水热提质对褐煤理化结构及复吸水特性的影响

选取云南昭通褐煤进行了水热提质处理,依托傅里叶变换红外光谱技术和氮气等温吸附模型分析研究了不同提质温度(150-300℃)下煤样表面含氧官能团和孔隙结构的演化行为,考察了复吸水特性的变化规律。结果表明,随着提质温度的不断升高,主要亲水性含氧官能团(-OH、-COOH、C=O)不断减少;煤样的孔隙结构发生显著改变,比表面积和总孔容积先增后减,在250-300℃水热条件下有焦油产生;受理化结构协同影响的复吸水特性得到了有效遏制,复吸水率随着提质温度的升高不断下降;对提质褐煤进行储存时,环境湿度是影响褐煤复吸水的关键因素,高温水热、低温低湿度储存更能提高褐煤的提质效果。     

褐煤水热提质改善水煤浆的成浆性、流变性和稳定性的实验研究

采用水热法对小龙潭褐煤进行提质处理,从煤质特性、含氧基团、表面亲水性和粒度分布等因素,探究了水热提质对褐煤水煤浆成浆浓度、流变特性以及稳定性的影响。结果表明,水热提质脱除了褐煤中的水分,氧含量降低,煤阶升高。水热提质脱除了褐煤中含氧基团,煤水表面接触角增大,褐煤表面亲水性得到改善。小龙潭褐煤颗粒粒度呈现双峰分布,水热提质后褐煤颗粒粒径减小且趋于规则。水热提质改善了水煤浆的成浆性能,成浆浓度由提质前的44.09%,最高可提升到61.94%。在相近的表观黏度下,水热提质后水煤浆的稠度系数K减小,流变指数n增大,水热提质在降低浆体黏度的同时,仍保持假塑性流体特征。水热提质降低水煤浆的析水率,延缓了浆体出现硬沉淀的时间,改善浆体的稳定性。水热提质从理化特性对褐煤进行深度改性,从而获得高浓度,假塑性以及稳定性良好的符合工业应用的水煤浆。     

先锋褐煤在水热处理过程中的结构演绎

以先锋褐煤(XF)为原料,在高压反应釜中考察了水热处理过程中褐煤的结构变化,通过13C固体核磁共振(NM R)和傅里叶变换红外光谱进行了分析表征。结果表明,在低于240℃的水热处理条件下,煤有机分子结构中的弱化学键有一定断裂,含氧官能团逐步减少;水中氢以离子形态迁移至褐煤中,处理后褐煤结构中甲基比例先增加后减少,次甲基比例由原煤的4.80%增加至XF-240的13.16%;释放的气体中主要是CO_2,烃类气体组分随处理温度的升高略有增加。当水热处理温度高于240℃时,褐煤中部分共价键开始断裂,释放的烃类气体(C1-4)由240℃时的2.13%增加至300℃时的8.59%,脂肪碳比例由XF-240的44.83%降低至XF-300的39.49%,与氧连接的碳比例由XF-240的12.57%降低至XF-300的1.49%。水热处理对褐煤的脱氧提质效果显著,300℃时氧含量降低约30%,芳香碳比例增加至60.50%,比原煤提高19%。     

胜利褐煤低温氧化过程中微结构的转化特性研究

选用内蒙古的胜利褐煤作为研究对象,通过固定床反应装置对褐煤进行不同温度(200-300℃)下的低温氧化,利用FT-IR、Raman和XPS等方法对氧化处理后煤样的结构进行了表征,考察了不同温度下低温氧化对褐煤微结构和质量变化的影响,并利用热重分析仪研究了氧化后煤样的燃烧反应性能。结果表明,温度对低温氧化过程中胜利褐煤的质量变化率影响较大,低于220℃时,褐煤的质量变化率很小,高于220℃时,质量变化率有明显的改变。特别在220-230℃,煤样的质量变化率由5. 80%(220℃)突变为42. 55%(230℃)。FT-IR/Raman/XPS表征结果显示,220℃氧化后的煤样中有明显的苯醌类结构形成,此结构的形成使苯环骨架C=C的伸缩振动吸收峰发生红移,且Raman谱图中D峰位置偏移,D峰和G峰两峰间距增大。氧化温度低于220℃的煤样表面C-O-和C=O的含量均增加,推测煤样在220-230℃质量变化率的突变主要与苯醌类结构的氧化分解有关。     

典型沥青热解过程早期阶段的在位红外光谱研究——Ⅱ.溶剂精制煤(SRC)沥青烯组份在空气及惰性气流中之热解

用在位富氏变换红外光谱技术,测定了SRC沥青烯样品在热解及氧化热解过程中各种功能团的消长动态。当样品在空气中加热时,生成羰基的温度比A-240石油沥青在相同条件下生成同一基团提前40℃,即从190℃提前到150℃。与此同时,生成酚羟基的温度比A-240沥青提前60℃,为170℃。同样品在快速升温条件下经受热氧化时,于360℃生成表征酸酐的1830cm~(-1)吸收峰和表征酯类化合物的1745cm~(-1)吸收峰。氧化反应使脂肪基团快速减少,当反应温度达到420℃时,它们完全消失。沥青烯样品在惰性气流中热解时,脂链裂解以C_α-C_β链断裂为主,烷基的热解脱除比它们在空气气流中氧化消失要慢得多。含氧基团在惰性气流中大都分解消失,惟酚羟基残存。羧基在低温下氧化而生成并积累,但当温度达到350℃时则开始分解。     

对甲苯磺酸/活性炭/双氧水体系选择氧化苯乙烯生成苯甲醛(英文)

以双氧水为氧化剂,研究了对甲苯磺酸和活性炭体系选择氧化苯乙烯生成苯甲醛反应性能。考察了反应时间、温度、催化剂用量、苯乙烯和双氧水摩尔比等对苯乙烯选择氧化性能的影响.结果表明,对甲苯磺酸和活性炭的用量和用量比是一个重要因素,但对甲苯磺酸的酸性对氧化反应活性影响不大.对甲苯磺酸和双氧水相互作用,经非自由基过程氧化苯乙烯.通过分解双氧水产生氢氧自由基,活性炭显著提高对甲苯磺酸和双氧水体系氧化苯乙烯活性.在惰性或还原气氛中高温处理活性炭能降低其表面含氧基团数量,增加碱性,有效分解双氧水,产生相对较多的OH自由基.与未处理的活性炭相比,高温处理的活性炭进一步提高了对甲苯磺酸和双氧水体系氧化苯乙烯活性,但降低了苯甲醛选择性.经磺化,在活性炭表面引入的–SO_3H基团比含氧基团(–OH,–COOH)更有效与双氧水作用氧化苯乙烯.     

煤快速热解焦的微观结构对其气化活性的影响

在滴管炉内对中国三种不同煤阶的典型煤种在800~1 400 ℃进行快速热解实验,利用XRD和氮气气体吸附法对所得煤焦进行微晶结构和孔隙特征分析,在热重分析仪上进行CO₂气化反应活性的测定,研究不同热解温度煤焦结构特性与气化活性之间的关系。结果表明,随着热解温度的升高,内蒙古褐煤焦和神府烟煤焦的比表面积在1 200 ℃达到极大值,但气化活性却相对较低;遵义无烟煤焦在800~1 200 ℃气化活性逐渐提高,但比表面积在900 ℃达到极大值,表明煤焦比表面积与气化活性不存在严格关联。煤焦碳微晶结构变化所反映出煤焦石墨化进程与煤焦气化活性随热解温度的变化具有一致的变化趋势,表明快速热解煤焦的碳微晶结构变化对煤焦气化活性的影响更大。     

有机元素分析仪测定聚丙烯腈基预氧化纤维中氧元素

建立有机元素分析仪测定聚丙烯腈基预氧化纤维中的氧元素含量的方法.考察了样品舟、裂解温度以及称样量等对氧元素测试结果的影响,优化后的测定条件:样品舟为4 mm×4 mm×11 mm的锡舟,裂解温度为1150℃,称样质量为(3±0.2)mg.氧元素的质量(x)在0.058～0.271 mg范围内与其响应峰面积(y)具有良好...     

聚苯胺碳化产物表面和体相结构表征

测试分析了聚苯胺树脂碳化产物表面和体相结构。结果表明聚苯胺树脂碳化产物比表面积随碳化温度升高而下降。在700℃和1000℃还原性气氛中碳化处理的样品与620℃处理的样品相比,比表面积分别下降了约8.3%和33.7% 。在相同温度条件下,惰性气氛中碳化处理的样品比表面积低于还原性气氛中碳化处理的样品。聚苯胺树脂碳化产物表面中的氮主要以两种不同的基团结构形式存在,并且树脂碳化产物表面的氮含量随着碳化处理温度升高逐渐降低。聚苯胺620℃碳化处理时主要是树脂中的含氮基团发生变化,而其他结果基团变化较小。700℃碳化处理后则开始大规模碳化裂解。但1000℃碳化处理后的样品仍含有少量的碳氢键和氮氢键。1000℃碳处理的树脂碳化样品开始形成多碳稠环,并向有序化方向转变。     

准东煤水热提质过程中煤质特性变化对CO_2气化影响

选取准东高钠煤为研究对象,在高压反应釜中进行了不同温度(150-350℃)下的水热提质处理实验,依托电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、氮气等温吸附模型(BET)和X射线衍射(XRD)等技术,分析了煤样的煤质特性变化以及对CO_2气化的综合影响规律。结果表明,水热提质处理后煤样成熟度增加,煤阶上升,钠的脱除效果显著,在300-350℃时脱除率均大于95%。煤焦化学结构致密、有序、稳定;煤样CO_2气化曲线向高温区偏移,气化活性指数呈下降趋势且300-350℃时下降明显。水热提质过程中煤样气化反应活性受到煤阶、碱金属钠含量、物理孔隙结构、化学微晶结构等多个因素的综合影响。     

无机酸洗脱对胜利褐煤微晶结构及其自燃倾向性的影响

利用XRD、Raman、XPS和FT-IR表征技术,研究无机酸洗脱(HCl、H2SO4、HCl-HF)处理的胜利褐煤微晶结构的变化,采用自行设计的表面吸附仪-GC联用装置,对样品进行不同温度的低温脉冲氧化实验,考察了煤样在不同温度下氧吸附量的变化规律,通过低温脉冲氧吸附规律与TG/DTG和固定床燃烧实验关联,考察了煤样的自燃倾向。结果表明,无机酸洗脱对矿物质的脱除使得煤结构的有序度增加,石墨化程度提高,无机酸洗脱煤样与原煤相比吸氧量明显下降。随着吸附温度的升高,各煤样吸氧量明显增加,且随着脱除矿物质程度的增加,吸氧量呈减小的趋势,导致自燃倾向降低。     

外来水分对煤自燃过程影响及作用机制研究

通过浸泡方法制备一系列不同外来水分含量的煤体,利用程序升温氧化实验模拟煤自燃过程,研究外来水分对煤自燃特性的影响;结合热分析和孔结构表征实验,探讨外来水分对煤自燃过程影响作用机制。外来水分对煤自燃过程的作用机制随着煤自燃状态发展而发生变化,主要表现出四个阶段。在缓慢氧化阶段,外来水分主要隔离煤与氧气的接触反应,对煤自燃起到物理抑制作用;在加速氧化阶段,水分可直接参与煤氧反应,起到化学促进作用;经过缓慢氧化阶段和加速氧化阶段,大量外来水分的蒸发导致煤颗粒表面裂隙增大,水分越大的煤生成的活性点位会更多,当煤自燃进入快速氧化阶段,外来水分对煤氧化反应的影响表现出延迟促进效应;当煤体温度达到180℃后,随着煤体温度进一步升高,不同初始外来水分含量的煤体自燃特征逐渐趋于一致。     

Combustion behaviour of some biodesulphurized coals assessed by TGA/DTA

Thermal analysis, i.e. TGA/DTA is used to study the changes in the combustion behaviour of microbially treated coals. In view of their high sulphur content and industrial significance three samples are under consideration, i.e. one lignite and two subbituminous from different region in Bulgaria. The differences in burning profiles can be related to structural changes resulted from biological treatments. The overall biological treatment generates these changes probably due to the oxidation process. Concerning organic sulphur biodesulphurization there is no change in any drastic manner of the thermal characteristic parameters. In general, applied biotreatments provoke a complex influence on combustion coal behaviour. From one side a better ignition performance, a minor decrease in higher heating value and diminishing peak temperature of maximum weight loss rate for all biotreated samples are observed. From other side some decrease in the combustibility indicated by an increase in the combustion time and the end of combustion temperature are obvious. Also well determined decrease of self-heating temperature after biotreatments evolves high risk of spontaneous unmanageable coal combustion.     

低温加压热解脱氧对胜利褐煤亲水性的影响

在固定床反应器中考察了低温（200~350 ℃）、加压（0.25~8.00 MPa）热解条件下胜利褐煤主要含氧官能团的变化规律,并进一步分析了褐煤中含氧官能团的脱除对其吸水能力的影响。结果表明,温度升高对胜利褐煤中羧基和酚羟基的脱除非常有效,压力变化对羧基脱除影响极小,而在3.00~4.00 MPa时对酚羟基脱除效果最佳;同时羧基对煤样的表面极性和亲水性具有决定性作用,当羧基含量不变时,固体比表面积对煤样的吸水性影响相对较明显。     

Polyethylene as a novel low-temperature inhibitor for lignite coal

Polyethylene was firstly used as a inhibitor for prevent lignite coal from spontaneous combustion. According to inhibition test results, it was showed that the CO generation of lignite coal with polyethylene inhibitor was obviously lower than that of lignite coal without one, indicating that the polyethylene can hinder the oxidation of lignite coal. TG results showed that polyethylene can be thoroughly decomposed at 500 °C. Moreover, the introduction of polyethylene has little influence on the combustion of lignite coal. These characteristics of polyethylene may help to develop a new class of inhibitors.     

An Investigation Into The Combustion Curves of Lignites

In this research, combustion curves of seventeen lignite samples from the Thrace basin (Turkey) were analysed using thermal analysis (TG/DTG) techniques. A comparative analysis was performed considering the relationship between peak temperature, burn-out temperature, moisture content, ash, volatile matter, fixed carbon and calorific values of the samples studied and the results are discussed. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.