热改质对宁东羊场湾煤成浆性能影响研究.pdf

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1、第2期(总第171期)煤化工No．2(TotalNo．171)2014年4月CoalChemicalInApr．2014热改质对宁东羊场湾煤成浆性能影响研究杨磊，井云环，罗春桃，杨红波(神华宁煤集团煤炭化学工业分公司，宁夏银川750411)摘要采用低温(200℃450℃)加热的方法，对宁东地区羊场湾煤进行改质实验，并考察改质对煤成浆性能的影响。实验结果表明：250℃300℃时，煤的内水含量减少到最小，煤样的表面含氧官能团特别是羧基和羟基含量是影响煤成浆的主要因素，低温改质可大大提高煤的成浆性能。最佳的低温改质条件是：改质温

2、度为350℃，加热时间30min。关键词煤，热处理，水煤浆，成浆性能文章编号：1005—9598(2014)一02—0040—03中图分类号：TQ534文献标识码：A1概述通过本实验，研究了宁东地区煤种经过热改质后，煤表面物理化学性质的变化以及对其成浆性能的水煤浆是一种复杂的固液分散体系，性能良好的影响，以此提供一种提高煤成浆性能的方法。煤浆应该是表观黏度低、浆体浓度高和流动性好的假塑性流体。煤成浆性能直接影响到生产的连续运行，2实验影响煤成浆性能的因素很多，主要包括煤的本质(内因)和制浆工艺、添加剂的匹配等(外因)。其中

3、，煤的2．1实验过程最大成浆浓度与煤的最高内在水分和含氧官能团有本实验通过对原煤(羊场湾煤)进行低温热改质，明显的相关性，而与其他煤质诸因素关系不明显『l。即在一定的加热时间、不同的加热温度下，对煤样进宁东地区煤种属于长焰煤，煤阶低、内在水分高、煤中行热处理，并对处理后的煤粉进行工业分析、孑L径分0与C比值高、亲水官能团多、孑L隙发达，属于难成浆布、比表面测试以及成浆性实验，确定影响煤成浆性煤。在提高煤的成浆性能上，对于制浆工艺和添加剂能的主要因素。的研究已经非常多[州]，而对低阶煤进行改质加热，提本实验采用定黏度(制浆黏

4、度范围在1000mPa·S～高其成浆性能的研究较少。1200mPa·S)、流动性不低于B一的标准为制备最大煤的理化性质与其含氧官能团的种类和数量有成浆浓度的方法，考察热处理对煤成浆性能的影很大关系，若在不破坏煤大分子的基本结构条件下，响。能脱除煤分子中具有化学活性的含氧基团，便可改善2．2水煤浆评价标准低煤化度煤的性质，提高其利用价值]。热处理过程实验方法主要参照水煤浆技术条件(GB／T18855—是脱除煤中酚羟基、羧基等极性基团的有效手段之2008)、水煤浆浓度测定(GB／T18856．2—2o08)中方法一。研究表明[

5、6-7]，低阶煤经过热处理后，其成浆性和B、水煤浆黏度测定(GB／T18856．4—2o08)、水煤浆稳浆体流变性均发生了显著变化。煤被加热后，毛细管定性测定(GB／T18856．5—2008)。孔隙结构会有一定的收缩，导致其中水分减少；相应2．3煤的内表面积的测定地，制备水煤浆时，在煤颗粒间的水膜增厚，因而降低采用JW-K型孔径分布及比表面测试仪，测定样黏度，可提高浆体的流动性。品的比表面积、孔隙结构。收稿日期：2013—12—11作者简介：杨磊(1981一)，男，安徽凤台，工程师，硕士，2004年本科毕业于武汉化工学院

6、化学工程与工艺专业，现从事气化方面研究，E-mail：yangleio0635@163．tom。2014年4月杨磊等：热改质对宁东羊场湾煤成浆性能影响研究一4l一2．4含氧官能团的测定从而产生失重峰。从图1还可以看出，350℃左右发采用氢氧化钡法，测定煤表面总酸性基，羧基含生剧烈分解，煤热处理温度应控制在剧烈分解之前的量的测定采用醋酸钙法。温度下，以便在不破坏煤分子基本结构的条件下，发生温和的热解，脱除部分活性含氧基团。3结果与讨论3．2最佳热改质条件的确定通过改变改质时间和温度，考察不同低温热改质3．1改质温度范围的确定

7、条件对煤成浆性能影响，煤粉热处理前后成浆性能比采用热重分析仪测定煤样的热重曲线，煤的热解较列于表1。失重(T6)曲线见图1。从表l可以看出，煤粉被加热10min和加热209．5min后，煤的成浆性能都会提高。加热10min时，随着9．0温度升高，成浆质量分数逐渐提高，最高可达到62．20％；8．58．0加热20min时，煤的成浆性能变化规律不明显。加热7．530min时，当热改质温度由200℃升到350℃时，煤7．06．5粉的成浆性能明显提高，浆体质量分数提高到62．90％，010020030040050060070080

8、0且流动性非常好；随着改质温度的进一步升高，改质温度／℃后煤样的制浆性能提高更加明显，当改质温度到达图1煤的热解失重(TGJ曲线450℃时，煤样成浆质量分数达到63．70％。通过该实从图1可以看出，50℃100℃有一个失重峰，是验，确定宁东地区煤最佳低温热改质条件是加热温度热解脱水峰；250℃以后，由于