低煤化度煤低温热改质的研究进展.pdf

《低煤化度煤低温热改质的研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2011年第1期能源技术与管理119doi：103969~issn．1672—99432011O1．046低煤化度煤低温热改质的研究进展韦小梅，周敏，刘恭欣，杜宇(中国矿业大学化工学院，煤炭加工与高效洁净利用重点实验室，江苏徐州221116)[摘要]论述了低煤化度煤低温热改质的理论基础，分析了低温热改质效果以及对煤组成结构和焦炭质量的影响，提出利用焦炉荒煤气对炼焦煤料直接进行低温热改质并与捣固炼焦结合一起的工艺。[关键词]低煤化度煤；热改质；改质效果；焦炭质量[中图分类号]TQ530．2[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(201

2、1)01-0119-03250℃～400℃的温度下就会形成氢键，发生交联0引言反应[3]。低煤化度煤的含氧量普遍比较高，且大部我国煤炭资源比较丰富，煤种齐全，但炼焦煤分构成了煤的含氧侧链基，主要的含氧官能团是资源相对较少，分布不均匀，优质炼焦煤尤显不羧基和羟基，只有少部分在煤的大分子结构中成足，粘结性好的焦煤和肥煤资源比例很小，而且难为杂环氧。研究表明[]：高挥发分弱粘结性煤的选，使用量受到限制，高涨的价格严重影响着焦炭分子结构为三维交联结构，芳香环缩合程度较小，价格；而烟煤资源中低灰、低硫且易选的以气煤为芳香层片由交联健联合，但桥键侧链和

3、官能团较主的低煤化度煤储量丰富、产量高且价格低廉。多，夹杂的低分子化合物较多，不规则的“无定形为持续发展，提倡少用主焦煤，多用弱粘煤和不粘结构”比例较大，其结构无方向性，孔隙率和比表煤，生产优质冶金焦。因此，开发和研究扩大炼焦面积较大。煤源各项相关技术具有重要的理论意义和长远的在不严重破坏煤的基本结构的条件下，对低应用价值。煤化度煤进行低温热解处理，可以脱除煤分子中近年来，一部分国内外学者从煤的自身分子具有化学活性的含氧基团及低分子化合物，从而结构出发，通过对低煤化度煤低温热解处理，重新减少煤在热解过程中氧与氢的反应机会，使得煤设计煤的分子

4、结构来改善其粘结与结焦性。煤的的供氢能力提高，也就使煤在热解过程中生成的性质是决定焦炭质量的内在因素，而改善煤的性自由基可获得更多的活泼氢而稳定下来，抑制交质就是提高焦炭质量的最直接最有效的技术措联反应，生成较多的胶质体产物，发生煤的“低分施。因此，通过低温改质处理来达到煤料改性提质子化”[63，从而保证了体系具有良好的流动性和较的目的，从而为扩大炼焦煤源的技术留下了巨大宽的塑性温度区间，提高其作为炼焦配煤的粘结的发展空间。性。戴中蜀等剖通过对低温热解方法条件的确定，建立了实验室规模低温热解脱氧方法，并采用1低温热改质的理论基础该法对低煤化

5、度煤中的含氧官能团化学活性进行所谓低温热解，是指在低于煤的软化温度下了系列研究，得到煤中各含氧官能团的化学活性进行的热解。煤中氧对煤的热解过程起着相当重顺序为：【COOH】基氧>【Ph—OH]基氧>[c=O】基要的作用，它的存在对煤受热后塑性体的流动性氧>【A1一OH]基氧和卜0一]非活性氧。对煤的粘结有显著影响。在煤的热解过程中，氧消耗了煤中大性有主要影响的是羧基¨9]，而羧基的化学活性最量的氢，因而使产生的自由基不易获得活性氢而高，因此，可以通过低温热解处理脱除煤中的羧基稳定下来，致使过早发生较多的交联反应，减少了氧而使煤的粘结性得以改

6、善。由于煤的各含氧官煤热解过程中低分子物质的生成，进而阻碍了氢能团化学活性的差异，以及活性含氧基团的部分的转移，使胶质体的液相产物的数量变少和质量脱除引起了煤组成结构的变化，进而引发煤的干变差，影响了煤的粘结性和结焦性。煤的含氧侧链馏成焦性能的改变，为低温热解处理导致低煤化基，即羧基、甲氧基、羰基、酚羟基和醇羟基等，在度煤性质的变化提供依据。120韦小梅，等低煤化度煤低温热改质的研究进展2011年第1期剂萃取实验，发现快速加热处理后煤样的溶剂萃2低温热改质效果取率都有所提高，且萃取率变化和煤的粘结性变2．1脱氧效果化有良好的相关关系，认为快

7、速加热处理改善原低煤化度煤经低温热改质后各活性含氧官能煤粘结性的机理可能是减弱了煤大分子聚合强团的氧会不同程度地被脱除，其中羧基氧含量减度，使其在高温熔融阶段可以产生更多的低分子少的速率最快，酚羟基氧次之，羰基氧的减少最慢，物质。而醇羟基氧不呈单纯的减少趋势]。煤中[COOH1日本学者以假设煤的粘结性的变化是加热速基氧和【c=O]基氧的脱除，可提高焦炭显微强度，度和加热终温共同作用的结果为前提，提出提高增加焦炭中的光学各向异性组织的含量，降低焦加热速度，用超高加热速度将煤在软化熔融温度炭的CO2反应]。ChadrawateeAngle等Ⅲ在

8、研究以下预处理，改善其粘结性后再装炉炼焦的思路，一系列元素组成相似的Alberta低煤化度煤热解由此开发了SCOPE21炼焦新工艺[16-18]，并于2008性质差异时，采用两种