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新疆高碱煤分选组分中碱性矿物赋存及差异演化研究

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燃料化学学报 2017年第2期45卷 157-164页

作者：林雄超杨远平徐荣声李首毅岳文菲王永刚中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

以新疆五彩湾高碱煤为原料,通过有机重液浮选和理化分析及热力学模拟解析活性矿物质热演化特性。结果表明,五彩湾煤以密度在1.40-1.50 g/cm^3的组分为主(质量分数超过70%)。可溶性Na和K等主要存在于较低密度组分(-1.40 g/cm^3)中;在高密... 详细信息

以新疆五彩湾高碱煤为原料,通过有机重液浮选和理化分析及热力学模拟解析活性矿物质热演化特性。结果表明,五彩湾煤以密度在1.40-1.50 g/cm^3的组分为主(质量分数超过70%)。可溶性Na和K等主要存在于较低密度组分(-1.40 g/cm^3)中;在高密度(+1.50 g/cm^3)组分中发现了以硅铝酸盐形式存在的碱及碱土金属(AAEMs)。Ca主要以方解石形式存在,伴随高岭土和石英富集在高密度组分中。在低温(500℃)灰化时少量Na释放,大量可溶钠盐的残留导致各分选组分中Na的扩散量相差不大。在815℃热处理温度下,低密度组分中大部分Na挥发到气相中;高密度组分中的部分碱金属可被黏土(高岭土)和石英等矿物质捕获,抑制其释放。Fact Sage热力学模拟发现,温度低于550℃时Na盐仍稳定存在于灰中;温度高于550℃时Na盐开始挥发,同时部分Na向NaAlSiO_4转化;在约620℃时,Na盐消失,同时NaAlSiO_4的含量逐渐趋于稳定。SiO_2含量的差异显著影响含Na等矿物质的演变行为。在500-815℃,Ca以CaSO_4和硅铝酸钙的形式稳定存在,而M g则在不同形式的硅酸盐之间发生转变。

关键词：分选赋存形态演化差异新疆煤

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新疆高碱煤四喷嘴气化炉结渣特性研究

洁净煤技术 2019年第3期25卷 62-67页

作者：吾买尔江·卡瓦林雄超杨远平吕俊鑫周梦远姚刚王永刚中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 兖矿新疆煤化工有限公司新疆乌鲁木齐830011

针对新疆高碱煤为气化原料造成气化炉堵渣的问题,以四喷嘴气化炉实际运行过程中产生的渣块为研究对象,采用扫描电子显微镜结合X射线电子能谱(SEM-EDX)、X射线荧光光谱(XRF)和灰熔点测试仪等分析了灰渣物化及矿物学特性。对新疆北山煤和... 详细信息

针对新疆高碱煤为气化原料造成气化炉堵渣的问题,以四喷嘴气化炉实际运行过程中产生的渣块为研究对象,采用扫描电子显微镜结合X射线电子能谱(SEM-EDX)、X射线荧光光谱(XRF)和灰熔点测试仪等分析了灰渣物化及矿物学特性。对新疆北山煤和牧场煤以及2种煤的混煤进行气化试验,考察了煤中矿物质高温演变行为规律。结果表明,新疆煤中矿物质具有不均一性,在高温热转化过程中,矿物质相互作用发生一系列复杂的物理化学反应,导致形成的矿物质灰渣具有多样性。采用新疆煤为气化原料时,大量灰渣在气化炉渣口处积累,形成了层状灰渣,主要由Na、Ca、Mg和Fe的硅酸盐或硅铝酸盐共熔物和Na-Al-Si-O构成。新疆煤气化后不同形态灰渣中Na含量差别较大,Na含量差异导致矿物质灰渣的黏温特性及固化温度不同。通过热力学模拟发现,Na-Si-O体系中其初始液相形成温度仅为800℃左右,随着Na2O含量升高,其初始液相形成温度基本保持不变;混入一定量Al2Si2O7后,其液相初始形成温度迅速升高至1050℃左右。矿物质高温下发生熔融形成组分复杂的共熔物,随温度降低液态灰渣中具有高熔点的矿物质体系将结晶形成晶核,晶核迅速生长形成结晶颗粒而析出。在高温热转化过程,煤中活性Na可与石英黏土类矿物质发生反应生成低熔点的NaAlSiO4;而Ca、Mg和Fe等与酸性矿物质反应生成具有高熔点的硅铝酸盐矿物质,在降温过程中首先从熔渣中析出,导致堵渣的发生。通过选取或调配煤种的熔渣黏温特性和灰熔融温度与气化运行参数一致可预防煤灰结渣发生。

关键词：高碱煤熔融温度配煤结渣水煤浆气化

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无烟煤复配煤液化残渣制备型煤研究

煤炭技术 2015年第2期34卷 272-274页

作者：林雄超郭丰华庞亚恒田斌杨芳芳王永刚中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

以山西高灰无烟煤为原料,煤直接液化残渣为主要黏结剂制备适用于加压气化的型煤。实验结果表明:随着成形压力增大,型煤抗压强度升高;但成形压力高于临界压力后,煤颗粒被压溃,型煤抗压强度降低。粗粒度粉煤(7-20目)制备的型煤机械性能较... 详细信息

以山西高灰无烟煤为原料,煤直接液化残渣为主要黏结剂制备适用于加压气化的型煤。实验结果表明:随着成形压力增大,型煤抗压强度升高;但成形压力高于临界压力后,煤颗粒被压溃,型煤抗压强度降低。粗粒度粉煤(7-20目)制备的型煤机械性能较差,主要原因是较大煤颗粒间缺少细粒度煤粉填充,并且大颗粒易产生二次破碎。煤直接液化残渣黏结剂的添加,使得型煤表面朵状胶质体结焦增多,包裹煤颗粒的表面并填充在空隙中,使型煤抗压强度、防水性能等均提高。

关键词：煤液化残渣型煤黏结剂抗压强度

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聚吡咯导电材料制备及性能评价综合实验设计

广东化工 2024年第15期51卷 165-168页

作者：王彩红白艳萍林雄超中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

基于学科交叉的综合实验设计,是满足工程教育认证标准和新工科建设要求的必要环节。将电化学和能源材料化学实验进行整合,面向能源化工方向本科生设计了涵盖聚吡咯的制备、分子结构分析和热稳定性表征、储能性能评价及影响因素解析的综... 详细信息

基于学科交叉的综合实验设计,是满足工程教育认证标准和新工科建设要求的必要环节。将电化学和能源材料化学实验进行整合,面向能源化工方向本科生设计了涵盖聚吡咯的制备、分子结构分析和热稳定性表征、储能性能评价及影响因素解析的综合性专业实验。实验设计充分体现了能源材料开发和利用专业特色,同时有效地将科学研究与本科实验教学相结合,提升学生的综合素质和科研创新能力,激发学生探索前沿知识的兴趣,从而实现应用型人才的培养目标。

关键词：综合性实验聚吡咯电化学聚合储能性能交叉学科

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低温煤焦油重质组分的临氢热裂化特性研究

中国煤炭 2017年第1期43卷 89-93页

作者：刘羽茜李永辉岳文菲林雄超王永刚张生娟中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京市海淀区100083 陕西延长石油碳氢高效利用技术研究中心陕西省西安市710075

利用固定床重油加氢微型反应装置考察了煤热解重油的临氢热裂化特性;采用多种分析方法对不同温度和压力下重质焦油组分的裂化产物分布影响进行了研究。试验结果表明,反应温度为570℃、反应压力为2 MPa时,焦油重质组分临氢热裂化程度最深... 详细信息

利用固定床重油加氢微型反应装置考察了煤热解重油的临氢热裂化特性;采用多种分析方法对不同温度和压力下重质焦油组分的裂化产物分布影响进行了研究。试验结果表明,反应温度为570℃、反应压力为2 MPa时,焦油重质组分临氢热裂化程度最深;高温使溶剂甲苯支链断裂,产生大量的甲烷;甲基自由基和氢自由基对大分子物质的裂化起引发作用;反应压力对产物分布有明显影响,压力增高会造成高馏分段比例增加,在一定程度上抑制大分子的裂化。

关键词：煤焦油热裂化馏分分布重质组分

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三道岭兰炭粉制备冶炼用型焦的工艺研究

煤炭转化 2016年第2期39卷 51-58页

作者：艾沙江.斯拉木王永刚林雄超张海永徐荣声杨远平申恬潞安新疆煤化工集团新合实业有限责任公司新疆哈密工程师839003 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京教授博士生导师100083

以新疆三道岭不黏结烟煤热解兰炭粉末为原料,采用复合黏结剂制备冶炼用型焦,考察黏结剂配比对型焦冷、热强度的影响规律.在优化黏结剂配比的基础上,考察了压力和炭化温度对型焦抗压强度的影响,并通过扫描电镜（SEM）解析了不同温度下型... 详细信息

以新疆三道岭不黏结烟煤热解兰炭粉末为原料,采用复合黏结剂制备冶炼用型焦,考察黏结剂配比对型焦冷、热强度的影响规律.在优化黏结剂配比的基础上,考察了压力和炭化温度对型焦抗压强度的影响,并通过扫描电镜（SEM）解析了不同温度下型焦的微观结构.结果表明,型焦复合黏结剂的最佳配比为：淀粉3.65%（质量分数,下同）,沥青2.81%,有机钙0.33%,Fe2O30.49%,水34%.在实验范围内,成型压力越大,型焦抗压强度越大.随着温度的升高,在300℃～500℃范围内型焦的抗压强度明显下降;在500℃～900℃范围内型焦的抗压强度呈上升趋势.低温时,黏结作用主要以范德华力和静电力等物理作用方式为主.随着温度的升高,沥青和淀粉热解所产生的桥键成为黏结作用的主体,在温度超过500℃后,焦粉自身及其与有机钙、Fe2O3之间发生化学反应,产生黏性物质,促使型焦抗压强度提高.

关键词：型焦黏结剂炭化温度抗压强度

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鲁奇加压气化用型煤工业应用研发展望

煤炭技术 2019年第12期38卷 149-152页

作者：李昌伦谭代福刘伟林雄超山西潞安矿业(集团)有限责任公司技术中心山西长治046100 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 山西潞安煤基合成油有限责任公司山西长治046100

从生产技术和黏结剂类型2个方面对国内外粉煤成型技术研究进展进行了总结梳理,重点分析了限制鲁奇气化用型煤研发的技术瓶颈,并结合研究现状从工业应用角度提出鲁奇气化用型煤研发展望。黏结剂+冷压成型+碳化过程将是有希望实现规模工... 详细信息

从生产技术和黏结剂类型2个方面对国内外粉煤成型技术研究进展进行了总结梳理,重点分析了限制鲁奇气化用型煤研发的技术瓶颈,并结合研究现状从工业应用角度提出鲁奇气化用型煤研发展望。黏结剂+冷压成型+碳化过程将是有希望实现规模工业应用的可行路径,而开发适合碳化过程、廉价且具有调控型煤气化反应活性作用的黏结剂是研发工作的关键。

关键词：气化型煤鲁奇加压气化碳化过程研发方向黏结剂

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内在矿物对高灰褐煤CO_2气化的影响研究

燃料化学学报 2017年第7期45卷 780-788页

作者：李昌伦王永刚林雄超田震武欣杨远平张海永许德平中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

利用分选结合逐级酸洗的方法制备出不同灰含量和矿物组成的褐煤煤样,使用沉降管反应器(DTR)和热重分析仪(TGA)研究内在矿物在1 000-1 200℃对褐煤CO_2气化的影响。结果表明,内在矿物对褐煤CO_2气化具有促进作用,且促进机制具有温度敏感... 详细信息

利用分选结合逐级酸洗的方法制备出不同灰含量和矿物组成的褐煤煤样,使用沉降管反应器(DTR)和热重分析仪(TGA)研究内在矿物在1 000-1 200℃对褐煤CO_2气化的影响。结果表明,内在矿物对褐煤CO_2气化具有促进作用,且促进机制具有温度敏感性。低温时(1 000℃),内在矿物可通过增加初生半焦微晶结构的无序度,间接提高气化碳转化率。高温时(1 100-1 200℃),内在矿物通过催化煤焦气化,直接促进气化碳转化率的上升。碱性指数不适用于表征本研究的褐煤内在矿物的催化作用。Ca是内在矿物中影响整体催化能力的主要成分,而且羧酸盐形式的Ca是其中的活性组分。不同的催化机制是导致煤焦中钙的催化活性因其化学形式而异的根本原因。羧酸盐形式的Ca可降低煤焦气化反应的活化能,而CaO则提高反应的表观频率因子。

关键词：褐煤内在矿物 CO2气化催化机理化学形式

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离心法脱除煤沥青中喹啉不溶物研究

广东化工 2020年第8期47卷 14-15,10页

作者：何金林雄超盛喆李磊王永刚中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

以低温煤焦油蒸馏得到的中温沥青为原料,洗油和煤油混合液为溶剂,采用溶剂离心法对煤焦油沥青中的喹啉不溶物(QI)进行分离。考察溶剂比、离心转速和离心时间对上清液收率、精制煤沥青收率及QI含量的影响。结果表明:通过条件的改变,可制... 详细信息

以低温煤焦油蒸馏得到的中温沥青为原料,洗油和煤油混合液为溶剂,采用溶剂离心法对煤焦油沥青中的喹啉不溶物(QI)进行分离。考察溶剂比、离心转速和离心时间对上清液收率、精制煤沥青收率及QI含量的影响。结果表明:通过条件的改变,可制得低QI、高收率的精制煤沥青。

关键词：煤沥青喹啉不溶物溶剂离心