提质低阶煤型煤防水性能及技术研究

论文摘要

本文阐述了低阶煤提质的重要性及型煤防水性对型煤储存、运输的重要意义。探讨了低阶煤无粘结剂热压成型的机理及型煤的防水性能。以热压提质(HPU)工艺生产的2种不具备防水性和1种具备一定防水性的型煤作为研究对象。对两种不具备防水性的型煤采用加热处理的方法研究了不同加热温度和保温时间对其防水性的影响。针对具备一定防水性和不具备防水性的两类型煤,制备出不同浓度的煤焦油乳液、硅油乳液和聚乙烯醇(PVA)溶液作为防水剂,研究了防水剂表面改性后型煤防水性的变化。采用红外光谱(FTIR)、接触角测量等方法研究了型煤经加热处理和防水剂表面改性前后吸水率、吸水速率、接触角、含氧官能团含量、最高内在水分等性质指标的变化；研究了型煤的吸水量与时间的关系。探讨了型煤吸水的机理、加热处理和防水剂表面改性提高型煤防水性的机理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 详细摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 世界煤炭资源和低阶煤资源
• 1.1.1 世界煤炭资源
• 1.1.2 我国煤炭资源
• 1.1.3 国外低阶煤资源概况
• 1.1.4 我国低阶煤资源概况
• 1.2 低阶煤提质的重要性
• 1.3 国外具有代表性的低阶煤提质技术
• 1.3.1 日本的褐煤提质技术
• 1.3.2 澳大利亚的褐煤提质技术
• 1.3.3 美国褐煤提质技术
• 1.3.4 德国褐煤提质技术
• 1.3.5 俄罗斯和乌克兰的褐煤提质技术
• 1.4 中国低阶煤的利用研究状况
• 1.4.1 低阶煤的成型
• 1.4.2 低阶煤气化
• 1.4.3 低阶煤液化
• 1.4.4 低阶煤热解
• 1.4.5 低阶煤的其它利用
• 1.5 煤的结构及防水性研究现状
• 1.5.1 煤的结构和煤对水分的吸附
• 1.5.2 型煤的防水性及研究进展
• 1.6 防水剂在其他行业中的应用
• 1.6.1 有机硅防水剂
• 1.6.2 其他类型防水剂
• 1.7 研究目的及内容
• 1.7.1 研究目的
• 1.7.2 研究内容
• 2 型煤样品的制备及其防水性
• 2.1 试验煤样煤质分析
• 2.1.1 试验煤样煤质分析
• 2.1.2 试验煤样的特点
• 2.2 低阶煤的成型研究
• 2.2.1 褐煤无粘结剂热压成型机理
• 2.2.2 实验室成型特性的研究
• 2.2.3 中试低阶煤无粘结剂热压成型工艺
• 2.3 低阶煤型煤的防水性
• 2.3.1 型煤防水性的表征
• 2.3.2 试验线JF长焰煤型煤防水性分析
• 2.3.3 试验线BR褐煤型煤防水性分析
• 2.3.4 试验线BY褐煤型煤防水性
• 2.4 本章小结
• 3 加热处理提高提质型煤防水性的研究
• 3.1 实验方法
• 3.1.1 样品处理
• 3.1.2 型煤防水性的表征
• 3.2 原料型煤和经加热处理之后的型煤防水性的变化
• 3.3 原料型煤与加热处理之后的型煤最高内在水分（MHC）的变化
• 3.3.1 最高内在水分（Moisture-Holding Capacity,MHC）
• 3.3.2 最高内水的测定结果及分析
• 3.4 红外光谱测定
• 3.4.1 红外光谱分析
• 3.4.2 型煤红外光谱的测量结果及定性分析
• 3.4.3 型煤红外光谱的定量分析
• 3.5 本章小结
• 4 型煤防水剂的制备及防水剂提高型煤防水性的研究
• 4.1 型煤防水剂的制备
• 4.1.1 乳状液理论
• 4.1.2 甲基硅油的性质
• 4.1.3 乳化硅油的制备
• 4.1.4 乳化焦油的制备
• 4.1.5 聚乙烯醇溶液的配制
• 4.2 型煤防水性的表征方法
• 4.3 提质型煤的煤质分析
• 4.4 煤焦油乳液对型煤防水性促进作用的研究
• 4.4.1 煤焦油乳液对BY型煤防水性提高的研究
• 4.4.2 煤焦油乳液对YN型煤防水性提高的研究
• 4.4.3 煤焦油乳液对JF型煤防水性提高的研究
• 4.4.4 干燥处理煤焦油乳液对JF型煤防水性提高的研究
• 4.5 硅油乳液对型煤防水性促进作用的研究
• 4.5.1 硅油乳液对BY型煤防水性提高的研究
• 4.5.2 硅油乳液对YN型煤防水性提高的研究
• 4.5.3 硅油乳液对JF型煤防水性提高的研究
• 4.6 PVA溶液对型煤防水性促进作用的研究
• 4.6.1 PVA溶液对BY型煤防水性提高的研究
• 4.6.2 PVA溶液对YN型煤防水性提高的研究
• 4.6.3 PVA溶液对JF型煤防水性提高的研究
• 4.7 本章小结
• 5 型煤吸水机理与防水剂作用机理研究
• 5.1 型煤吸水的机理
• 5.1.1 煤的表面结构和表面自由能
• 5.1.2 水分子与煤大分子间的作用力
• 5.1.3 煤孔隙的附加压力和蒸气压
• 5.2 型煤润湿性的变化
• 5.2.1 润湿现象和接触角
• 5.2.2 接触角的测定
• 5.3 防水剂提高型煤防水性的作用机理
• 5.3.1 硅油乳液与煤表面的作用机理
• 5.3.2 聚乙烯醇与型煤表面的作用机理
• 5.4 型煤60min吸水率和5min吸水速率的关系
• 5.5 型煤吸水速率方程的确定
• 5.6 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介