基本信息
- 项目名称：
- 褐煤低温干馏性质及制备水煤浆特性研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 研究了不同温度干馏对内蒙古褐煤性质和制备水煤浆特性的影响，试验结果表明利用400℃以上的中低温处理后，褐煤平衡水分显著降低，能够制备出63%以上浓度、表观黏度在1000Pa.s左右、稳定性良好的优质水煤浆。褐煤干馏改质处理为褐煤的高效利用提供了一个可用方法。
- 详细介绍：
- 煤炭是我国的基础能源和重要原料，在国民经济和社会发展中具有重要的战略地位，煤炭制水煤浆是煤炭清洁转化的核心技术之一。水煤浆是用60～70%的煤、29～39%的水和1%的添加剂制备而成的一种新型煤基液体燃料。它的发热量在18～20MJ/Kg，约1.5～1.8吨水煤浆可替代一吨重油，是一种前途无量的清洁能源；更重要的是，水煤浆技术与采用化学方法的煤炭液化技术相比，具有投资少、成本低、工艺流程简单，对环境友好等优点。发展水煤浆产业对于煤炭升级、优化能源结构和节能能源具有重要的意义。 褐煤资源约占世界煤炭资源的40%以上，中国褐煤约占全国总煤量的13%，但褐煤由于煤化程度低，易分化、易自然等特点不能直接用做燃料。若褐煤作为燃料直接使用，不仅燃烧效率低，浪费巨大，而且温室气体的排放量也很大，污染严重。褐煤提质改性后水分显著降低，成分和性质趋近于烟煤，发热量提高，并能制备出满足一定工业要求的水煤浆，对建设资源节约型社会，保证国民经济的可持续发展，具有重要的理论和实际意义。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：褐煤煤化程度低、灰分及水分高、易自燃、易风化，给其储运、转化、利用造成极大的难题，褐煤若不经过加工提质，难以得到大规模的有效利用。本课题以褐煤中低温干馏的半焦为原料，制备出浓度为66%的褐煤水煤浆，满足了水煤浆湿法加压气化的工业要求。 思路：查阅当前褐煤加工利用的最新研究成果，提出切实可行的实验方案，进入实验室进行实验研究，整理数据得出结论，最后进一步做验证实验，确认结论，撰写论文。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：原褐煤煤化程度低，所制的水煤浆容易形成缩聚体，不能用于现实生产。低温干馏后褐煤能制成浓度在66%左右的水煤浆。先进性：本实验以褐煤中低温干馏的半焦为原料，用较普通的添加剂制成浓度达66%的水煤浆，性价比高，完全适用于工业生产。独特之处：国内生产的水煤浆主要是用烟煤制成。本作品用褐煤中低温干馏半焦作原料，采用性价比高的添加剂进行复配，制得浓度66%左右的褐煤水煤浆。
应用价值和现实意义
- 本作品能够应用于：直接做煤基液体燃料，可以作为煤气化的直接原料，超细水煤浆可以代替石油。 现实意义：目前国内对褐煤制备水煤浆的研究还不是很成熟，一般研究的浓度在60%左右，本实验制备出的水煤浆浓度在66%左右。用褐煤半焦制水煤浆对于扩大褐煤利用范围，减少环境污染，提高褐煤的产品附加值意义重大。
学术论文摘要
- 本作品研究了不同中低温干馏温度对内蒙古褐煤性质和制备水煤浆特性的影响，实验结果表明利用400℃以上的中低温处理后，褐煤平衡水分显著降低，疏水性增强，能够制备出表观黏度在1000 mPa.s、浓度为63%以上，稳定性良好的优质水煤浆。褐煤干馏改质处理为褐煤的高效利用提供了一个切实可行、前景广阔的途径。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]高志芳、朱书全等，褐煤提质改性对水煤浆特性的影响[J]，煤炭科学技术2010.09 Vol.38 No.9，P112 [2]李培、周永刚等，蒙东褐煤脱水改质的孔隙特性研究[J]，动力工程学报2011.05 Vol.31 No.3，P176-178 [3]白向飞，中国褐煤及低阶烟煤利用与提质技术开发[J]，煤质技术2010.11，P9-10 [4]王娜、朱书全等，含氧官能团对褐煤热态提质型煤防水性的影响[J]，煤炭科学技术2010.03 Vol.38 No.3，P125-126 [5]ROHNS，SHINDH，KIMDC，etal.Rheological Behaviour of Coal-water Mixtures，1.Effeets of Coal Type，Loading and Particle Size[J〕.Fuel， 1995，74(8):1220-1225.
同类课题研究水平概述
- 煤炭是我国的基础能源和重要原料，在国民经济和社会发展中具有重要的战略地位。褐煤资源约占世界煤炭资源的40%以上，中国褐煤约占全国总煤量的13%，但褐煤由于煤化程度低，易风化、易自燃等特点难以大规模利用。若褐煤作为燃料直接使用，不仅燃烧效率低，浪费巨大，而且温室气体的排放量也很大，污染严重。 水煤浆技术是我国发展洁净煤技术的一项重要内容，水煤浆是用60～70%的煤、29～39%的水和1%的添加剂制备而成的一种新型煤基液体燃料。煤炭制成水煤浆，环境污染少，资源利用率高，成本低廉，使用方便，可广范应用于煤气化、代油燃烧等领域。水煤浆的发热量在18～20MJ/Kg，约1.5～1.8吨水煤浆可替代一吨重油，是一种前途无量的清洁能源；更重要的是，水煤浆技术与采用化学方法的煤炭液化技术相比，具有投资少、成本低、工艺流程简单，对环境友好等优点。目前水煤浆制备中大多采用高阶煤，褐煤因其内在含水量高等特点而很难制得高浓度的水煤浆。本文通过实验研究，得出褐煤低温热解半焦因其具有较低的内在水分和亲水基，适合制备水煤浆的结论。 以内蒙古褐煤中低温热解半焦为原料，以制备气化用水煤浆产品为导向，在深度煤质评价的基础上，结合文献查阅和专家咨询，通过研究低温干馏热解工艺对提质半焦的产率、组成、工艺性质及水煤浆成浆性的影响规律，明晰褐煤提质工艺、半焦组成特性及成浆性的关系，进而获得能达到最佳水煤浆性质的粒度分布及该粒度分布时对应的球磨条件，复配分散剂的剂量、种类和配比，研究、优化制浆工艺，制出了浓度高达66%左右的褐煤水煤浆。开发了褐煤提质产品的高附加值利用新技术。发展褐煤水煤浆产业对于煤炭升级、优化能源结构和节约能源具有重要的意义。
