洗选对煤结构及其热解特性的影响

THE EARTH6期他洗选对煤结构及其热解特性的影响◆刘学敏1刘晓慧2(济宁亿金物资有限责任公司山东济宁272100:2山东山东能源国际物流有限公司山东济南250014)摘要煤的结构对于煤的燃烧特性有直接的影响,是影响煤炭是否能够燃烧的影响,并结合热重 (thermal gravity analysis/differential thermal grav充分的关键因素,而洗选加工环节对于煤的结构以及热解特性会产生非常ity, TGDTG考察了洗选脱灰对煤炭热解特性的影响,将洗选造成煤大的影响,本文重点对洗选加工的意义以及其对煤炭物理特征的影响进行炭的结构变化与其热解行为相关联来分析二者之间的关系,拟为煤分析,供相关的技术人员参考炭转化利用提供理论参考。关键词洗选煤结构热解特性(1) TG/DTG分析。洗选对各煤样大分子结构影响不大,各煤样中图分类号F407.1文献码B[文章编号1000-405X(2015)-6-69-1的变化主要体现在灰分含量上(灰分成分基本不变)。在1273K的1前言热解终温下,不同煤样的失重量顺序为DC>cc>RC>Tc(注:应对洗选是煤炭加工处理的重要环节,了解洗选对煤物理结构和热 DCICCIRCITC进行解释),瞬时失重速率曲线的变化总体上也基本解特性的影响,一方面能够指导煤的日常加工工艺,另外一方面能符合这一趋势,这与煤中灰分的变化相一致。分析各煤样热解特性够指导煤的后续燃烧利用,对于能源的节约化使用具有非常重要的参数,灰分变化是影响各煤样热解活性的重要因素,但在煤的热解意义过程中却表现不同:在热解低温段(623K以前,主要是水分和少量2煤炭洗选加工的意义挥发性气体的脱除,各煤样失重变化均较小,灰分对热解影响并不1促进煤炭质量升级明显;热解中温段623K~873K),各煤样的初始分解温度τs和最煤炭质量是影响销售的关键因素优质的煤炭可以减少由于煤大失重温度rmax均随着灰分的增大向高温区推移,随着温度升炭质量不合格而造成的不必要的浪费。对煤炭进行洗选加工,可以高,这一趋势变得缓和,表明随着温度升高,矿物质催化作用有所增排除煤炭中的杂质,提髙煤炭的质量,满足客户对煤质量和规格的强;热解高温段873κK-123κK,随着热解不断深人,灰分含量升不同需求。高,矿物质催化作用不断加强,当热解温度达到1143K时,CC、RC22节约运输力瞬时失重速率大于DC。由于惰性灰分影响热解过程的传热传质,而原煤经过洗选加工之后,可以有效去除煤炭中大部分矸石,从灰分中活性矿物质含量较低,在与惰性灰分阻碍热解过程的竞争中而提高运输力我国煤炭的汽运和铁路运输费用较高,通过洗选加催化作用被弱化。总体而言,灰分对整个热解过程的抑制作用占主工排除杂质后,可以在一定程度上减少运输压力。导地位,对高灰煤样,灰分的存在降低了煤炭的热解缩聚程度。23有利于环境保护(2)XRD分析结果表明煤炭经过洗选后矿物质衍射峰明显降通过煤炭洗选加工后,可以剔除煤炭中大部分的黄铁矿硫和灰低,有机组分得到富集,碳微晶衍射峰出峰位置大体一致,洗选对煤」分,从而减少燃煤过程中排放的烟尘和氧化硫。我国大部分城市污炭徵晶结构影响并不明显。染都是由于煤炭燃烧过程中释放的烟尘、氮氧化物和氧化硫造成(3)FT-IR分析认为洗选脱灰对煤的大分子结构整体影响不的。提高煤的质量可以有效减少污染气体的排放。大,主要表现在各煤样吸收峰位不变,峰强度随灰分降低呈现规律3煤洗选对煤结构影响的研究现状性増强。从微观角度分析发现洗选对脂链结构无影响,但会造成脂长期以来,我国的能源消费结构以煤炭为主,由于我国煤炭质肪富氢程度的减少,特别是化学处理会造成脂链上富氢基团的脱量较差,灰分和硫含量相对较高,因此在燃烧、气化液化、焦化等过落,并在脂芳氢对比中得到进一步体现。程前均需要对煤进行洗选提质。煤炭经过洗选加工后,降低灰分的(4)利用τGDG研究了洗选煤样的热解特性,灰分的存在抑冋时,煤中有机质含量甚至煤炭结构也可能会发生不同程度变化,制了煤炭的热解缩聚程度,主要表现在随着灰分的增加,热解从而影响到煤炭的热转化利用进程飽卫仁等人研究认为酸洗脱灰温度均向高温区推移,热解活化能增大。各煤样热解主要反应过程对煤中有机大分子结构的影响不大;陈茺等人研究认为,化学脱灰由4个单一反应过程来描述,其中灰分含量较高的Tc和RC为二不会破坏煤的主体结构,但会造成煤分子间作用力的变化,而Faz级反应,cc和Dc均为一级反应。er、张洪等人发现化学脱灰会造成煤中挥发性有机物的损失,且对(5)煤焦ⅹRD分析结果表明,热解过程增加了煤的有序化程变质程度越低的煤的影响越大。目前,对于洗选造成煤结构及性质度,但灰分的存在阻碍了煤焦基本晶格单元纵向Led002的热缩影响的硏究,主要集中在化学洗选上,且大多研究围绕原煤与化学聚抑制煤焦的石墨化进程,但对煤炭芳香层片内部结构无明显影法脱灰煤之间的对比,缺乏对洗选过程中的煤结构及灰分变化对热响。转化性质影响的研究,而物理洗选对煤性质的影响的研究则非常5结束语少本文对经过洗选加工处理后,不同结构煤的热解特征进行了详4洗选对煤结构及其热解特性的影响实的分析,从根本上解释了煤炭洗选的意义,为加强煤炭洗选加工热解作为煤热转化过程的基础和必经阶段,对其后的燃烧、气环节管理,促进煤质提升有重要意义。化等过程有着重要影响,而煤的热解特性与其结构及组成密切相参考文献关,由于煤结构和组成的多样性、复杂性,长期以来都是对煤热解过1王美君,付春慧常丽萍等,邊级酸处理对锡盟褐滐的结构及热解特性的影响程影响的研究热点。为此,本文选取原煤和不同洗选煤产品以及实燃料化学学报,2012,18i2苏文娟,金属盐类和全属氧化物对煤热解特性的影响D],浙江大学,2012验室化学法脱灰煤,运用x射线衍射技术x- ay diffraction,RD3惠贺龙,付兴民,王小华等,洗选对煤结构及其热解特性的影响1,中国电机工程傅里叶红外光谱 Fourier transform infrared spectroscopy,Fr-IR分析学报,2013,123)技术对比研究了洗选过程对煤炭结构(微晶结构、有机官能团)造成