低温热改质煤表面性质变化及其对浆体流变特性的影响

考察了几种褐煤热改质过程中表面性质的变化及其对浆体流变特性的影响。研究发现，在２００～３００℃温度范围内，热改质煤表面产生显著的收缩作用，活性含氧官能团尤其是羟基官能团的分解使煤表面疏水化作用显著增强，从而使煤的吸水性大幅度降低。上述煤表面性质的变化是该温度范围内热改质煤成浆性得以大幅度提高的主要原因。相关微分分析进一步表明，煤表面羧基官能团和与之相关的煤的吸水性是制约煤成浆性尤其是低阶煤成浆性的首要因素，而未发现酚羟基官能团能产生重要的影响。对浆体流变特性的研究表明，浆体的屈服假塑性与煤表面活性含氧官能团和矿物质的含量有关，煤表面较高的亲水性有利于浆体屈服假塑性的改善，从而使其对浆体性质的影响具有双重性。     

水煤浆分散体系中阴离子型分散剂的吸附特性和降粘效应

研究了一种阴离子型分散剂在煤表面的吸附特性和其产生的降粘效应，以及它们与煤表面结构性质间的关系。结果表明，阴离子型分散剂的吸附性能和降粘效应受煤表面含氧官能团尤其是羧基官能团的显著制约。低温热处理（２００￣３３０℃）使年轻煤表面硫水化作用显著增强，从而显著地提高了分散剂在煤表面的吸附性能及其对水煤浆产生的降粘效应，因此，年轻煤的成浆性得到大幅度改善。     

Mo和Ni改性的HZSM-5催化剂对煤热解焦油的改质

考察了Mo和Ni改性的HZSM-5催化剂对煤热解焦油的改质性能,分析了催化改质前后焦油中轻质芳烃分布的变化规律。结果表明,经HZSM-5催化剂褐煤(XM)热解轻质芳烃总量的增加率为220%,这与煤热解产物在HZSM-5催化剂中发生烯烃和烷烃的芳构化以及酚羟基脱除等作用有关。负载活性金属Mo和Ni后,可以有效促进轻质芳烃的生成;Ni对焦油中带脂肪侧链化合物具有更强的裂解作用,而Mo则有利于带侧链化合物如甲苯和二甲苯的形成。焦煤(FX)热解过程中轻质芳烃的释放量分别是XM煤和年轻烟煤(PS)的2.2和2.4倍。经催化改质后,XM煤产物中轻质芳烃产率明显大于PS煤,并接近FX煤;这主要是因为XM煤结构中含有较多的含氧官能团和脂肪结构,在HZSM-5作用下可催化形成轻质芳烃。     

煤的孔结构特征对水煤浆性质的影响

本文选用１７种不同变质程度的中国煤，详细研究了煤孔结构特征对煤浆性质的影响。发现煤孔体积通过影响煤在分散体系中的吸水性，从而影响煤之成浆性。但由于不同变质程度煤表面亲水性的显著差异，煤孔体积在影响煤成浆性的能力方面差别很大，这使得煤吸水性和浆体最高煤浓度与煤孔体积并不存在直接的相关性，而是取决于煤孔体积Ｖ和以煤－水接触角（θ）的余弦值表示的煤表面亲水性因子的乘积，即煤之有效孔体积：Ｖ×ｃｏｓ（θ／     

金属离子在煤界面吸附对煤成浆性的影响

本文研究了六种金属离子在三种煤表面的吸附规律，研究结果表明：铜离子能够改善煤的制浆效果，即铜离子加入煤浆中，分散剂的用量降低５０％，煤浆浓度提高；钙、镁、钴、锌离子对煤的成浆性不利的原因是它们不能有效地被吸附到煤表面，游离的金属离子和分散剂发生反应，使得吸附到煤表面的分散剂相对减少，煤的成浆性变差。     

喹啉不溶物对煤沥青热聚合改质影响的研究

采用软化点相同但喹啉不溶物（QI）含量不同的中温沥青为原料，进行了几类煤沥青的热聚合改质试验。研究表明，煤沥青原料QI含量对热聚合改质过程和产物改质沥青的性能指标影响很大，并且热聚合期间改质沥青的次生QI转变速率与原料煤沥青的QI含量成正比关系，通过对不同类型QI组分的分析，探讨了QI组分影响煤沥青热聚合改质的机理，认为原料煤沥青所含原生QI炭微粒促进了热聚合改质过程中煤沥青芳烃分子的聚合。     

岩相及煤阶对煤的燃烧特性的影响

为了确定手选富显微组分煤及焦的燃烧特性，从显微组分和煤阶的角度用热天平的燃烧曲线研究反应性，并给出焦的活化能。煤和焦的比表面积由液氮等温吸附求得，并用扫描电镜观察了焦的表面形态。用灰色关联法分析各显微组分和煤阶对反应性和表面形态的影响。结果表明，镜质组对煤和焦反应性和表面形态均有重大影响，煤的反应性受显微组分的影响比煤焦更显著，若不考虑矿物质的影响，则各因素对煤及焦反应性影响次序为Ｖ＞Ｒ＞Ｉ＞Ｅ。     

水葫芦与神府煤共成浆性的研究

分别以甲基萘磺酸盐(MF)及改性碱木质素磺酸钠(B1)为分散剂,考查了水葫芦与神府煤的成浆性能。结果表明,当100 g煤中加入19.16 g的水葫芦时,以MF为分散剂,60%浓度水葫芦煤浆的表观黏度为1 154 mPa.s,Fe2(SO4)3改性水葫芦煤浆的表观黏度为999 mPa.s。以B1为分散剂,水葫芦煤浆的表观黏度略有提高。Fe2(SO4)3的加入减少了与水缔合的含氧官能团数量,增加了水葫芦中起降黏作用的自由水含量。水葫芦能有效的提高水煤浆的稳定性,使出现硬沉淀的时间从2 h延长到60 h,Fe2(SO4)3作用后的水葫芦可进一步提高水煤浆的稳定性,使其出现硬沉淀的时间延长到88 h以上。水葫芦中大量的亲水性含氧官能团以及纤维素等大分子是水煤浆稳定性提高的主要原因。     

高浓度煤浆的制备和流变性的研究：Ⅰ.改质温度对煤浆性质的影响

研究了三种褐煤和一种年轻烟煤在不同热改持温度下一成浆性及浆体流为特性的变化。发现２低温热改质柯大幅度降低煤浆的表观粘度，提高煤浆中煤的浓度，从而显著改善煤之成浆性。视煤变质程度不同，年轻烟煤的浆体中最高煤浓工可提高７％，褐煤尤其是年轻中提高１０％以上。同时水乐的流变特性和浆体静肪稳定性随原煤热改质温度变化均表现出一定的变化规律。     

煤的化学降解研究——Ⅰ.煤的氯化降解

用水介质中氯化的方法对煤进行降解研究,考察了降解后煤的化学组成和在有机溶剂中抽提性质的变化。降解后,煤中碳、氢含量下降,氯、氧含量增加,腐植酸及活性官能团增多,使煤具有一系列新的性质。如在极性溶剂中抽出量显著增加,其中丙酮抽出率高达86.4%。     

煤沥青橡胶改质筑路油老化过程中族组成与性质变化

实验室与户外跟踪老化研究发现 ,道路沥青在使用过程中的质量蜕变主要是由于氧化作用[1,2 ]使得道路沥青中沥青质含量增加 ,改变了沥青中分散相与连续相的比例 ,致使沥青的性质发生变化 ,如软化点升高、针入度降低以及粘度增加等[3,4]。上述研究所取得的成果主要是以石油为原料的道路沥青 ,对以煤沥青为原料开发的改质筑路油研究较少。本文在成功开发煤沥青改质筑路油工艺的基础上 ,研究了改质筑路油热老化过程中族组成与性质的变化 ,由此提出煤沥青改质筑路油高温热老化过程中性质变化的主要原因。1　实验部分1 1　原料　试验所用原料为实…     

活性炭纤维的脱硫性能

活性炭纤维作为一种新型高效吸附剂，在环保领域尤其是在烟气脱硫方面显示了广阔的应用前景。本文在作者所做工作和分析别人实验结果的基础上，综述了包括前驱体材料、制备条件以及活性炭纤维表面物理化学性能等影响活性炭纤维脱除烟气中SO2的主要因素，阐述了活性炭纤维脱硫的反应机理。认为含有较多量氮元素的前驱体材料具有较高的脱硫性能，类似的结果也出现在用不同方法制备的活性炭纤维中；众多的研究结果表明，活性炭纤维表面化学性能的影响尤其是表面物理性能的影响，其中表面含氧官能团对活性炭纤维脱除SO2不利，但用热处理方法脱除掉以CO形式释出的含氧官能团后可显著增强活性炭纤维的脱硫活性；此外，含氮官能团引入到活性炭纤维表面后也可显著增强活性炭纤维的脱硫活性。     

低煤化度煤低温热解脱氧后结构的变化

采用低温热解脱氧方法对低煤化度煤中含氧官能团化学活性进行了系列研究,测定了ＦＴＩＲ、１Ｈ－ＮＭＲ、１３Ｃ－ＮＭＲ及比表面积和孔径分布。得出了煤中含氧官能团的化学活性顺序,并发现低温热解脱氧的同时,煤分子中的Ｏ重新分布,Ｈ分布、Ｃ分布及孔径分布的变化,是低温热解导致煤分子改性的原因所在     

煤的润湿性及吸附性对煤成浆性的影响

本文讨论大同煤的润湿性、吸附性与煤成浆性的关系。不同类型的添加剂改善煤润湿性的能力不同,只有适当增加煤的润湿性才能配制成性能良好的煤浆。添加剂的合理用量可根据煤表面对添加剂的平衡吸附量来确定,此平衡吸附量用紫外分光光度计测定。实验表明,可用煤的润湿性、吸附性数值初步筛选煤浆的有效添加剂并确定其用量。     

煤中含氧官能团的分析方法介绍

煤中氧的存在形式和含氧量是研究煤物理结构和化学性能的基础。本文对煤中含氧官能团的各类分析方法进行了总结,介绍了确定煤中羟基(醇羟基和酚羟基)、羧基、羰基、醚键等含氧官能团的化学及物理定性与定量方法。并对这些方法的易操作性、准确性等进行了比较,旨在从分析测试机理和煤结构组成出发,了解煤中含氧官能团和相关煤结构的分析进展。     

煤孔结构特性对水煤浆性质的影响分析

通过三种不同的方法(CO2吸附法、N2吸附法和压汞法)测试了不同变质程度煤的孔结构性质，分析了煤的孔结构特性与水煤浆性质之间的关系。结果表明，煤的孔结构特性对水煤浆性质的影响较为复杂，主要是煤的大孔结构对煤浆成浆性的影响。在相近的孔体积和孔径分布下，煤的成浆性差别较大。孔结构特性本身作为一个独立的因素不能完全体现出对水煤浆性质的影响程度，与煤的表面性质如含氧官能团性质、煤表面的疏水性以及煤的吸水性等密切相关，共同影响着水煤浆的性质。     

热解和加氢热解煤焦油的组成和煤结构的关系

用色谱质谱联用技术测定了兖州烟煤和红庙褐煤在氮气下热解和加氢热解焦油的组成。在４５０℃～６５０℃的温度范围内考察了温度对热解和加氢热解苯类、酚类、萘类化合物产率的影响。结果表明兖州煤热解和加氢热解焦油中的正构烷烃以Ｃ８～Ｃ１０占优势，红庙煤中以Ｃ１７～Ｃ２０占优势。从热解产物看兖州煤和红庙煤的主体分子结构有着显著差别，兖州煤主要以稠环芳烃为主，其中的氧以氧杂环的形式掺杂在稠环结构中；红庙煤含有较多的酚羟基、酮、醚等官能团与碳骨架相连。加氢热解可以有效的脱除焦油中含氧、含硫官能团，改善焦油质量。     

稻草与煤固定床共热解特性的研究

选取稻草为生物质原料,将其与两种不同煤阶的煤(内蒙褐煤和神府烟煤)分别以0∶100、20∶80、40∶60、60∶40、80∶20、100∶0的干基质量比均匀混合.借助固定床反应器,研究了稻草与两种煤的共热解特性,探讨了共热解过程中可能存在的协同作用.结果表明,稻草添加有利于共热解气体产物的生成,且对神府煤作用更明显;稻草含量越高,热解气体产量的实验值与加权平均计算值的偏差也越大,说明稻草与煤共热解过程发生了协同作用.而共热解所得焦产量的实验值与加权平均计算值基本一致.热解焦傅里叶红外光谱分析结果表明,稻草添加对热解焦的官能团未造成显著影响.     

污泥干燥预处理后与神府煤共成浆性的研究

以萘系阴离子表面活性剂为分散剂,考查了污泥干燥条件和粒径对神府煤成浆性的影响。结果表明,将污泥干燥后再制浆,明显提高了污泥煤浆的成浆浓度;升高干燥温度,有利于提高污泥煤浆的成浆浓度。干燥温度对污泥的可磨性影响较大。干燥温度越高,干燥污泥可磨性越好,球磨的污泥平均粒径越小,制得的污泥煤浆表观黏度越低;温度高于105℃,污泥的可磨性无明显差别,污泥煤浆的表观黏度亦无明显变化。污泥粒径越小,颗粒越细,一定程度上提高了煤粉的堆积效率,使污泥煤浆的表观黏度降低。     

煤裂解过程中负载铁化学形态的变化

应用ＥＸＡＦＳ、ＸＡＮＥＳ和ＸＲＤ方法研究了褐煤中负载铁在裂解过程中化学形态的变化规律。结果表明，在载ＦｅＣｌ３．６Ｈ２Ｏ煤中，铁与煤表面碳－氧官能团发生强烈的相互作用。随热处理温度的升高，铁化学形态以如下顺序递变：高分散Ｆｅ－Ｏ／Ｃ络合物，超细ＦｅＯＯＨ，晶态Ｆｅ３Ｏ４，晶还原态铁（α－Ｆｅ，（Ｆｅ，Ｃ））《