李静[1]2001年在《水煤浆粒度级配技术的研究（大同煤）》文中指出由于70年代的石油危机给以石油为主要能源的西方各国以很大打击，所以人们纷纷转而研究以煤代油的策略。煤炭本来就是一种重要的能源，可以直接燃用，然而由于这种固体燃料在燃烧、贮存、输送等几方面都不如石油和天然气方便，并且对环境的污染比石油和天然气要严重得多，所以急需寻找一种流体基燃料。水煤浆就是这样应运而生的。它克服了上述煤炭的缺点，给煤炭科学和能源界带来了新的希望。 对大同煤进行工业分析和元素分析，发现大同煤属于低灰、低硫煤，成浆性、稳定性中等。红外分析表明大同煤中羧基含量很少，酚羟基含量较多。 固定添加剂在干煤中的含量，用粗(＞75μm)、细(＜75μm、＜50μm、＜38μm)四种煤粉分别制浆，发现用粗煤粉不能单独成浆，而细煤粉可以单独成浆，但是煤粉的粒度越细，制浆越困难，制成的浆体可以达到的最高成浆质量分数就越低；在同样的质量分数下，组成煤浆的煤粉的粒度越细，煤浆的粘度就越高，稳定性越好。 将粗、细煤粉按不同比例混合制浆，测定煤浆的质量分数、粘度和稳定性，发现这几种配比表现出相同的规律：当粗、细煤粉的质量之比在70：30～85：15的范围内时煤浆的各项指标均能达到较好值。 按粒径大小将煤粉分成四个粒级，通过多级级配发现有几种配比都能达到工业应用要求，其中在配比为6：2：2：0时煤浆的各项指标均优于其它配比，所以确定6:2:2:O为最佳配比。按照Al fred公式制浆，发现煤浆的稳定性不好，估计是Alfl一e(]公式中粗粒子含量较多的缘故。改变添加剂在干煤中的含量制浆，发现添加剂的含量响值，添加剂的用量过多时，煤浆的粘度太低，稳定性不好;用量过少时，达不到降粘效果，制浆的动力消耗过多。一个.饭们全一:)]j一!剂的用激光粒度分析仪分析煤浆的粒度组成，发现煤浆中的卯煤粉尺部分以团聚的形式存在。关键词:水煤浆，粒度分布，粘度，质量分数，稳定性
胡亚轩[2]2015年在《含碳固体燃料混合成浆特性及配煤成浆浓度神经网络预测》文中研究说明水煤浆是一种新型的清洁代油燃料和气化原料,已在我国得到较大规模的推广应用,取得了显着的社会和经济效益。随着经济的不断发展和技术研发水平的不断提高,一方面要求拓宽制浆煤种,实现燃料和原料的灵活多样化；另一方面要求进行配煤制浆以适应煤种多变的基本国情。因此,进行多种含碳原料制备高浓度浆体和配煤制浆已成为浆体燃料发展趋势。本文针对多种不同变质程度的煤炭、石油焦和油砂,进行了单一燃料成浆特性和多种燃料共成浆特性研究,建立了配煤神经网络预测成浆浓度的数学模型,应用分形理论深入分析研究了单煤和配煤微观孔隙结构特征及与成浆特性的关系。对20余种不同变质程度的煤的理化特性及成浆特性、流变特性、触变性、稳定性进行了研究,发现煤的内水.含氧量、煤阶(O/C、O/H)、含氧官能团等是影响煤成浆的主要因素,内水高、含氧量大、含氧官能团丰富、煤阶低,则成浆性能差,成浆浓度低。添加剂也是影响水煤浆性能的重要因素,在含碳燃料的成浆过程中,添加剂能够改善煤表面的润湿性,降低煤水界面张力,提高煤表面Zeta电位,从而促进煤的成浆特性。配煤制浆中,难成浆的煤种掺混成浆性好的煤种可以有效提高混合煤的成浆性,反之亦然；合理的配煤甚至能使配煤的成浆浓度比任何参与的单煤的成浆浓度都高。配煤中亲水性强的煤种含量增加会导致配煤成浆性变差,表面疏水性强的煤种含量的增加会改善配煤成浆性。配煤煤种的粒径分布也会影响配煤的成浆性,粒径分布不同的煤种的成浆浓度与线性加权的拟合值之间的误差较大,也就是说粒径分布使得配煤制浆表现出非线性的现象,二种粒径相差大的煤种进行配煤制浆时能获得更高的成浆浓度。无论单煤双峰级配还是配煤双峰级配,粗细颗粒搭配制浆能提高煤种成浆浓度1-2%以上。应用分形理论对单煤和配煤成浆过程中微观孔隙结构变化及与成浆性的关系进行了研究。研究表明无论是配煤还是单煤,分形维数D1与煤样的孔隙结构参数和成浆性之间的线性相关度都不明显。配煤的分形维数D2与孔隙结构参数和配煤成浆性之间有良好的线性相关关系,相关系数R2在0.8562-0.9434之间。随着配煤D2的增加,配煤的BET比表面积和总孔容积呈单调增加的变化趋势,而平均孔直径和成浆浓度则呈单调降低的变化规律。单煤的D2与煤样的BET比表面积和平均孔直径有良好的线性相关关系,相关系数R2分别为0.8977和0.8625。无论是配煤还是单煤,D2不仅与煤样孔隙结构参数之间具有较高的线性相关度,而且D2还可以用来描述煤样孔隙结构的空间粗糙度,因此D2更适合用来评价煤样的成浆性能。进行了含碳燃料与煤共成浆特性研究,发现了煤与油砂、石油焦等含碳燃料混合成浆能取长补短,获得更好的成浆效果。油砂与煤混合制浆的研究表明在油砂浆中加入煤粉能有效降低浆样的粘度,增加浆体的定粘浓度。这两种作用效果能有效降低油砂浆的粘度。石油焦与褐煤混合制浆的研究表明随着掺焦比的增加,煤焦浆的成浆浓度显着提高,假塑性特性逐渐减弱。煤焦浆中褐煤质量的比例增加,混合浆体的析水率将显着下降,浆体的稳定性得到了改善。以煤样的平均粒径(D)、水含量(Mad)、灰含量(Aad)、挥发分(Vad)、氧含量(Oad)、二种煤的配比(R)为输入因子,建立了多种不同因子数的BP神经网络的预测配煤成浆浓度的数学模型,结果表明最佳的BP神经网络预测配煤成浆浓度平均绝对误差为0.47%,而线性拟合误差为0.90%(实验煤种范围内)。利用PSO算法全局寻优的特点,进一步构建了PSO-BP神经网络模型,并预测配煤成浆浓度,预测平均绝对误差仅为0.32%,预测精度优于普通的BP神经网络。本文的研究有助于含碳浆体燃料和原料范围的拓宽,提高配煤成浆浓度的预测精度,为多种含碳原料制备高浓度浆体提供技术支持和理论依据。
高志芳[3]2009年在《提质褐煤制浆及配煤成浆特性的研究》文中研究指明褐煤的加工利用是我国煤炭资源开发利用的重要领域。本文主要研究褐煤、提质褐煤及其与高阶煤配煤成浆特性。实验主要选用内蒙古宝日希勒褐煤原煤和提质煤样与潞安常村煤进行单种煤和配煤制浆,研究了聚丙烯酸系新型添加剂(CA25)对煤样成浆特性的影响。结果表明,褐煤经过提质后的煤浆定粘浓度比原煤提高9.27%；褐煤原煤和提质煤分别与常村煤配煤制浆,定粘浓度比原煤分别提高了10.15%和14.67%。通过红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)的分析以及对煤样Zeta电位(ζ)、润湿热等表面物理化学性质的测定,研究了提质褐煤成浆性、配煤成浆特性及水煤浆老化特性；证明配煤制浆能实现煤质互补,降低制浆过程中的能耗,促进褐煤的利用；此外根据配煤水煤浆特性影响因素的研究,利用数理统计的方法,结合计算机编程,提出了配煤水煤浆浓度预测模型。
谷天野[4]2010年在《显微组分对大同煤加工和转化影响的研究》文中研究表明我国煤炭资源丰富,已探明储量为10242 G t。目前,煤炭占我国全部能源消耗的67. 2 %,远高于世界平均26. 2 %的水平。预计在未来若干年内,煤炭在我国一次能源中使用比例将要占到50 %左右,并且用量会持续不断的增长。通过煤岩组分研究煤的组成、结构和性质已成为煤化学基础研究和煤炭加工利用技术研究的重要内容。通过对不同煤岩组分结构、性质的研究可以预测煤加工利用的各种特性,而煤岩组分的有效分离将把煤炭的高效洁净利用推向分子级水平。本文选用大同煤为研究对象,通过对其煤岩组分分离和性质分析,进行制浆性能和显微组分的热解特性研究,以期得到大同煤高效综合利用的相关信息。首先,对分离得到的煤岩组分富集物进行了结构与性质的分析,主要测定了与成浆性能有关的孔容积、比表面积、孔径分布、有机官能团、表面ζ电位等特性。结果表明,惰质组的孔容积和比表面积均大于镜质组;镜质组中含有较多的烷基侧链及阳离子型基团,而惰质组中则含有较多的芳香基团及含氧官能团;惰质组比镜质组的等电点低。其次,利用分离得到的各煤岩组分富集物配制出具有不同煤岩组成的煤样,经过磨矿最终获得粒度分布基本一致的制浆用煤样,然后研究了煤岩组成与水煤浆成浆性能的关系。结果表明,成浆性随惰质组含量的增加和镜质组含量的减少而先增加后降低,存在一惰质组含量的最佳值可使制浆效果最好。最后,通过非等温热重分析得到的煤样热失重(TG)曲线和热失重微分(DTG)曲线,求出活化能E、频率因子A、反应级数n等煤样热解的特征参数,研究控制因素对煤热解的影响,得到煤的热解动力学方程。
李静, 董慧茹, 刘国文[5]2002年在《改善粒度级配提高大同水煤浆的稳定性》文中研究说明水煤浆是一种重要的可以代油的工业燃料 ,为了提高水煤浆的稳定性 ,采用不同的粒度级配 ,通过湿法成浆工艺制浆 ,测定了浆体的浓度、粘度和稳定性 ,提出了一种最佳粒度配比
张杰[6]2016年在《水煤浆提浓技术的应用及对气化炉运行效率的影响》文中研究说明水煤浆是兴起于上世纪70年代的一种新型煤基清洁燃料,基于我国独特的能源结构水煤浆技术发展非常迅速。水煤浆气化技术因其清洁、高效等优点被煤化工行业广泛采用,对水煤浆的提浓改性研究是水煤浆应用的热点话题。水煤浆是一种由煤粉、水和添加剂组成的具有良好流变性和稳定性的煤基流体,煤种组成、粒度分布和添加剂选择严重影响着水煤浆品质和性能。本文主要从褐煤提质改性、调整煤种掺配、高浓煤浆掺配、优化水煤浆粒度分布、复配添加剂等方面进行了水煤浆提浓应用研究。对褐煤的成浆浓度、流变特性和稳定性进行深入研究分析,对褐煤进行了脱水改性研究,并将其与神华长焰煤按比例进行了掺混制浆尝试并得到了较好的制浆效果。在其基础上我们尝试了高发热量、低灰分、含水量低的红石峡煤炭与神华长焰煤的掺混研究,并应用于实际生产。对高压均质机所制备高浓煤浆进行了性能分析,并完成了高浓煤浆掺混实验室小试。参照双峰级配理论对水煤浆粒度分布进行了优化调整,其中分级研磨技术已投用生产,能够较好的改善水煤浆粒度分布并提高煤浆浓度。超细煤粉掺配技术采用阳泉煤粉提高水煤浆细粒子比例,生产装置已成功完成试开车测试。本文分别以萘和木质素磺酸钙为原料成功合成了 β-萘磺酸钠甲醛缩合物及磺化木质素磺酸钙两种水煤浆添加剂,并对两类添加剂进行了复配研究。该系列复配添加剂既能保证水煤浆浓度又能降低粘度,其中HS-1水煤浆添加剂已投入生产应用。本文对高浓水煤浆投入应用后气化效率进行了分析,并对气化炉烧嘴进行了优化改造。
李俊国[7]2014年在《腐殖酸基水煤浆分散剂的合成、性能及其作用机理研究》文中研究指明近年来，随着世界石油资源的日益紧缺和石油价格的不断攀升，煤炭资源的综合利用越来越受到人们的关注，然而煤炭的直接燃烧利用却导致了较低的利用效率及严重的气候恶化和环境污染，水煤浆作为一种煤基“节能减排”流体清洁燃料应运而生。水煤浆是煤在水中的粗颗粒分散体系。煤是疏水性物质，水煤浆中的煤粒由于相互之间的疏水作用而易于团聚和沉淀。理想的水煤浆应该在其制备、储存过程中具有较好的稳定性，而在其管道运送和雾化燃烧过程中具有较低的黏度，为了实现这个目的，分散剂的选择使用具有非常重要的意义。目前，用于水煤浆的分散剂主要有萘系、木质素系、腐殖酸系、聚烯烃系、聚羧酸盐系、磺化丙酮甲醛缩合物和非离子分散剂等。然而，这些分散剂中的大多数是以石油产品为原料的，不仅价格较高，而且容易产生环境污染。腐殖酸系分散剂由天然产物腐殖酸经改性而制得，具有原料易得、绿色环保、价格低廉、分散性好等优点。然而，由于目前的研究工作仅限于对腐殖酸的硝化、磺化、磺甲基化等初级改性方面，这虽然提高了腐殖酸系分散剂的亲水性和分散性，但由于分散剂相对分子质量依然较小，从而使该类分散剂存在稳定性差的问题。本论文通过分散剂分子结构设计，采用接枝共聚和缩合反应两种方法对腐殖酸进行化学改性以合成水煤浆分散剂。首先，以腐殖酸（HA）、烯丙基磺酸钠（SAS）、丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）、烯丙醇聚氧乙烯醚（APEG,相对分子质量分别为700,1000,1200,2400）、甲基丙烯酰氧乙基叁甲基氯化铵（DMC）等为原料，以过硫酸钾为引发剂，采用水溶液自由基共聚合原理并通过工艺条件优化，合成了七种新型腐殖酸接枝共聚物水煤浆分散剂，即叁种二元接枝共聚物——HA-SAS（HAS）、HA-AA（HAA）及HA-AM（HAM）；两种叁元接枝共聚物——HA-SAS-APEG1000（HSP1000）及HA-AA-APEG1200（HAP1200）；两种两性离子型接枝共聚物——HA-SAS-DMC（HSD）及HA-AA-DMC（HAD）。其次，以腐殖酸、甲醛、尿素、亚硫酸钠等为原料，利用磺甲基化及缩合反应合成了两种腐殖酸缩合物分散剂——磺化腐殖酸甲醛缩合物（SHF）和磺化腐殖酸脲醛缩合物（SHUF），并对其合成工艺条件进行了优化。采用FT-IR、GPC、TG及DSC对九种新型腐殖酸基分散剂进行了结构表征和性能测试。以神木煤、沟口煤、彬长煤及霍林河煤为实验用煤，研究了所合成的分散剂对水煤浆分散性和稳定性的影响，探讨了分散剂分子化学结构与水煤浆应用性能之间的相关性。结果表明，各种新型腐殖酸基分散剂的分散及稳定性均优于传统的萘磺酸盐甲醛缩合物（NSF）分散剂。对于接枝共聚物分散剂，适量磺酸基的引入有利于分散剂应用性能的改善，而适量具有一定链长的聚氧乙烯醚及季胺基阳离子基团的引入可进一步提高煤浆的应用性能。此外，利用尿素进行共缩合因可有效改善缩合物分散剂分子链的柔顺性而有利于分散剂应用性能的改善。以分散和稳定性能良好而又化学结构不同的HSP1000及HSD分散剂制取神木煤水煤浆（煤浓度为66wt%，分散剂加量为0.5wt%）并研究了其流变学行为。结果表明，HSP1000及HSD水煤浆的表观黏度均随剪切速率的增大显着下降，表现出明显的剪切变稀的假塑性流体特征。以Power-law模型、Bingham模型及Herschel-Bulkley模型对浆体的剪切应力/剪切速率关系进行了拟合，结果表明，HSP1000及HSD水煤浆的流变学行为在Herschel-Bulkley模型下吻合度最高，其拟合相关系数R2分别为0.9857和0.9988。在该模型下，HSD水煤浆的流动特性指数n较HSP1000水煤浆小，表明其具有更为明显的假塑性流体特征。研究了九种新型腐殖酸基分散剂在神木煤表面的吸附量、分散剂溶液在煤表面的接触角以及分散剂复合煤粒表面的Zeta电位。结果表明，缩合物分散剂、二元接枝共聚物分散剂及叁元接枝共聚物分散剂在神木煤表面的吸附行为均符合Langmuir等温吸附方程，而两性离子型接枝共聚物分散剂服从Freundlich等温吸附方程。两性离子型分散剂具有最大的吸附量，这与其分子中的阳离子基团与煤表面的阴离子基团形成的较强静电引力及其在煤表面易于形成多层吸附有关。所合成的分散剂均能有效降低煤/水界面的接触角，接触角的大小与分散剂分子在煤表面形成的定向排列的紧密程度、分子中亲水基团的亲水性强弱及其数量有关。九种新型分散剂均能有效提高煤粒表面的Zeta电位绝对值，Zeta电位绝对值的高低不仅取决于分散剂分子结构中阴离子基团的种类及其含量，也与分散剂分子链的柔顺性有关。通过SEM对原煤粉和HSD分散剂复合煤粉进行了表面形貌观察，并对分散剂复合煤粉的比表面和孔隙度进行了研究。依据上述测试及分析结果，阐述了不同种类的腐殖酸基分散剂与煤之间的作用机理。总之，本论文对腐殖酸基水煤浆分散剂的合成、表征、性能及其与煤之间的作用机理进行了一系列基础性研究，合成了一系列高性能的分散剂，探索了分散剂分子化学结构与水煤浆性能之间的关系，揭示了分散剂分子与煤之间的作用机理，对水煤浆分散剂的分子结构设计及合成具有一定的理论和实践参考价值。
朱睿杰[8]2009年在《高效复合型水煤浆添加剂及其分散机理的研究》文中研究表明煤炭是我国的主要能源,在未来相当长的时期内,以煤为主的能源生产和消费结构在我国不会发生根本性的改变。为了保证我国的能源安全,洁净高效利用我国丰富的煤炭资源,使资源、经济和环境协调发展,开发和推广洁净煤技术是我国的最佳选择。水煤浆技术是洁净煤技术的重要内容,添加剂是水煤浆的核心技术之一。研究开发原料来源广、性能优良、价格低廉的高效复合型水煤浆添加剂对降低水煤浆成本、提高水煤浆质量、推进水煤浆产业化进程、发挥水煤浆的代油及节能环保优势有重要的意义。本论文采用煤的成浆实验法对DCSA进行性能评价,结果显示:DCSA对易成浆煤种娄底煤和中等成浆难度煤种大同煤的分散降黏效果明显,且制得水煤浆浆体稳定,但DCSA对难成浆的义马煤适应性较差,分散降黏效果欠佳。通过分析煤的结构和DCSA的结构,提出了改善DCSA性能的方法,即在DCSA的工艺基础上引入萘磺酸盐活性基团。作者在师姐杨红波研究的基础上,通过单因素实验法确定了高效复合型水煤浆添加剂的合成工艺条件,即:取100g的碱木素溶于200ml水中,在温度T_1下加入引发剂M_1,反应h_1小时,在温度T_2下加入磺化剂M_2,反应h_2小时,在温度T_3下加入缩合剂M_3,同时加入活性基团M_4,反应h_3小时,即可得到高效复合型水煤浆添加剂。煤的成浆性实验表明:在相同制浆条件下(浓度、粒度分布等),高效复合型水煤浆添加剂的分散降黏能力与DCSA比有明显提高,同时优于NSF,且制得浆体具有良好的稳定性;它不仅适应于易成浆煤种、中等成浆难度煤种,而且对难成浆煤种也同样适用,是一种性价比高,市场前景广阔的水煤浆添加剂。最后通过添加剂在煤水混合物中的分散-吸附实验,DCSA、高效复合型水煤浆添加剂和不同煤种的红外光谱分析,添加剂在煤表面吸附量的测定,确定了高效复合型水煤浆添加剂中含有大量的疏水性的苯丙烷系列亲煤基团以及羟基和磺酸根等亲水性基团,并提出了高效复合型水煤浆添加剂的分散机理
周海峰[9]2013年在《高效复合型水煤浆添加剂及其神华煤成浆性能研究》文中研究表明作为一个煤炭生产及消费大国，我国在很长的时期内能源供应的主要部分就是煤炭。以煤炭为基础的能源使用构成在我国很难快速转变。在面对煤荒，煤供应不足的问题时，我们对于煤炭能源的洁净高效利用是解决这一问题的根本思路以及最优选择。而在如何能够环保又尽可能高效的利用煤炭能源的领域中，水煤浆技术是其重要组成部分，而水煤浆技术的关键就在于采用何种添加剂。研究具有性能优越，成本低廉，原料来源广泛等特质的水煤浆添加剂对于煤炭的高效利用和可持续发展以及环境保护方面具有重要的意义。本文采用煤的成浆实验法对DCSB进行其相关参数的研究，并通过研究数据和对煤样结构分析的结果对于DCSB的制备工艺提出了改进措施。各种数据表明，对于易成浆和中等成浆难度的煤样，DCSB效果明显；对于难成浆煤样，引入萘磺酸盐活性基团能够提升原有添加剂的性能，使其符合生产要求，达到日常使用的性能。作者通过单因素实验法在前人的成果上确定了其合成的工艺流程及相关要求。测定其相关参数，在不同的温度条件下加入其它参考物，使其达到生产要求。通过成浆实验，我们得出了如下的结果：在同等条件下，高效复合型水煤浆添加剂相对于DCSB和NSF具有较明显的优势。对于易成浆、中等成浆的煤样来说，其制浆具有很好的稳定性，即使对于难成浆的煤样，也同样能提升其性能。说明其符合我们的改进初衷；而且成本较低，能够具有很好的市场竞争优势。添加剂分散在煤浆混合物中，通过实验测定其在不同煤样表明的吸附率，经过研究得出了高效复合型水煤浆添加剂的分散机理。本文最后对难成浆煤样的特性进行了研究，并且针对其难成浆的特点，有选择的提出了几种有效的改进方法，并探讨了其难成浆的原因以及各种因素对其的影响，提出其微观机理。
田青运, 胡发亭, 樊学彬[10]2005年在《水煤浆的药剂、粒度级配的试验与应用》文中进行了进一步梳理介绍了DF - 0 2、DF - 0 3分散剂与纳米稳定剂在水煤浆生产中的试验与应用情况 ,实践证明 ,较为合理的水煤浆粒度级配对产品质量和生产成本起着重要的作用 ,采用新型的分散剂和稳定剂 ,使水煤浆添加剂的用量比以前大幅降低 ,经济效益显着
参考文献：
[1]. 水煤浆粒度级配技术的研究（大同煤）[D]. 李静. 北京化工大学. 2001
[2]. 含碳固体燃料混合成浆特性及配煤成浆浓度神经网络预测[D]. 胡亚轩. 浙江大学. 2015
[3]. 提质褐煤制浆及配煤成浆特性的研究[D]. 高志芳. 中国矿业大学（北京）. 2009
[4]. 显微组分对大同煤加工和转化影响的研究[D]. 谷天野. 中国矿业大学. 2010
[5]. 改善粒度级配提高大同水煤浆的稳定性[J]. 李静, 董慧茹, 刘国文. 北京化工大学学报(自然科学版). 2002
[6]. 水煤浆提浓技术的应用及对气化炉运行效率的影响[D]. 张杰. 北京化工大学. 2016
[7]. 腐殖酸基水煤浆分散剂的合成、性能及其作用机理研究[D]. 李俊国. 陕西科技大学. 2014
[8]. 高效复合型水煤浆添加剂及其分散机理的研究[D]. 朱睿杰. 湖南科技大学. 2009
[9]. 高效复合型水煤浆添加剂及其神华煤成浆性能研究[D]. 周海峰. 湖南科技大学. 2013
[10]. 水煤浆的药剂、粒度级配的试验与应用[J]. 田青运, 胡发亭, 樊学彬. 煤炭科学技术. 2005