究其配制的水煤浆,发现废液pH对水煤浆的成浆性没有太大的影响.由于造纸黑液中含有大量有机质,因此还可提高同等条件下水煤浆的燃烧热值.利用GB 213-87测定所制备水煤浆的恒容高位发热量为21.63MJ/kg,低位发热量为15MJ/kg. 展开更多
关键词 水煤浆 煤泥 黑液 成浆特性 燃烧热
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煤热溶技术及热溶物在配煤炼焦过程中的应用 被引量：4
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作者 段小宝 申岩峰 +3 位作者 孔娇 王美君 鲍卫仁 常丽萍 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4226-4236,共11页
煤热溶是近年发展起来的一种高效洁净煤技术。煤的热溶物因具有灰含量极低、热值高、热塑性好等特性,受到越来越多的关注。本文首先简述了煤热溶过程和热溶物的制备方式,指出不同制备方式优缺点的同时,介绍了热溶工艺在工业化方面的最... 煤热溶是近年发展起来的一种高效洁净煤技术。煤的热溶物因具有灰含量极低、热值高、热塑性好等特性,受到越来越多的关注。本文首先简述了煤热溶过程和热溶物的制备方式,指出不同制备方式优缺点的同时,介绍了热溶工艺在工业化方面的最新进展;然后详细分析了煤种特性、热溶溶剂、热溶温度等因素对热溶物收率及品质的影响,认为应遵循"因煤而异"的原则对热溶过程进行调控。基于热溶物良好的热塑性,着重介绍了热溶物在配煤炼焦过程中的应用。在配煤中添加一定比例热溶物可显著改善焦炭冷热态性能,提高焦炭质量;此外,热溶物在配高硫煤炼焦过程中对硫分的定向调控作用也应予以关注,这对节约优质炼焦煤资源具有重要的意义。而降低生产成本、提高热溶收率是解决热溶物工业化制备及应用的关键。 展开更多
关键词 热溶 煤种特性 热溶条件 热塑性 配煤炼焦
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