基于非巖相活性-惰性組分分離的煉焦配煤新方法研究.pdf

1、本文以多種煉焦煤為研究對象，通過萃取-反萃取方法獲得各煤樣的重質(zhì)組、疏中質(zhì)組和密中質(zhì)組這三個主要的族組分，實現(xiàn)了非巖相活性/惰性組分的分離。對煤樣及其族組分進(jìn)行FT-IR和黏結(jié)指數(shù)G測試，按配比完成煉焦實驗，以膨脹率、結(jié)焦率、顯微強度、粒焦反應(yīng)性和反應(yīng)后強度來表征焦炭質(zhì)量。以多元線性回歸分析方法研究煤黏結(jié)性與非巖相活性/惰性組分的作用機(jī)制；對FT-IR譜峰進(jìn)行分峰擬合和定量計算，研究煉焦煤特征官能團(tuán)含量與其黏結(jié)性間的關(guān)系；結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)

2、絡(luò)構(gòu)建了基于非巖相的活性/惰性組分的焦炭質(zhì)量預(yù)測模型。結(jié)果表明：
　　萃取-反萃取法是一種非巖相的活性/惰性組分分離的方法，通過此法獲得的疏中質(zhì)組和密中質(zhì)組是非巖相活性組分，重質(zhì)組是非巖相惰性組分。
　　疏中質(zhì)組是提供煤熱解膨脹性的來源物質(zhì)，密中質(zhì)組是提供煤熱解流動性的來源物質(zhì)；且疏中質(zhì)組幾乎不提供液相（流動性），密中質(zhì)組幾乎不提供膨脹；重質(zhì)組作為被黏結(jié)的對象，與膨脹性和流動性基本無緣。疏中質(zhì)組、密中質(zhì)組和重質(zhì)組是煤黏結(jié)成焦

3、過程中的膨脹質(zhì)、流動質(zhì)和惰性質(zhì)，其能力大小順序為膨脹質(zhì)質(zhì)>膨脹質(zhì)量>惰性質(zhì)質(zhì)>流動質(zhì)量>流動質(zhì)質(zhì)>惰性質(zhì)量。
　　對提高煤黏結(jié)性而言，流動質(zhì)質(zhì)和流動質(zhì)量并非越大越好，惰性質(zhì)量也非越小越好，在流動質(zhì)適當(dāng)?shù)臈l件下，膨脹質(zhì)量、膨脹質(zhì)質(zhì)和惰性質(zhì)質(zhì)越大越好；膨脹質(zhì)、流動質(zhì)和惰性質(zhì)三者間需適度配合才是黏結(jié)成焦的關(guān)鍵所在。
　　煤的黏結(jié)性大小與其 FT-IR吸收峰有密切的對應(yīng)關(guān)系，特別是3000-2800和3700-3000 cm-1的兩

4、個吸收帶。在煉焦煤范圍內(nèi)，脂肪鏈越短或支鏈化程度越高，越有利于形成煤的黏結(jié)性，并且這種脂肪族結(jié)構(gòu)是煤黏結(jié)性形成的唯一決定性因素，而其他官能團(tuán)雖然可能對煤黏結(jié)性產(chǎn)生影響，但都不會起到?jīng)Q定性作用。含-OH（或-NH）的氫鍵締合結(jié)構(gòu)雖然不是煤黏結(jié)性產(chǎn)生的決定性因素，卻可以與脂肪鏈協(xié)同作用于煤黏結(jié)性。其中脂肪鏈?zhǔn)侵饕蛩?，而氫鍵締合結(jié)構(gòu)是輔助因素。
　　氫鍵是煤中主要的分子間作用形式。當(dāng)若干形成氫鍵的官能團(tuán)聚集締合時，其相互作用會更強，甚