水熱提質(zhì)對褐煤產(chǎn)物分布和物化結(jié)構(gòu)的影響及提質(zhì)煤水分復吸行為.pdf

1、近年來，隨優(yōu)質(zhì)煤的不斷消耗，其資源儲量越來越少，褐煤逐漸引起人們的注意。我國褐煤資源儲量豐富，但其水含量高，導致熱值低、運輸費用高等問題，因而在大規(guī)模利用褐煤之前需對其進行脫水提質(zhì)。褐煤的水熱提質(zhì)是一種有前景的干燥技術(shù)，該方法主要將褐煤中水分以液態(tài)的形式脫除，節(jié)省了蒸發(fā)潛熱。因此本文采用水熱提質(zhì)對褐煤進行處理，探究水熱提質(zhì)對褐煤產(chǎn)物分布和物化結(jié)構(gòu)特性的影響，并分析提質(zhì)煤的水分復吸行為。
　　本文選取內(nèi)蒙褐煤和云南褐煤為研究對象，在

2、不同溫度、初始壓力和氣氛下對其進行水熱提質(zhì)。首先，考察不同條件水熱提質(zhì)過程中固、液、氣三相產(chǎn)物的分布，探討元素碳、氫、氧、氮和硫在固、液、氣三相中的遷移情況；然后，考察不同條件下提質(zhì)煤物化結(jié)構(gòu)特性的變化，分析提質(zhì)條件對褐煤含氧官能團和孔結(jié)構(gòu)的影響；最后，考察不同程度提質(zhì)煤再吸附水分的行為差異，研究提質(zhì)煤吸附水分的主要機理及其影響因素。主要研究結(jié)果如下：
　　（1）水熱提質(zhì)過程中，提質(zhì)溫度對固、液、氣三相產(chǎn)物分布的影響較初始壓力和氣

3、氛顯著。溫度的升高可使褐煤劇烈分解，減少提質(zhì)褐煤內(nèi)在水分含量、揮發(fā)分、O/C和H/C原子比，提高褐煤煤階。
　　（2）褐煤在水熱提質(zhì)過程中會產(chǎn)生 CO2和 CO等氣體，釋放到氣相中，且隨溫度升高而增多；褐煤中有機物和部分礦物質(zhì)會分解浸出至液相中，因而褐煤經(jīng)水熱提質(zhì)后固相中元素 C和 O轉(zhuǎn)移到了氣相和液相中，H和S主要轉(zhuǎn)移到了液相中，而N主要轉(zhuǎn)移到氣相中。
　　（3）內(nèi)蒙褐煤孔體積和比表面積隨提質(zhì)溫度的升高，先增大后減小，云南

4、褐煤孔體積和比表面積隨提質(zhì)溫度升高而降低，這與大孔和中孔的發(fā)展與坍塌有關(guān)。初始壓力和氣氛對孔結(jié)構(gòu)影響較小。
　　（4）在水熱提質(zhì)過程中，褐煤中羧基和酚羥基分別在200℃和230℃后開始大量分解，溫度越高脫除率越大，羧基和酚羥基可脫除60％以上。初始壓力對褐煤中含氧官能團的脫除具有促進作用，在氮氣氣氛下隨初始壓力的增大，羧基和酚羥基的脫除率可增大約15%。二氧化碳氣氛加入后，羧基含量增多。
　?。?）水熱提質(zhì)對褐煤平衡含水量影