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基本信息

項(xiàng)目名稱：
褐煤低溫干餾性質(zhì)及制備水煤漿特性研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
研究了不同溫度干餾對(duì)內(nèi)蒙古褐煤性質(zhì)和制備水煤漿特性的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明利用400℃以上的中低溫處理后，褐煤平衡水分顯著降低，能夠制備出63%以上濃度、表觀黏度在1000Pa.s左右、穩(wěn)定性良好的優(yōu)質(zhì)水煤漿。褐煤干餾改質(zhì)處理為褐煤的高效利用提供了一個(gè)可用方法。
詳細(xì)介紹：
煤炭是我國(guó)的基礎(chǔ)能源和重要原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中具有重要的戰(zhàn)略地位，煤炭制水煤漿是煤炭清潔轉(zhuǎn)化的核心技術(shù)之一。水煤漿是用60～70%的煤、29～39%的水和1%的添加劑制備而成的一種新型煤基液體燃料。它的發(fā)熱量在18～20MJ/Kg，約1.5～1.8噸水煤漿可替代一噸重油，是一種前途無量的清潔能源；更重要的是，水煤漿技術(shù)與采用化學(xué)方法的煤炭液化技術(shù)相比，具有投資少、成本低、工藝流程簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)展水煤漿產(chǎn)業(yè)對(duì)于煤炭升級(jí)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和節(jié)能能源具有重要的意義。 褐煤資源約占世界煤炭資源的40%以上，中國(guó)褐煤約占全國(guó)總煤量的13%，但褐煤由于煤化程度低，易分化、易自然等特點(diǎn)不能直接用做燃料。若褐煤作為燃料直接使用，不僅燃燒效率低，浪費(fèi)巨大，而且溫室氣體的排放量也很大，污染嚴(yán)重。褐煤提質(zhì)改性后水分顯著降低，成分和性質(zhì)趨近于煙煤，發(fā)熱量提高，并能制備出滿足一定工業(yè)要求的水煤漿，對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)，保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，具有重要的理論和實(shí)際意義。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

目的：褐煤煤化程度低、灰分及水分高、易自燃、易風(fēng)化，給其儲(chǔ)運(yùn)、轉(zhuǎn)化、利用造成極大的難題，褐煤若不經(jīng)過加工提質(zhì)，難以得到大規(guī)模的有效利用。本課題以褐煤中低溫干餾的半焦為原料，制備出濃度為66%的褐煤水煤漿，滿足了水煤漿濕法加壓氣化的工業(yè)要求。 思路：查閱當(dāng)前褐煤加工利用的最新研究成果，提出切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，整理數(shù)據(jù)得出結(jié)論，最后進(jìn)一步做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)結(jié)論，撰寫論文。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

科學(xué)性：原褐煤煤化程度低，所制的水煤漿容易形成縮聚體，不能用于現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)。低溫干餾后褐煤能制成濃度在66%左右的水煤漿。先進(jìn)性：本實(shí)驗(yàn)以褐煤中低溫干餾的半焦為原料，用較普通的添加劑制成濃度達(dá)66%的水煤漿，性價(jià)比高，完全適用于工業(yè)生產(chǎn)。獨(dú)特之處：國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的水煤漿主要是用煙煤制成。本作品用褐煤中低溫干餾半焦作原料，采用性價(jià)比高的添加劑進(jìn)行復(fù)配，制得濃度66%左右的褐煤水煤漿。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本作品能夠應(yīng)用于：直接做煤基液體燃料，可以作為煤氣化的直接原料，超細(xì)水煤漿可以代替石油。 現(xiàn)實(shí)意義：目前國(guó)內(nèi)對(duì)褐煤制備水煤漿的研究還不是很成熟，一般研究的濃度在60%左右，本實(shí)驗(yàn)制備出的水煤漿濃度在66%左右。用褐煤半焦制水煤漿對(duì)于擴(kuò)大褐煤利用范圍，減少環(huán)境污染，提高褐煤的產(chǎn)品附加值意義重大。

學(xué)術(shù)論文摘要

本作品研究了不同中低溫干餾溫度對(duì)內(nèi)蒙古褐煤性質(zhì)和制備水煤漿特性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明利用400℃以上的中低溫處理后，褐煤平衡水分顯著降低，疏水性增強(qiáng)，能夠制備出表觀黏度在1000 mPa.s、濃度為63%以上，穩(wěn)定性良好的優(yōu)質(zhì)水煤漿。褐煤干餾改質(zhì)處理為褐煤的高效利用提供了一個(gè)切實(shí)可行、前景廣闊的途徑。

獲獎(jiǎng)情況

無

鑒定結(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

[1]高志芳、朱書全等，褐煤提質(zhì)改性對(duì)水煤漿特性的影響[J]，煤炭科學(xué)技術(shù)2010.09 Vol.38 No.9，P112 [2]李培、周永剛等，蒙東褐煤脫水改質(zhì)的孔隙特性研究[J]，動(dòng)力工程學(xué)報(bào)2011.05 Vol.31 No.3，P176-178 [3]白向飛，中國(guó)褐煤及低階煙煤利用與提質(zhì)技術(shù)開發(fā)[J]，煤質(zhì)技術(shù)2010.11，P9-10 [4]王娜、朱書全等，含氧官能團(tuán)對(duì)褐煤熱態(tài)提質(zhì)型煤防水性的影響[J]，煤炭科學(xué)技術(shù)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.

同類課題研究水平概述

煤炭是我國(guó)的基礎(chǔ)能源和重要原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中具有重要的戰(zhàn)略地位。褐煤資源約占世界煤炭資源的40%以上，中國(guó)褐煤約占全國(guó)總煤量的13%，但褐煤由于煤化程度低，易風(fēng)化、易自燃等特點(diǎn)難以大規(guī)模利用。若褐煤作為燃料直接使用，不僅燃燒效率低，浪費(fèi)巨大，而且溫室氣體的排放量也很大，污染嚴(yán)重。 水煤漿技術(shù)是我國(guó)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，水煤漿是用60～70%的煤、29～39%的水和1%的添加劑制備而成的一種新型煤基液體燃料。煤炭制成水煤漿，環(huán)境污染少，資源利用率高，成本低廉，使用方便，可廣范應(yīng)用于煤氣化、代油燃燒等領(lǐng)域。水煤漿的發(fā)熱量在18～20MJ/Kg，約1.5～1.8噸水煤漿可替代一噸重油，是一種前途無量的清潔能源；更重要的是，水煤漿技術(shù)與采用化學(xué)方法的煤炭液化技術(shù)相比，具有投資少、成本低、工藝流程簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。目前水煤漿制備中大多采用高階煤，褐煤因其內(nèi)在含水量高等特點(diǎn)而很難制得高濃度的水煤漿。本文通過實(shí)驗(yàn)研究，得出褐煤低溫?zé)峤獍虢挂蚱渚哂休^低的內(nèi)在水分和親水基，適合制備水煤漿的結(jié)論。 以內(nèi)蒙古褐煤中低溫?zé)峤獍虢篂樵?，以制備氣化用水煤漿產(chǎn)品為導(dǎo)向，在深度煤質(zhì)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，結(jié)合文獻(xiàn)查閱和專家咨詢，通過研究低溫干餾熱解工藝對(duì)提質(zhì)半焦的產(chǎn)率、組成、工藝性質(zhì)及水煤漿成漿性的影響規(guī)律，明晰褐煤提質(zhì)工藝、半焦組成特性及成漿性的關(guān)系，進(jìn)而獲得能達(dá)到最佳水煤漿性質(zhì)的粒度分布及該粒度分布時(shí)對(duì)應(yīng)的球磨條件，復(fù)配分散劑的劑量、種類和配比，研究、優(yōu)化制漿工藝，制出了濃度高達(dá)66%左右的褐煤水煤漿。開發(fā)了褐煤提質(zhì)產(chǎn)品的高附加值利用新技術(shù)。發(fā)展褐煤水煤漿產(chǎn)業(yè)對(duì)于煤炭升級(jí)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和節(jié)約能源具有重要的意義。
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