一、焦煤成煤环境及煤变质作用分析(论文文献综述)
景兴鹏[1](2021)在《煤的物性评价体系与热解产物预测研究》文中研究指明中国西部地区拥有丰富的煤炭资源,煤炭资源是中国能源结构的重要组成部分,如何清洁、高效的转化和利用煤炭资源是现阶段行业发展面临的主要难题。因此,开展煤的物性评价指标和热解产物预测研究,完善煤炭物性评价体系,提高煤炭热解产物预测精度,对中国煤炭资源的清洁转化与增值利用具有重要应用价值和指导意义。论文以陕西、内蒙、新疆三地区的典型煤种为研究对象,采用电子扫描电镜(SEM)、固态13C核磁共振(NMR)、X射线光电子光谱(XPS)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)、热重(TG-DTG)等分析检测手段,研究了四种典型煤种的煤岩组成、煤质特征、物理、化学与工艺性质及物性参数与热解特性之间的相关性,在此基础上构建煤炭物性参数评价指标体系及基于人工神经网络的热解产物预测模型,实现煤炭物性参数的科学评价和热解产物分布的精准预测。研究表明,四种典型煤种的水分与挥发分含量均随煤阶的增高呈现降低的趋势,碳含量总体呈现增加趋势,氧含量逐渐减小,氢和氮含量差别不大。随煤质挥发分与灰分含量的增高,镜质组含量逐渐降低,而惰质组与壳质组逐渐增高。镜质组组分、发热量和镜质体反射率随碳含量的增大逐渐增高,惰质组和壳质组则逐渐降低。煤中孔隙度增高,挥发分和灰分含量逐渐降低。煤的热解过程分为三个阶段,常温~300℃长焰煤和气煤的失重率分别为4.10%和4.48%,褐煤与弱粘煤失重率分别为10.95%和9.96%;300℃~650℃四种典型煤均发生剧烈的热分解和解聚反应,失重率分别为26.47%、28.61%、21.05%和17.58%;650℃至终温,热解反应趋于平缓,失重率分别为3.93%、3.90%、4.88%和4.50%。热解过程固体焦收率随煤阶升高而增大,而液体和气体收率则有所减少。几种煤热解焦油重质组分差异明显,长焰煤含量最高为19.11%,弱粘煤和褐煤含量较低,轻质组分含量刚好相反,中质组分含量最高的为气煤,弱粘煤和褐煤较低。长焰煤和气煤热解焦油以醇醛酯类、烷烃类和烯烃类为主,占比约为54.76%~63.55%,褐煤和弱粘煤则以杂环烃为主,占比为40%,烷烃、烯烃含量较少。四种煤的13CNMR分析结果表明,锡林浩特褐煤(XLHT-HM-1)、奇台弱粘煤(QT-RN-1)结构中均含有较高的脂肪碳,氧连碳(fOal)和亚甲基碳或次甲基碳(fHal)较大分别为15.38%和16.13%,对应较多的脂肪碳结构,芳香环通过脂肪链连接,形成大量的杂环类热解产物。艾维沟气煤(AWEG-QM-1)结构中主要以芳香环和甲基碳为主,甲基碳或季碳(f*al)为13.30%,说明结构存在大量芳香环和甲基碳,热解产物主要为烷烃和醇醛酯类。巴拉素长焰煤(BLS-CY-1)中主要含有芳香环与较多的羧基碳和羰基碳结构,羰基或羧基(fCa)值为5.95%,热解产物主要是醇醛酯类。在对主要产煤区5865个煤样测试数据统计分析的基础上,建立了基于煤物性参数五大类典型煤的评价指标和方法体系,对煤岩组分、煤质特性及煤物理、化学与工艺性质的不同评价指标参数进行了划分。将熵权法引入物元分析理论中,确定了影响煤炭物性参数指标的权重,避免了单因素决策的片面性和人们主观认识差异所引起的决策失误。确定了煤物性参数与其热解产物之间存在着复杂的非线性定量关系,利用灰色关联理论分析煤炭物性参数对煤热解产物的影响因素的权重及主控因子。以煤中挥发分、热稳定性、碳元素含量、镜质体反射率、全硫、发热量、氧元素含量、灰分和氢元素含量等9个为输入因子,建立了基于煤热解产物收率9-19-3网络结构的人工神经网络预测模型,人工神经网络预测模型明显优于多元线性回归方程预测,与实测值相比预测相对误差控制在±10%范围内,说明预测模型的精确度和可靠性较高。整体预测的稳定性、可靠性更高。
申岩峰[2](2020)在《高硫煤配煤炼焦硫分定向调控及成焦过程研究》文中研究说明基于我国高炉冶炼现行状况,焦炭作为炼铁重要原料的地位在可预见的未来不会发生变化。近年来,对优质炼焦煤资源的持续消耗导致其储量日益减少,随煤层开采深度增加高硫煤占比也显着增大,且这些高硫煤中硫的存在形态主要以有机硫为主,很难洗选脱除,严重限制了它的利用范围。基于自身禀赋的特点,为了实现高有机硫炼焦煤在配煤炼焦过程中的合理高效利用,本论文构建了基于炼焦煤种特性及硫热变迁行为的表征分析、高硫煤配煤炼焦硫分定向调控及成焦过程的探究,进行焦炭硫含量与煤质特性相关性及其预测方法的研究思路。主要以变质程度、硫含量、灰分及灰成分组成不同的多种炼焦用煤为研究对象,采用实验用样量从mg级到kg级不等、横式和竖式的四种类型梯级固定床热解装置,对单种炼焦煤及基于工业炼焦基础配煤方案的不同类型配合煤进行炼焦实验,分析探究热转化过程中硫的变迁行为及其定向调控机理、考察配煤中添加高硫煤对成焦过程中煤焦物理化学结构演变的影响机制,并对焦中硫含量与煤质指标进行关联分析,得到以下几方面的研究结果:(1)利用红外,拉曼,热重及X射线吸收近边结构等表征手段关联分析不同变质程度高硫炼焦煤的化学结构、硫赋存形态及其热变迁行为。结果表明,煤阶较低的高硫炼焦煤中不稳定脂肪结构热分解产生大量挥发分,且挥发分释放温区较宽,所含富氢组分与形态硫分解产生的活性硫能够充分接触发生反应,从而促进了含硫气体的释放,提高了热解脱硫率;随煤化程度升高,煤中热稳定性高的噻吩类硫含量增多,挥发分释放量减少,热解脱硫率随之降低。基于高硫炼焦煤自身化学结构与形态硫分布、热变迁的特点,可以在炼焦配煤中可适当增加热解脱硫率较高的低煤阶高硫炼焦煤的比例;在保证满足焦炭其他质量指标的前提下,可以通过向配煤中配入一定比例的低硫气煤、长焰煤等高挥发分煤,调控中高煤阶高硫炼焦煤的硫热变迁行为,使硫更多地释放到气相或转移到焦油中,进而达到降低焦炭硫含量的目的。(2)选取高硫肥煤、高硫焦煤与工业生产用炼焦基础配煤进行配合,利用高挥发分煤对高硫煤配煤硫热变迁行为进行调控。结果表明,高硫煤的引入使得配煤中不稳定有机硫分解产生的活性硫数量增加,其与配煤热解原生焦之间的相互作用使更多的硫滞留于焦的表面,导致焦中硫含量升高。高挥发分煤热解产生大量活性含氢基团,可以抑制活性硫与原生焦的反应,使更多的硫随挥发分释放。具有较宽挥发分(特别是CH4)释放温区的高挥发分煤,与配煤热解H2S释放的温区具有更好的重叠,对硫分的调控作用更为明显。高挥发分煤添加比例过高,所含矿物质会参与到挥发分与原生焦的相互作用中,碱性矿物质与热转化生成的含硫自由基、含硫气体在焦表面的二次反应,可使部分硫滞留于焦中,不利于硫分的定向调控。10 kg焦炉试验表明,高硫煤配煤中添加最优比例的高挥发分煤可使得到焦炭的质量指标满足要求,基于当前高硫炼焦煤和高挥发分煤与低硫炼焦煤的价格差距,炼焦配煤成本明显降低。(3)选取一种富含挥发分的高硫煤(HSC)与优质焦煤进行配煤炼焦,采用显微计算机断层扫描,红外,X射线光电子能谱等仪器对4 kg双炉墙加热式焦炉配煤成层结焦样表征分析,考察不同结焦阶段煤焦物理化学结构的演变及硫分的变迁行为。结果表明,塑性温区宽、流动度大的焦煤(C2)与15%HSC配合后,胶质层厚度比C2单独炼焦时增加。由煤到焦的过程中,芳环缩合程度逐渐增大,芳香CH结构与脂肪CH结构的比值先增大后减小。由煤经过半焦位置到达距离炉墙位置最近的焦炭中,硫含量呈现先减小后增大的变化;半焦到焦炭阶段,硫变迁主要是形态硫之间的相互转化,稳定噻吩硫含量增多,含硫气体与焦表面矿物质的反应也将使部分硫以硫酸盐形式滞留于焦中。相较于C2单独炼焦,C2与15%HSC配合炼焦可以提高焦炭强度。配煤炼焦过程中合理利用富含挥发分高硫煤,首先要求其自身具有一定的最大基式流动度,其次优质炼焦煤的煤阶不宜过高,且需镜质组含量较高、塑性温区较宽。对于硫的调控,在利用高硫煤自身热分解产生挥发分的同时,需基于高硫煤及优质焦煤中的硫含量合理优化调配其在配煤中的比例,以使焦中硫含量满足要求。(4)基于不同特性煤种配煤热解过程中硫含量的变化,考察分析焦中硫含量与煤质指标的相关性。结果表明,表征变质程度的煤质指标中,挥发分与热解脱硫率具有最好的相关性;煤中的硫含量是影响焦中硫含量最直接的因素,同时煤中矿物质对硫变迁也具有一定程度的影响,焦炭质量指标的准确预测需要进行精细化综合考虑。炼焦精煤以有机硫为主,有机硫含量与焦中硫含量的相关性可达0.962,排除其它影响硫变迁的因素后,焦中硫含量与煤中硫含量相关性更强。仅改变配煤的挥发分含量,得到的焦中硫含量预测值与实验值之间的相关系数达到0.980,准确度高于多因素作用下的预测值。煤中碱性矿物质Ca O和Fe2O3含量(m)与碱性指数(AI)共同影响焦中硫的变迁,AI<0.10或m<1.0%时对煤中部分形态硫的分解有催化作用;当其含量超过一定范围(AI>0.10或m>1.0%)时,碱性矿物质与活性硫或含硫气体之间的反应导致滞留于焦中的硫化物增多。
刘灿[3](2020)在《山西兴县石炭系本溪组煤岩特征及成煤环境》文中指出山西兴县位于鄂尔多斯盆地东缘,是华北地块晚古生代煤的主力产煤区之一,其石炭-二叠系煤的地质勘探工作离不开煤地质学的研究。近年来,关于盆地东缘二叠系煤的煤岩特征、聚煤规律和成煤环境等系统研究日趋完善,而有关石炭系本溪组煤地质学研究却很少涉及。本文在全工业分析、矿物学分析、煤岩组分分析和主微量元素分析的基础上,对山西兴县关家崖地区石炭系本溪组煤展开了较为系统的煤岩学、煤地球化学和成煤环境等方面的研究。山西兴县关家崖地区本溪组二段煤为低变质气煤,煤中水分及固定碳产率较低,灰分、挥发分、全硫及镜质组含量较高。煤岩结构疏松,矿物含量较高,以高岭石为主。在镜下,高岭石多呈条带状和团粒状分布。煤中富集Fe、K、Si、Al、V、Cr、Ni、Rb、Zr、Hf、U、La、Ce、Pr、Nd、Sm,亏损Na、Sr、Th,稀土元素Ce无异常,Eu呈弱负异常,配分模式曲线呈左倾和近水平两种形态,轻稀土元素分化严重。成煤环境表现为极潮湿强覆水的咸水沉积环境,成煤沼泽类型属于富营养低位泥炭沼泽。山西兴县关家崖地区本溪组一段煤为低变质气煤,煤中水分产率中等,灰分、固定碳及全硫含量较低,挥发分及镜质组含量较高。煤岩致密性较差,矿物含量较低,以高岭石为主。在镜下,高岭石主要以附着煤岩表面的方式赋存。煤中富集Mg、Ca、Na、Ni、Ba,亏损Mn、Ti、K、Cu、Zn、Rb、Nb、Hf、Ta、Th,稀土元素无Ce、Eu异常,重稀土元素含量稳定。成煤环境表现为潮湿覆水的咸水沉积环境,成煤沼泽类型属于贫营养高位泥炭沼泽。山西兴县关家崖地区本溪组二段成煤沼泽处于早期低位发育阶段,水体富营养化,因此煤中灰分及矿物含量较高于本溪组一段煤,进而造成煤中Al、Si、V、Cr、Rb、Nb、Hf、Ta、Cu含量较高。本溪组一段煤由于其吸水能力强,成煤植物喜Ca、亲Mg,古土壤贫Ti、贫Mn,因而在海水的影响下,煤中水分、Ca、Mg含量较高于本溪组二段煤,Ti、Mn含量则较低。兴县关家崖地区本溪组煤属于近海含煤岩系,其聚煤作用开始于海退期,终止于海侵期,由于成煤期海侵速度较快、泥炭累积厚度较小、成煤速度缓慢,所以煤层厚度较薄。在煤化作用期间,煤层长期处于低温、低压环境中,因此其变质程度低于唐公塔矿区太原组6号煤和双柳矿区山西组4号煤,进而造成煤中挥发分产率相对较高。此外,由于受海水影响较大,兴县关家崖地区本溪组煤表现高Ni特征。
伦嘉云[4](2020)在《煤体纳米孔隙结构气体吸附特性研究》文中进行了进一步梳理为研究煤体内气体吸附特征与孔隙结构之间的关系,完善气体吸附机理,解决低渗透性煤层瓦斯抽采率低的问题,本文利用压汞、CO2吸附、低温氮气吸附、扫描电子显微镜拍照和小角X射线散射实验相结合的方法研究了12个不同矿区、不同煤质煤样的孔隙结构,详细分析了煤的纳米孔隙数量、孔径分布特点以及孔隙形状等结构参数。利用13C-NMR、FTIR、HRTEM扫描、XPS和XRD定量、定性地分析了12种不同煤质的煤所含化学官能团的种类、原子取代方式、芳香层结构以及C、N、O、S元素的存在形式,并绘制了12种煤样的分子结构。通过对比分析12种模型的13C-NMR计算值与实验值,修正了12种煤化学结构模型。以分子动力学等相关理论作为指导,采用GCMC(巨正则系综蒙特卡洛)方法分别模拟了CO2、N2、CH4在煤的单层纳米孔隙结构和双层纳米孔隙内的吸附,探讨了不同煤质的煤纳米孔隙结构内气体吸附特征,同时分析了干燥煤样与含水煤样对气体吸附能力的差异以及主要的影响因素。本论文的研究工作将有助于更加深入认识煤的纳米孔隙结构、混合气体在煤纳米孔隙中的竞争吸附以及煤吸附气体影响因素之间的关系,这对完善瓦斯吸附理论、解决低渗透性煤层瓦斯抽采率低以及天然气开采方面的一些问题有着重要的指导意义。本论文取得的成果主要如下:(1)煤的多尺度孔隙结构表征。通过分析12种不同煤质煤样的压汞、CO2吸附、低温氮吸附、小角X射线散射的实验结果以及扫描电子显微镜拍摄的图片信息,得到了12种煤样的纳米孔隙孔径分布和直观的孔隙微观图像。实验结果表明,通过压汞法测试得到12种煤样的孔隙大小主要集中在1000nm以上;CO2吸附测试得到的微孔尺寸主要集中在0.3~1.5nm之间,其中以孔径为0.50nm、0.60nm和0.80nm左右的孔隙数量最多。低温氮吸附实验结果分别采用HK、DFT和BJH三种方法表征了12种煤样的微孔、全孔和中孔的孔径分布,发现:12种不同煤阶煤样的BJH曲线差别较大,HK曲线出现多个波峰且波峰的位置不同,DFT方法也表明12种煤样中含有丰富的1nm以下的微孔。通过煤的扫描电子显微镜图片对煤孔隙孔形、坚固性以及煤化过程中的破坏程度进行分析。小角X射线散射能够不破坏煤的孔隙结构,得到更准确的12种煤样的孔隙孔径分布特点,煤阶越高,孔隙越发育。(2)多种实验测量手段结合,测试了煤的相关结构参数及化学官能团类型,绘制了12种不同煤质煤样的分子结构,并对它们进行了结构优化和能量最小化计算。本文对12种不同煤质煤样开展了一系列的分子结构测试实验,其中:通过煤的13C-NMR谱图,计算得到表征煤的12个结构参数;根据煤的红外光谱图谱,定性分析了煤中官能团类型,并验证核磁共振实验结果;从处理后的高分辨率透射电镜照片中获得了12种煤样的晶格条纹,计算得到煤中芳香环的数量;从XPS和XRD实验中分别获得了煤中C、N、O、S的存在形式和煤中芳香层结构大小。综合各实验的结果,利用Materials Studio软件绘制了12种煤样的分子结构图,对比分析模型的13C-NMR与实验的13C-NMR谱图,不断修正模型,最终确定了12种煤样的分子结构。(3)研究了单一气体(H2O、CO2、N2、CH4)和不同摩尔比例混合气体在煤纳米孔隙内的吸附。首先,基于GCMC方法模拟得到了12种煤样的单分子层对H2O、CO2、CH4和N2的吸附等温线,分析发现12种煤样在单分子层结构中的吸附等温线相似。虽然12种煤样的分子结构不同,但是各煤样的单分子层结构对气体吸附能力的差异并不明显,这种差异主要是由分子结构的表面积引起。表面积大,吸附量多,表面积小,吸附量少。H2O、CO2、CH4、N2在煤中吸附量顺次降低。随后采用马蹄沟煤样的分子结构模型对多元气体不同摩尔比例条件下的吸附开展了研究。通过对比分析气体的吸附等温线,发现在多组分气体中,H2O在摩尔比例很低的条件下吸附量就很高,当其摩尔比例继续增大时,其他气体的吸附量降低到几乎为零。在CO2、CH4和N2的竞争吸附模拟中发现,三种气体中CO2的竞争吸附优势明显,表现出较强的吸附能力,在其摩尔比例低于CH4或N2的条件下,比CH4或N2有着更多的吸附量,但CO2竞争吸附能力小于H2O。CO2、CH4和N2在比例为2:3:5时,CH4吸附量基本为零,这可以为解决低渗透性煤层瓦斯抽采低的问题提供一定的指导意义。(4)研究了干燥煤样纳米孔隙内气体吸附和水分对煤纳米孔隙内气体吸附的影响,详细分析了影响气体吸附量的因素。模拟研究干燥煤样纳米孔隙孔径分别为1、2、5和10nm的孔隙对CH4、CO2和N2的吸附情况,发现这三种气体的吸附量随着纳米孔隙尺寸的变大呈先增加后减小再增加的趋势。1nm和2nm孔隙内气体的吸附量是5nm和10nm孔隙内气体吸附量的十倍以上,说明了微孔能够吸附大量的气体。气体吸附量的增加梯度与孔径的增长倍数之间并不呈线性关系。随着孔径的增大,微孔内气体吸附量的增加梯度远大于中孔内气体增加梯度。从微孔向中孔变化时,孔隙内气体的吸附量会骤然下降,主要是因为:孔隙孔径小于2nm时气体以微孔填充形式吸附,5nm和10nm孔隙内气体表现为多分子层吸附和受外界压力影响的气体受限于孔隙中间区域,受限运动区域的气体并不是真正意义上的吸附。研究发现,对于超深矿井中煤层渗透性低、瓦斯抽采困难的问题,可以通过煤层注水的方式增加煤层透气性,提高瓦斯采出率。
郭鑫[5](2020)在《煤热解气化产物的岩石学和地球化学特征研究》文中研究说明本文立题为“煤热解气化产物的岩石学和地球化学特征研究”,以煤地质学为基础,以不同变质程度的煤为研究对象,以煤化工的热解气化工艺为依托,主要运用光学显微镜(白光、荧光、正交偏光+石膏试板)、显微镜光度计,结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、固态13C核磁共振谱(13C NMR)、带能谱的扫描电镜(SEM-EDX)、X射线荧光光谱(XRF)和电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)等,研究煤热解气化过程中显微组分和微量元素的热行为特征。研究结果可以为煤炭的分级分质利用提供指导,可以充分掌握煤加工固态副产品中残余碳的形态,对实现一次能源的高效利用意义重大。(1)非黏结性煤的热解产物为热解炭(char),镜下碳形态可分为四类:混合炭、块状炭、丝质体和碎片炭。热解炭的碳形态受原煤显微煤岩组成影响较大。热解炭中混合炭的体积百分含量与对应原煤中的密屑体/胶质碎屑体、细屑体/镜屑体和半丝质体的体积百分含量之和有较好的相关性(r约为0.900),块状炭的体积百分含量与原煤中结构木质体/结构镜质体、腐木质体/胶质结构镜质体、团块腐殖体/团块凝胶体和微粒体的体积百分含量之和有较好的相关性(r约为0.900)。高温热解条件下,停留时间增加,块状炭的体积百分分数降低,说明其原始显微组分受热时反应更快。黏结性煤的热解产物为焦和半焦(coke和semicoke)。热解焦中存在气孔,碳组织类型受煤级影响较大。随煤级升高,热解焦中各向异性域尺寸增加,从中挥发分烟煤到低挥发分烟煤,碳组织由以细粒镶嵌为主变为以粗粒镶嵌为主。高温热解条件下,停留时间增加,热解焦中较小尺寸的各向异性域体积百分含量相对减低,说明其更易反应。以碳组织的随机反射率表征热解焦炭的光学特征,随机反射率离散度低的样品,显微镜下多呈光学各向同性,离散度高的样品,显微镜下多呈光学各向异性。四种热解条件下,木质褐煤、亚烟煤C和高挥发分烟煤C的热解炭均表现为光学各向同性;高挥发分烟煤A在低温热解时,表现为光学各向同性而在中温热解和高温热解时,开始出现光学各向异性;中挥发分烟煤和低挥发分烟煤热解焦的随机反射率离散程度较大,镜下呈较强光学各向异性;半无烟煤在热解过程中的随机反射率变化最小,而无烟煤的随机反射率范围随着热解终温的升高反而变小。热解终温相同时,热解炭的随机反射率相似。(2)对12个不同煤级煤和对应的48个热解焦炭进行傅里叶变换红外光谱和固态13C核磁共振谱测试,研究受煤级和显微煤岩组成影响的煤的结构的热演化规律。整体来说,随着热解终温升高,停留时间增长,同一组样品中的芳香环缩合程度增加,脂肪链长度减少。随机反射率范围相似的不同热解炭,其结构并无相似规律可循。13C NMR结果表明,高温热解焦炭中已经出现石墨化趋势,但FTIR结构参数CH2/CH3表明,碳结构中仍存在甲基或亚甲基官能团,不同样品中二者发生断裂的趋势不同。与煤级相比,显微煤岩组成对煤结构的热演化影响较大。相同变质程度但显微煤岩组成不同的煤在热解时,镜质组含量高的煤,热解焦炭的支链化程度或者CH2/CH3参数高,而惰质组含量高的煤,热解焦炭的芳香环缩合程度高。(3)对气化样品进行岩石学、微量元素地球化学特征研究,研究气化渣中残碳的类型,综合分析气化渣的潜在利用价值。气化煤为高挥发分烟煤C,气化后,渣中残碳在显微镜下依据成因和形貌可分为8类:薄壁网格碳、厚壁网格碳、惰质体、类丝质体、分泌体、密实体、未反应显微组分和厚壁球形碳。富集残碳的FTIR结果表明,气化反应后OMB和GSP气化渣中被玻璃质包裹的残碳芳香程度较高,而吸附于OMB和GSP气化渣表面的残碳支链化程度较高。酸洗脱无机质后,OMB-CR的残碳富集效果好,碳含量可高达79.90%(Cd),含碳不均匀的OMB粗渣中富集出来的残碳里存在甲基对称变形振动。(4)综合采用四个参数(前景系数(Coutl),REYdef,rel-Coutl图,REO和相对富集系数(EF))对气化残渣中的稀土元素进行了潜在利用评估,结果表明宁东气化基地气流床气化残渣可被视为有开发前景的稀土元素原料。并且GE-CR-A,GSP-CR和GSP-FR中REO的平均含量较高,最高可大于600μg/g。与GSP气化渣相比,GE气化渣中的REY更富集。结合逐渐化学提取实验、逐渐化学提取实验的质量平衡计算和选定主要元素(Si、Al、Ca、Fe和Mn)与∑REY之间的相关性分析结果可知,GE气化渣中REY主要赋存于碳酸盐、Fe-Mn氧化物和铝硅酸盐中,而GSP气化渣中REY主要赋存于铝硅酸盐中。
谭烜昊[6](2019)在《煤尘湿润特性及喷雾降尘效率实验研究》文中指出煤矿粉尘不仅具有爆炸性,同时也是尘肺病的最主要原因。我国煤矿井下主要采用喷雾降尘技术对粉尘进行控制,已取得一定成果,但多数工作面粉尘浓度依旧相当恶劣。为降低煤矿工作面的粉尘浓度,降低事故的发生概率,保障煤矿工作人员的生命健康,使用红外光谱、电镜扫描和孔径分析的方法,从微观的角度分析了影响煤尘润湿性的主要因素,即煤尘粒径和煤的变质程度,再使用接触角测量方法和反渗透吸湿的方法验证其结论。同时对表面活性剂于煤尘润湿性能的关系开展了研究,并确定其最佳的浓度。最后将研究结果应用到喷雾降尘中,探讨其与于降尘效率的联系,得出以下主要结论:(1)不同煤质的煤具有相似的化学结构,但其组成比例不同,表面所含有官能团不同。随着煤的变质程度的提高,煤尘表面的含氧官能团逐渐减少。当不考虑无烟煤时,可根据煤尘表面含氧官能团的含量判定煤尘润湿性的强弱,含氧官能团越少,则煤尘的润湿性越强。煤尘接触角与煤的吸湿量呈反比,因此反渗透吸湿的方法是可信的,在条件有限的情况下,可采取这种简单的方式测量煤尘的润湿性。(2)煤尘粒径对煤的物化特性具有较大影响,随着煤尘粒径减小,煤尘的比表面积逐渐增大,其内部平均孔径则不断减小,煤尘表面亲水性含氧官能团含量下降而无烟煤因在长期的地质作用,其表面含氧官能团的含量极少,因此随煤尘粒径改变,其含氧官能团数量变动不明显。煤尘的润湿性与煤尘粒径相关,粒径越小煤尘的润湿性越差。(3)表面活性剂可有效改善溶液的表面张力,当浓度超过其临界胶装约束浓度后,表面张力不再下降。阴离子的电解质可有效提高阴离子表面活性剂的润湿能力,但对非离子表面活性剂无有益作用。表面活性剂对不同煤质的煤润湿的能力不同,对润湿性越差的煤,其润湿的效果越好,反之则越差。表面活性剂对不同粒径煤尘的润湿能力改善情况基本一致,并不随着煤尘的粒径变化而出现突变。(4)喷雾降尘效率与煤的变质程度有关,当煤的变质程度较低时,降尘效率较高,随着变质程度的提高,降尘效率逐步降低,当煤质提升到无烟煤时,降尘效率提高。接触角与降尘效率是呈负相关的,接触角越大,降尘效率越低,我们可跟据接触角的大小,分析出降尘效率的高低。润湿性较好的煤,提高供水压力对其降尘效率的影响不大,而润湿性较差的煤在提高供水压力后,可有效改善降尘效率,但随着供水压力的进一步提高,雾滴改变不明显后,降尘效率的变化也就不明显。(5)喷雾降尘效率与煤尘的润湿性能密切相关,当粉尘颗粒粒径相当且喷雾条件一定的情况下,润湿性能越好的煤尘,其喷雾降尘效率越高;当煤质和喷雾条件一定情况下,喷雾降尘效率由煤尘湿润性能及△D50共同决定,随着煤尘粒径的增大,喷雾降尘效率呈现先增大后减小的变化规律,为提高喷雾降尘效率,因根据粉尘的粒径分布,调节供水水压的大小。(6)表面活性剂通过降低溶液的表面张力,从而使溶液更容易被细化成粒径较小的雾滴,增大雾滴捕捉粉尘的概率,但因影响降尘效率的因素较多,表面活性剂对降尘效率的提升有限。当表面活性剂溶液浓度到达cmc值后,继续提高浓度不利于提高喷雾降尘能力,因此建议在使用表面活性剂进行喷雾降尘时,应选择低于cmc值的浓度,以此达到最佳的降尘效率。
乔军伟[7](2019)在《青藏高原聚煤作用》文中研究指明青藏高原是我国最后一片神秘而神奇的大地,对于煤炭地质也是如此。高原上煤矿(点)众多,含煤地层广布,但是煤炭资源地质调查研究广度和深度十分有限,大部分地区属于煤田地质工作的空白。为此,本文运用板块构造、大陆动力学及盆地分析的理论与方法,就青藏高原聚煤作用基本特点开展研究,取得如下创新成果。地质调查结果显示,青藏高原早石炭世以来有8个主要聚煤期,形成的14套含煤地层残留在3个构造区10个赋煤带,赋存在东昆仑、昌都、土门格拉、冈底斯北缘、拉萨、冈底斯南缘6个聚煤盆地。其中,昌都、土门格拉、冈底斯北缘、拉萨4个聚煤盆地发育海陆过渡相含煤地层,煤层层数较多,部分煤层较稳定;东昆仑聚煤盆地为主要为陆相沉积,煤层层数少,煤层不稳定;冈底斯南缘聚煤盆地具有由海陆过渡相沉积至陆相沉积演变的特征,始新世海陆过渡相含煤地层煤层层数较多,部分煤层较稳定,中新世-上新世演变为陆相沉积,含煤层数较少,煤层不稳定。晚古生代石炭–二叠纪聚煤作用主要受东特提斯洋弧盆演化的控制,含煤沉积主要发育在大陆边缘海岸带的弧后盆地及弧背前陆盆地;中生代–新生代聚煤作用主要受古地理和沉积环境的控制,含煤沉积发育在昌都地块弧背前陆盆、甜水海–北羌塘前陆盆地、东昆仑山间盆地、冈底斯地区弧间盆地及走滑拉分盆地。在板块构造运动控制下,青藏高原聚煤作用具体特定的时空迁移规律,早石炭世–晚二叠世聚煤作用位于昌都地块南缘,晚三叠世迁移至昌都地块内部及南、北羌塘地块过渡区域,晚侏罗世–早白垩世迁移至冈底斯地块北缘,在始新世迁移至冈底斯地块南缘。根据板块构造及其控制之下的岩相古地理特点,提炼出弧后伸展盆地、弧背前陆盆地、弧间坳陷盆地、弧前盆地、陆内前陆盆地、山前坳陷盆地、山间断陷盆地7种聚煤盆地类型。分析青藏高原隆起历史和剥蚀速率,认为昌都盆地隆起高度的近一半被剥蚀,造成石炭纪、二叠纪、三叠纪地层呈块状大面积出露;冈底斯北缘主要受盆内断层和北侧怒江深大断裂影响,含煤地层支零破碎;拉萨盆地剥蚀作用相对较弱,但含煤地层强烈褶皱和错断;东昆仑盆地含煤地层仅分布在逆冲构造的下盘,冈底斯南缘盆地含煤地层分布在雅鲁藏布江两岸断层的下盘。由此构造变形特点,预测了冈底斯北缘、拉萨和冈底斯南缘主要赋煤区煤炭资源潜力,认为冈底斯北缘盆地找煤前景较好。本论文包括插图77幅,表格43个,参考文献235篇。
程晨[8](2019)在《煤中氮同位素组成特征及控制机理》文中认为鉴于煤炭形成与开发利用过程中氮会转移到油气、粘土矿物和大气氮氧化物中,对煤中氮同位素组成特征及控制机理展开研究不仅可以估算不同地区燃煤对大气氮氧化物的贡献率,还可以丰富和拓展煤地球化学以及氮同位素地球化学在油气领域应用的理论基础。本论文在选定可靠氮同位素测试方法的基础上,结合煤化学、煤岩学、煤地球化学数据,厘清了煤中氮同位素组成的控制机理,取得的主要认识如下:对比研究发现,密封石英管燃烧法和优化参数后的EA-Conflo IV-IRMS联机法相较于Kjeldahl-Rittenberg法均可以准确地测定煤中氮同位素组成;对于铵态氮含量高的煤样,建议利用密封石英管燃烧法直接测定煤样全氮同位素组成或者提取干酪根后利用优化参数后的EA-Conflo IV-IRMS联机法测定有机氮同位素组成。基于密封石英管燃烧法测定的中国煤样全氮δ15N值介于1.4‰~5.1‰之间(n=141),与国外煤样δ15N值的范围(0.3‰~5.4‰)相似,且同一煤层剖面δ15N值表现出非均一性特征,最高可达2.5‰。统计发现,中国煤δ15N均值与成煤时代和灰分产率关系不显,而随着煤级或硫含量的增加呈先升高后降低的趋势;但在具有相似煤级或硫含量的煤中,δ15N值仍呈现出明显的变化(~5‰),这暗示着煤中氮同位素组成的多因素耦合控制作用。通过对三个烟煤的密度级样品氮同位素组成的研究,厘清了粘土矿物中铵态氮对煤中氮同位素组成的影响。相对于瘦煤SH15密度级样品δ15N值的持续升高(约4.8‰),肥煤TL08和焦煤HX10密度级样品δ15N值随着铵态氮含量的增加出现明显降低的现象(降低的幅度分别约6.0‰和3.7‰),这表明肥煤和焦煤中铵态氮同位素组成存在明显的非均质性特征(即同时存在高于和低于有机质δ15N值的铵态氮);随着煤级的升高,此非均质性逐渐降低,最终可使大部分铵态氮δ15N值超过有机质δ15N值(比如,瘦煤SH15)。据此推断,煤变质程度(决定了有机氮的热解释放量)和粘土矿物含量(决定了煤基质固定铵态氮的能力)共同控制着粘土矿物中铵态氮含量和同位素组成,进而影响着煤中氮同位素组成。通过对煤层剖面上氮同位素组成的研究,厘清了沉积环境对煤中氮同位素组成的影响,具体体现在与沉积环境相关的氮源、营养元素含量、显微煤岩组成和有机氮降解程度等因素对煤中有机氮同位素组成的影响。例如,大同四台矿8号中高硫煤δ15N值与硫含量之间的关系(随硫含量升高呈现先升高后降低的趋势)主要反映了氮源与有机氮降解程度的叠加效应;霍州辛置矿2号特低硫煤δ15N值与C/N 比值之间的负相关关系以及辰溪蒋家坪矿8号特高有机硫煤δ15N值与C/N比值之间的负相关关系主要反映了显微煤岩作用、营养元素与有机氮降解程度的叠加效应。一般而言,形成于富海水硝酸盐、富营养元素、贫惰质组环境中的煤具有更高的有机氮δ15N值,至于有机氮降解程度的影响则体现为有机氮δ15N值随着有机氮降解程度的增加呈先升高(4.5‰~8.0‰)后降低(2.0‰~8.0‰)的趋势。通过对褐煤与其热解残渣氮同位素组成的研究,厘清了煤变质程度对煤中氮同位素组成的影响。随着热解温度的升高,δ15N呈先升高后降低的趋势,升高和降低的幅度均要小于1‰,其变化主要反映了有机质中不同氮同位素和不同氮赋存结构的热稳定性差异。考虑到热解过程中有机氮赋存结构的较大变化,可以认为不同有机氮赋存结构之间的氮同位素组成差异较小。因此,煤变质程度及其所控制的有机氮赋存结构对煤中有机氮同位素组成的影响较小。综上所述,氮源、营养元素、显微煤岩组成和有机氮降解程度等沉积环境相关因素主要控制着煤中有机氮同位素组成;而煤变质程度和粘土矿物含量主要控制着煤中铵态氮同位素组成;最终有机氮和铵态氮的含量和同位素组成共同控制着煤中全氮同位素组成。
杜少华[9](2018)在《韩城矿区石炭—二叠纪含煤岩系成煤系统研究》文中认为煤炭作为我国的主要能源,在国民经济发展中有着不可替代的重要地位。韩城矿区是陕西省主要煤炭生产基地之一,其安全高效开采受到地质因素制约。本文以韩城矿区为研究对象,以成煤系统理论为指导,进行石炭-二叠纪含煤岩系成煤系统分析,期望能为进一步深入认识煤炭资源赋存规律、提高煤矿开采效率有所裨益。成煤系统是物源、聚煤环境、成煤作用相同或相似的一个或几个煤层、煤层组,是由多个要素构成的复杂系统。本文从分析古泥炭沼泽的水介质条件入手,系统研究了从古泥炭物质聚集到成煤、改造全过程中成煤系统构成要素的基本特征。以煤的灰分和硫分、煤系层序地层格架、岩相古地理、煤层(群)发育规律、赋煤区块的构造差异和煤的变质程度等为主要标志,将韩城矿区石炭-二叠纪含煤岩系从垂向上划分为4个成煤系统(成煤系统A-D)。并根据各项标志的空间差异性,对每个成煤系统在横向上进行了成煤系统单元的划分。成煤系统A对应层序CSⅠ,以泻湖和潮坪沉积为主,主要发育高位层序组和海侵层序组。其中,K2灰岩第一分层为三级最大海泛面。11#煤为全区稳定可采煤层,以低挥发分、中灰分、高硫贫煤和瘦煤为主,矿区西北部分布有大范围无烟煤;成煤系统B对应层序CSⅡ,以潮坪、障壁岛、泻湖、碳酸盐台地等沉积环境为主,主要发育海侵层序组和高位层序组。其中,5#煤层仅在南区可采,以低挥发分、中灰分、低-中硫贫煤和瘦煤为主;成煤系统C对应CSⅢ内四级层序S6,以分流河道和分流间湾沉积环境为主,主要发育低位和湖侵层序组。其中发育的3#煤属大部可采的较稳定煤层,以低挥发分、中-富灰、低-中硫贫煤和瘦煤为主,王峰井田西部有大量无烟煤;成煤系统D对应层序CSⅢ内四级层序S7-S8,以分流河道和分流间湾沉积环境为主,发育高位层序组。其中发育的2#煤属零星可采的不稳定煤层,主要为低挥发分、中-富灰、低硫贫煤和瘦煤。在垂向上,成煤系统A的成煤条件相对较好;在平面上,成煤系统A的A4单元、成煤系统B的B2单元、成煤系统C的C2单元成煤性相对较好。
樊锦文[10](2016)在《西北侏罗纪煤显微光度学特征及其变化规律研究》文中进行了进一步梳理西北地区侏罗纪煤炭资源丰富,品质优良,是我国重要的煤炭基地。区内侏罗纪煤种丰富,包括烟煤和无烟煤类。系统研究该区煤的显微光度学特征及其变化规律,对于查明光度学参数与煤质参数之间的响应关系、预测煤质变化及指导煤炭资源的清洁高效利用具有一定的理论和实际意义。本文通过重液法分离富集显微组分,硝酸筛选法分离提取煤中的孢粉(体)、舒氏溶液筛选法分离提取煤中的角质层(体)。分离得到的单一显微组分平均纯度:镜质组为78.32%,惰质组为78.87%,壳质组为48.10%。分离鉴定孢粉一共9纲(系)46属104种,角质层一共3纲3属11种,将松柏纲植物Pityosporities花粉和苏铁纲植物Pterophyllum角质层作为研究透射光特征参数、荧光特征参数的典型类型。利用显微光度计对反映西北侏罗纪不同热演化程度的典型煤种(长焰煤、不粘煤、弱粘煤、气煤、肥煤、焦煤、无烟煤等)的原煤样、孢粉(体)样、角质层(体)样的反射光、透射光及荧光条件下的显微光度学特征参数进行了系统研究,系统的勾勒出了不同显微光度学特征参数的特征及其与煤的变质程度之间的对应关系。反射光特征参数研究显示,煤的镜质体最大反射率随着煤的变质程度增加而增大。透射光特征参数研究表明,随着煤的变质程度增加,壳质组(特别是孢粉(体)、角质层(体))透射光度学参数变化显着,视觉透射率、三刺激值、亮度不断减小;主色调波长逐步增大;色饱和度先增大后减小。煤的荧光特征参数研究发现,中低变质程度的煤中壳质组及镜质组中的基质镜质体具有良好的荧光响应性;随着煤的变质程度升高,壳质组(特别是孢粉(体)、角质层(体))的荧光强度不断减小;荧光光谱中的最大荧光强度不断减小,红绿商总体上不断增大,最大荧光强度对应的波长向长波长方向逐步移动。基质镜质体的荧光强度显着弱于壳质组,且随变质程度升高先增后减。通过Pearson相关性系数分析了5种显微光度学特征参数(最大反射率、视觉透射率、颜色参数、荧光强度、荧光光谱特征参数)之间的相关性以及显微光度学特征参数与煤质参数(挥发分含量、固定碳含量)的相关性发现:与煤质特征参数具有高度数学相关性的显微光度学特征参数有:最大反射率、视觉透射率、亮度系数、荧光强度、荧光光谱最大荧光强度及其对应的波长,反射光特征参数中粗粒体最大反射率、透射光特征参数中视觉透射率、荧光特征参数中荧光光谱最大荧光强度与煤质特征参数的相关性均是最好的;反射光特征参数之间均为高度数学相关性,其中粗粒体最大反射率与不同反射光特征参数之间相关性最好;透射光特征参数中视觉透射率、三刺激值、亮度系数与其它透射光特征参数之间均为高度数学相关性,其中视觉透射率与其它透射光特征参数之间的相关性最好;荧光特征参数中孢粉(体)、角质层(体)的荧光强度,和荧光光谱特征参数与其它荧光特征参数之间均为高度数学相关性,其中荧光光谱最大荧光强度与其它荧光特征参数之间的相关性最好;透射光特征参数之间的视觉透射率、三刺激值、亮度系数、主色调波长与荧光特征参数之间均为高度数学相关性,透射光特征参数中的视觉透射率与荧光特征参数之间相关性最好,荧光特征参数中最大荧光强度与透射光特征参数之间的相关性最好。
二、焦煤成煤环境及煤变质作用分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、焦煤成煤环境及煤变质作用分析(论文提纲范文)
(1)煤的物性评价体系与热解产物预测研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 煤炭物性参数测试研究现状 |
1.2.2 煤热解特征研究现状 |
1.2.3 煤炭物性参数评价现状 |
1.2.4 问题提出 |
1.3 研究意义和目的 |
1.4 研究内容 |
2 四种典型煤种物性参数特征研究 |
2.1 样品采集 |
2.2 分析方法 |
2.2.1 煤质分析 |
2.2.2 煤岩分析 |
2.2.3 煤炭矿物分析 |
2.2.4 煤的物理、化学和工艺性质分析 |
2.2.5 煤吸附性能分析 |
2.3 煤质特征分析 |
2.3.1 工业分析 |
2.3.2 元素分析 |
2.4 煤岩特征分析 |
2.4.1 煤岩宏观特征 |
2.4.2 显微组分、矿物分析和镜质体反射率 |
2.4.3 X-衍射分析 |
2.5 煤的物理、化学和工艺性质特征分析 |
2.5.1 真密度、视密度 |
2.5.2 焦渣特性和发热量 |
2.5.3 可磨性指数和热稳定性 |
2.5.4 煤灰成份 |
2.6 孔隙特征分析 |
2.6.1 扫描电镜分析 |
2.6.2 等温吸附实验 |
2.6.3 煤的渗透率分析 |
2.7 物性参数相关性研究 |
2.7.1 煤质与煤岩参数的相关性分析 |
2.7.2 煤质与发热量、孔隙度相关性分析 |
2.7.3 煤岩与发热量和孔隙度相关性分析 |
2.8 小结 |
3 四种典型煤种热解特性及煤的分子结构模型 |
3.1 实验部分 |
3.1.1 实验样品 |
3.1.2 热解实验步骤 |
3.1.3 分析方法 |
3.2 四种典型煤种的热解特性分析 |
3.2.1 热解热重分析 |
3.2.2 热解产物收率 |
3.2.3 热解气体组成 |
3.2.4 热解固体产物 |
3.2.5 热解焦油组成分析 |
3.3 四种典型煤种的分子结构模型 |
3.3.1 固态~(13)C NMR |
3.3.2 煤样的XPS分析 |
3.3.3 煤的分子结构模型 |
3.4 四种典型煤种的热解特性分析 |
3.4.1 各官能团的离解能 |
3.4.2 煤热解过程中分子结构的变化规律 |
3.4.3 煤的热解过程分析 |
3.5 小结 |
4 煤物性参数特征评价 |
4.1 煤炭煤种物性参数特征 |
4.1.1 煤质物性特征 |
4.1.2 煤岩物性特征 |
4.1.3 煤的物理、化学和工艺性质特征 |
4.2 基于数据统计的物性评价体系构建 |
4.2.1 评价分类原则和依据 |
4.2.2 评价单元确立 |
4.2.3 评价要素及其分析 |
4.2.4 评价体系建立 |
4.3 基于熵权法的物元分析评价模型建立 |
4.4 典型煤的物性评价 |
4.5 小结 |
5 煤热解产物预测模型建立 |
5.1 不同区域煤的物性参数数据库 |
5.1.1 软件的基本原理 |
5.1.2 软件的系统安装 |
5.1.3 软件的查询和使用 |
5.2 基于煤物性特征的热解产物预测模型建立 |
5.2.1 预测方法 |
5.2.2 煤热解产物影响因素关联度分析 |
5.2.3 模型构建 |
5.3 模型煤的误差检验分析 |
5.4 小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
(2)高硫煤配煤炼焦硫分定向调控及成焦过程研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述及选题 |
1.1 引言 |
1.2 炼焦煤种性质及利用现状 |
1.2.1 炼焦煤种性质 |
1.2.2 炼焦煤种资源储量及分布 |
1.2.3 炼焦煤利用现状及存在问题 |
1.3 成焦机理及焦炭质量影响因素 |
1.3.1 成焦过程 |
1.3.2 成焦机理 |
1.3.3 焦炭质量及其影响因素 |
1.4 煤中硫的分布及其热变迁行为 |
1.4.1 煤中硫的分布及脱硫技术 |
1.4.2 煤热解过程中硫变迁行为及影响因素 |
1.5 选题意义及研究方案 |
1.5.1 选题背景及意义 |
1.5.2 拟研究内容及实验方案 |
第二章 实验部分 |
2.1 煤样的选取与制备 |
2.2 固定床热解装置 |
2.2.1 立式热解实验装置 |
2.2.2 横式热解实验装置 |
2.2.3 10kg焦炉炼焦试验装置 |
2.2.4 4kg双炉墙加热式焦炉炼焦试验装置 |
2.3 热解产物的检测与分析 |
2.3.1 热解气相产物的检测 |
2.3.2 焦中硫含量的测定 |
2.4 样品的表征分析 |
2.4.1 热重分析 |
2.4.2 红外光谱分析 |
2.4.3 拉曼光谱分析 |
2.4.4 XPS谱图分析 |
2.4.5 Micro-CT成像分析 |
2.4.6 S-XANES谱图分析 |
第三章 煤种特性及硫赋存形态对硫热变迁的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验煤样的选取 |
3.3 不同煤阶高硫炼焦煤化学结构分析 |
3.3.1 红外光谱结构参数分析 |
3.3.2 拉曼光谱结构参数分析 |
3.4 不同煤阶高硫炼焦煤热失重行为分析 |
3.5 高硫炼焦煤化学结构对形态硫迁移分布的影响 |
3.6 主要结论 |
第四章 挥发分对高硫煤配煤炼焦硫变迁行为的定向调控 |
4.1 引言 |
4.2 煤样的选取及焦样的制备 |
4.3 挥发分对高硫肥煤配煤硫热变迁的影响 |
4.3.1 高硫肥煤配煤热解过程中硫变迁行为 |
4.3.2 挥发分对高硫肥煤配煤硫热变迁行为的影响 |
4.3.3 挥发分与高硫肥煤配煤焦的相互作用解析 |
4.4 气煤对高硫焦煤配煤硫热变迁的定向调控 |
4.4.1 炼焦煤单独热解特性分析 |
4.4.2 气煤对高硫焦煤配煤硫热变迁行为的影响 |
4.4.3 添加气煤和高硫焦煤对焦炭质量的影响 |
4.5 主要结论 |
第五章 挥发分对高硫煤配煤炼焦成焦过程的影响 |
5.1 引言 |
5.2 煤样的选取及焦样的制备 |
5.3 单种煤及配合煤成焦过程分析 |
5.3.1 不同结焦位置处胶质层厚度分析 |
5.3.2 不同结焦位置处胶质层内部气压分析 |
5.3.3 不同结焦位置处样品Micro-CT成像分析 |
5.3.4 不同结焦位置处样品化学结构演变分析 |
5.4 成焦过程中硫含量及形态的变化 |
5.5 高硫煤配煤炼焦对焦炭质量的影响 |
5.6 主要结论 |
第六章 焦中硫含量与煤质特性相关性分析研究 |
6.1 引言 |
6.2 煤样的选取及焦样的制备 |
6.3 焦中硫含量与煤中硫含量相关性分析 |
6.4 焦中硫含量与变质程度指标相关性分析 |
6.5 焦中硫含量与煤中矿物质含量相关性分析 |
6.6 主要结论 |
第七章 结论 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 下一步工作建议 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(3)山西兴县石炭系本溪组煤岩特征及成煤环境(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 石炭系煤 |
1.2.2 成煤环境研究方法 |
1.3 研究内容 |
1.4 研究思路与技术路线 |
1.5 主要工作量 |
1.6 主要成果及认识 |
第2章 区域地质背景 |
2.1 盆地演化与聚煤作用 |
2.2 区域上古生界简述 |
2.3 兴县关家崖地区地质概况 |
第3章 煤岩学特征 |
3.1 样品采集及实验方法 |
3.1.1 样品采集 |
3.1.2 实验方法 |
3.2 本溪组二段煤 |
3.2.1 煤岩类型 |
3.2.2 显微特征 |
3.2.3 无机矿物 |
3.3 本溪组一段煤 |
3.3.1 煤岩类型 |
3.3.2 显微特征 |
3.3.3 无机矿物 |
3.4 煤岩学特征对比 |
第4章 煤地球化学特征 |
4.1 本溪组二段煤 |
4.1.1 主量元素特征 |
4.1.2 微量元素特征 |
4.1.3 稀土元素特征 |
4.2 本溪组一段煤 |
4.2.1 主量元素特征 |
4.2.2 微量元素特征 |
4.2.3 稀土元素特征 |
4.3 煤地球化学特征对比 |
4.3.1 主量元素 |
4.3.2 微量元素 |
4.3.3 稀土元素 |
第5章 成煤环境研究 |
5.1 煤系沉积背景 |
5.2 成煤环境 |
5.2.1 本溪组二段煤 |
5.2.2 本溪组一段煤 |
5.3 成煤过程 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得学术成果 |
(4)煤体纳米孔隙结构气体吸附特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 煤纳米孔隙结构的研究 |
1.2.2 煤分子结构的研究 |
1.2.3 煤对气体吸附的分子模拟研究 |
1.2.4 存在的问题及分析 |
1.3 主要研究目标和内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 主要研究内容 |
1.4 研究方法及技术路线 |
1.4.1 研究方法 |
1.4.2 技术路线 |
2 煤体纳米孔隙多尺度结构特征 |
2.1 煤质特性 |
2.1.1 煤样的来源 |
2.1.2 煤样的工业分析和元素分析 |
2.2 不同变质程度煤样的纳米孔隙结构表征 |
2.2.1 压汞测试 |
2.2.2 CO_2 吸附测试 |
2.2.3 低温氮吸附测试 |
2.2.4 扫描电子显微镜测试 |
2.2.5 小角X射线散射测试 |
2.3 本章小结 |
3 煤的表面结构及其化学组成 |
3.1 煤的大分子结构特征研究 |
3.1.1 ~(13)C-NMR固体核磁共振测试 |
3.1.2 红外光谱测试 |
3.1.3 高分辨率透射电镜(HRTEM)测试 |
3.1.4 X射线光电子能谱(XPS)测试 |
3.1.5 X射线衍射(XRD)测试 |
3.2 不同煤样分子结构的建立 |
3.2.1 结构类型的确定 |
3.2.2 煤分子结构的确定 |
3.2.3 不同煤样分子结构的修正 |
3.3 本章小结 |
4 不同纳米孔隙干煤对气体吸附的数值模拟 |
4.1 纳米孔径的选择 |
4.2 狭缝型孔隙模型的设计及其模拟环境的设置 |
4.3 气体的逸度与压力之间的关系 |
4.3.1 单组分气体逸度与压力之间的关系 |
4.3.2 多元组分气体逸度与压力之间的关系 |
4.3.3 吸附量的转化关系 |
4.4 气体在煤中的吸附 |
4.4.1 单组分气体吸附研究 |
4.4.2 多组分气体吸附研究 |
4.5 狭缝孔不同孔径干煤对气体的吸附模拟 |
4.5.1 1nm孔径条件下的吸附 |
4.5.2 2nm孔径条件下的吸附 |
4.5.3 5nm孔径条件下的吸附 |
4.5.4 10nm孔径条件下的吸附 |
4.6 本章小结 |
5 水分对煤纳米孔隙气体吸附影响的数值模拟 |
5.1 不同含水率的计算 |
5.2 不同水环境模拟参数的设置 |
5.3 不同水环境煤吸附气体的分子模拟 |
5.4 含水率对气体吸附的影响分析 |
5.5 低渗透性煤层注水提高瓦斯抽采效果 |
5.6 低渗透性煤层水力造穴提高瓦斯抽采 |
5.7 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
6.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(5)煤热解气化产物的岩石学和地球化学特征研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.2 国内外研究进展与现状 |
1.2.1 中国煤炭资源现状 |
1.2.2 煤类与煤级 |
1.2.3 煤的显微组成 |
1.2.4 煤的热解和气化 |
1.2.5 热解气化焦炭的岩石学研究 |
1.2.6 煤的有机结构及其热演化 |
1.2.7 煤中微量元素及其热行为 |
1.2.8 存在问题 |
1.3 研究内容、方法和技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法 |
1.3.3 技术路线 |
1.4 主要工作量与创新点 |
1.4.1 主要工作量 |
1.4.2 主要研究成果 |
1.4.3 创新点 |
1.5 本章小结 |
2 样品采集与地质背景 |
2.1 样品设计依据 |
2.2 地质背景简介 |
2.3 本章小结 |
3 热解和气化煤的煤岩煤质特征 |
3.1 样品的宏观煤岩特征 |
3.2 样品处理和实验 |
3.3 不同煤级煤的随机最大反射率 |
3.4 样品的显微煤岩特征 |
3.4.1 热解煤的显微煤岩特征 |
3.4.2 气化煤的显微煤岩特征 |
3.5 煤质特征 |
3.5.1 热解煤的煤质特征 |
3.5.2 煤化参数确定煤级 |
3.5.3 气化用煤的煤质特征 |
3.6 本章小结 |
4 不同热解条件下焦炭的岩石学特征 |
4.1 热解模拟实验 |
4.2 挥发性物质产率 |
4.3 不同热解条件下焦炭的岩石学特征 |
4.3.1 热解焦炭类型 |
4.3.2 热解焦炭的形态特征 |
4.3.3 热解焦炭的光学特征 |
4.4 镜质组、惰质组在热解过程中的岩石学演化特征 |
4.4.1 显微组分分离实验 |
4.4.2 镜质组、惰质组热解焦炭的岩石学演化特征 |
4.5 本章小结 |
5 热解过程中煤结构的变化特征 |
5.1 概论 |
5.2 ~(13)C-NMR分析 |
5.2.1 ~(13)C-NMR测试 |
5.2.2 ~(13)C-NMR结构参数 |
5.2.3 ~(13)C-NMR结果分析 |
5.3 FTIR分析 |
5.3.1 FTIR测试 |
5.3.2 FTIR结构参数 |
5.3.3 FTIR结果分析 |
5.4 本章小结 |
6 气化渣的岩石学和地球化学特征 |
6.1 气化残渣的化学性质 |
6.2 气化残碳的岩石学特征 |
6.2.1 光学显微镜分析气化渣 |
6.2.2 带能谱的扫描电镜分析气化渣 |
6.3 气化中残碳的富集 |
6.3.1 残碳富集实验 |
6.3.2 残碳的工业分析、全硫、全碳分析 |
6.3.3 富集残碳的FTIR分析 |
6.4 气化残渣的地球化学特征 |
6.5 本章小结 |
7.结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 存在问题与展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
(6)煤尘湿润特性及喷雾降尘效率实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 煤尘润湿性研究现状 |
1.2.2 表面活性剂研究现状 |
1.2.3 喷雾降尘研究现状 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 煤尘润湿特性及喷雾降尘理论研究 |
2.1 煤尘的润湿性 |
2.1.1 润湿现象 |
2.1.2 煤润湿性意义及其影响因素 |
2.2 表面活性剂的润湿 |
2.2.1 表面活性剂及其分类 |
2.2.2 表面活性剂在喷雾降尘中的抑尘机理 |
2.3 喷雾降尘机理 |
2.3.1 雾化机理 |
2.3.2 降尘机理 |
2.4 本章小结 |
第三章 煤尘变质程度对煤润湿性影响研究 |
3.1 煤的分类 |
3.2 煤样的选择与制备 |
3.3 实验方案 |
3.3.1 煤尘微观特性实验 |
3.3.2 润湿性特性测定 |
3.4 实验结果与分析 |
3.4.1 煤尘微观特性 |
3.4.2 煤尘润湿性能测定 |
3.5 本章小结 |
第四章 煤尘粒径对煤润湿性影响研究 |
4.1 实验样品 |
4.2 实验方案 |
4.2.1 煤尘表面物化特性实验 |
4.2.2 润湿性特性测定 |
4.3 实验结果与分析 |
4.3.1 煤尘物化微观特性 |
4.3.2 煤尘润湿性能测定 |
4.4 本章小结 |
第五章 表面活性剂对煤润湿性影响研究 |
5.1 实验原料及制备 |
5.2 实验方案与仪器 |
5.2.1 实验仪器 |
5.2.2 实验方案 |
5.3 实验结果与分析 |
5.3.1 表面张力实验 |
5.3.2 接触角测量实验 |
5.3.3 沉降实验 |
5.4 本章小结 |
第六章 煤尘喷雾降尘实验研究 |
6.1 喷雾降尘效率测试系统 |
6.2 实验方案 |
6.3 实验结果与分析 |
6.3.1 喷嘴雾化特性实验 |
6.3.2 变质程度对喷雾降尘效率的影响 |
6.3.3 粒径对喷雾降尘效率的影响 |
6.3.4 表面活性剂对喷雾降尘效率的影响 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 工作展望 |
参考文献 |
附录 A 攻读学位期间发表的论文与科研成果清单 |
致谢 |
(7)青藏高原聚煤作用(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 研究现状 |
1.3 待解决的问题 |
1.4 研究方案 |
1.5 主要工作量 |
2 区域地质背景 |
2.1 大地构造格局 |
2.2 区域构造演化 |
2.3 区域聚煤背景 |
2.4 赋煤构造单元 |
2.5 小结 |
3 主要盆地含煤沉积发育特征 |
3.1 聚煤盆地划分 |
3.2 东昆仑构造区 |
3.3 羌塘-三江构造区 |
3.4 冈底斯–喜马拉雅构造区 |
3.5 小结 |
4 聚煤作用及其时空迁移规律 |
4.1 晚古生代聚煤作用 |
4.2 中生代聚煤作用 |
4.3 新生代聚煤作用 |
4.4 聚煤作用时空迁移规律 |
4.5 聚煤盆地类型分析 |
4.6 小结 |
5 聚煤盆地改造与煤炭资源潜力 |
5.1 新生代构造演化 |
5.2 聚煤盆地的改造 |
5.3 冈底斯煤炭资源潜力 |
5.4 小结 |
6 结论与创新点 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新认识 |
参考文献 |
作者简介 |
学位论文数据集 |
(8)煤中氮同位素组成特征及控制机理(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 选题目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 成煤作用过程中氮的保存与转化 |
1.2.2 成煤作用过程中氮的同位素分馏 |
1.2.3 存在的问题 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 研究思路、研究方法技术路线 |
1.4.1 研究思路 |
1.4.2 研究方法 |
1.4.3 技术路线 |
1.5 关键技术和创新点 |
1.6 主要工作量 |
1.7 本章小结 |
2 煤中氮同位素测试方法对比 |
2.1 实验样品与方法 |
2.2 实验结果与讨论 |
2.3 本章小结 |
3 中国煤中氮同位素组成特征及影响因素 |
3.1 实验样品与方法 |
3.2 实验结果 |
3.3 氮同位素组成总体特征及影响因素 |
3.4 本章小结 |
4 粘土矿物中铵态氮对煤中氮同位素组成的影响 |
4.1 实验样品与方法 |
4.2 实验结果与讨论 |
4.3 本章小结 |
5 沉积环境对煤中氮同位素组成的影响 |
5.1 实验样品与方法 |
5.2 大同四台矿太原组8号煤 |
5.3 霍州辛置矿山西组2号煤 |
5.4 辰溪蒋家坪矿吴家坪组8号煤 |
5.5 本章小结 |
6 煤变质程度对煤中氮同位素组成的影响 |
6.1 实验样品与方法 |
6.2 实验结果与讨论 |
6.3 本章小结 |
7 煤中氮同位素组成的控制机理 |
7.1 无机氮同位素组成的控制机理 |
7.2 有机氮同位素组成的控制机理 |
7.3 全氮同位素组成的控制机理 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
(9)韩城矿区石炭—二叠纪含煤岩系成煤系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状及存在问题 |
1.2.1 煤地质学研究现状 |
1.2.2 层序地层学研究现状 |
1.2.3 成煤系统研究现状 |
1.2.4 韩城矿区相关研究及存在的问题 |
1.3 研究目标与研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 研究方法及技术路线 |
1.4.1 研究方法 |
1.4.2 技术路线 |
2 韩城矿区地质概况 |
2.1 自然地理 |
2.1.1 研究区位置及交通 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气象水文 |
2.2 矿区地层 |
2.3 含煤地层 |
2.4 大地构造位置及基本构造格架 |
2.4.1 大地构造位置 |
2.4.2 基本构造格架 |
3 古泥炭沼泽水介质条件与煤中灰分硫分 |
3.1 沼泽水介质条件 |
3.2 煤的灰分 |
3.3 煤的硫分 |
3.4 本章小结 |
4 煤系层序地层格架与古地理演化 |
4.1 层序界面识别 |
4.1.1 三级复合层序界面的识别 |
4.1.2 最大洪泛面的识别 |
4.1.3 四级层序界面的识别 |
4.2 层序划分方案 |
4.3 层序地层格架与层序地层特征分析 |
4.3.1 层序地层格架的建立 |
4.3.2 层序地层特征分析 |
4.4 岩相古地理 |
4.5 煤层在层序地层格架中的分布规律 |
4.6 本章小结 |
5 煤层(群)发育规律及其主控因素 |
5.1 煤层丰度与主要可采煤层特征 |
5.1.1 含煤地层的煤层丰度 |
5.1.2 主要可采煤层特征 |
5.2 主要可采煤层的空间分布与厚度变化 |
5.2.1 2#煤层 |
5.2.2 3#煤层 |
5.2.3 5#煤层 |
5.2.4 11#煤层 |
5.3 煤层发育规律的主控因素 |
5.3.1 古气候与海平面变化 |
5.3.2 聚煤盆地基底的沉降速度 |
5.3.3 古地理沉积环境 |
5.3.4 后期冲刷与构造变动 |
5.4 本章小结 |
6 煤系构造变动与煤层变质作用 |
6.1 后期构造变动与煤层赋存状态 |
6.1.1 聚煤后的构造活动特征 |
6.1.2 煤系煤层的赋存状态 |
6.2 矿区赋煤区块的划分及其构造特征 |
6.3 煤的变质作用与煤级分布 |
6.4 本章小结 |
7 韩城矿区成煤系统及其基本特征 |
7.1 成煤系统的划分及其基本特征 |
7.1.1 成煤系统的划分 |
7.1.2 成煤系统的基本特征 |
7.2 成煤系统单元的划分及其基本特征 |
7.2.1 成煤系统单元的划分 |
7.2.2 成煤系统单元的基本特征 |
7.3 煤层赋存规律 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(10)西北侏罗纪煤显微光度学特征及其变化规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
代号及说明 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 显微组分样品的分离富集研究历史与现状 |
1.2.1 煤中有机显微组分的分离富集研究历史与现状 |
1.2.2 煤中孢粉(体)的分离提取研究历史与现状 |
1.2.3 煤中角质层(体)的分离提取研究历史与现状 |
1.3 煤的显微光度学研究历史与现状 |
1.3.1 煤的反射光特征研究历史与现状 |
1.3.2 煤的透射光特征研究历史与现状 |
1.3.3 煤的荧光特征研究历史与现状 |
1.4 研究内容、研究方案与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方案 |
1.4.3 技术路线 |
2 实验部分 |
2.1 样品采集 |
2.2 实验药品与试剂 |
2.3 实验仪器与设备 |
2.4 煤质分析 |
2.5 原煤显微组分鉴定与统计 |
2.6 样品处理 |
2.6.1 显微组分分离富集 |
2.6.2 孢粉(体)样品制备 |
2.6.3 角质层(体)样品制备 |
2.7 煤岩光片、薄片的制备 |
2.7.1 煤岩光片的制备 |
2.7.2 薄片制备 |
2.8 显微光度学实验 |
2.8.1 反射光特征参数测量 |
2.8.2 透射光特征参数测量 |
2.8.3 荧光特征参数测量 |
2.9 本章小结 |
3 反射光特征参数学研究 |
3.1 煤中显微组分的最大反射率特征研究 |
3.1.1 均质镜质体最大反射率特征 |
3.1.2 孢子体最大反射率特征 |
3.1.3 氧化丝质体最大反射率特征 |
3.1.4 粗粒体最大反射率特征 |
3.2 煤中显微组分反射比谱特征研究 |
3.3 本章小结 |
4 透射光特征参数研究 |
4.1 视觉透射率特征 |
4.1.1 孢粉(体)视觉透射率 |
4.1.2 角质层(体)视觉透射率 |
4.2 透射比谱特征研究 |
4.2.1 孢粉(体)透射比 |
4.2.2 角质层(体)透射比 |
4.3 颜色参数特征研究 |
4.3.1 三刺激值特征 |
4.3.3 主色调波长特征 |
4.3.4 色调饱和度特征 |
4.3.5 亮度参数特征 |
4.4 本章小结 |
5 荧光特征参数研究 |
5.1 荧光强度特征 |
5.1.1 基质镜质体荧光强度特征 |
5.1.2 孢粉(体)荧光强度特征 |
5.1.3 角质层(体)荧光强度特征 |
5.2 荧光光谱特征 |
5.2.1 孢粉(体)荧光光谱及特征参数 |
5.2.2 角质层(体)荧光光谱及特征参数 |
5.3 本章小节 |
6 显微光度学特征参数相关性分析 |
6.1 显微光度学特征参数与煤质特征参数相关性分析 |
6.2 同一类型不同显微光度学特征参数之间相关性分析 |
6.3 不同类型显微光度学特征参数之间相关性分析 |
6.4 本章小结 |
7 结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
四、焦煤成煤环境及煤变质作用分析(论文参考文献)
- [1]煤的物性评价体系与热解产物预测研究[D]. 景兴鹏. 西安建筑科技大学, 2021
- [2]高硫煤配煤炼焦硫分定向调控及成焦过程研究[D]. 申岩峰. 太原理工大学, 2020
- [3]山西兴县石炭系本溪组煤岩特征及成煤环境[D]. 刘灿. 成都理工大学, 2020
- [4]煤体纳米孔隙结构气体吸附特性研究[D]. 伦嘉云. 中国矿业大学(北京), 2020(01)
- [5]煤热解气化产物的岩石学和地球化学特征研究[D]. 郭鑫. 中国矿业大学(北京), 2020(01)
- [6]煤尘湿润特性及喷雾降尘效率实验研究[D]. 谭烜昊. 湖南科技大学, 2019(06)
- [7]青藏高原聚煤作用[D]. 乔军伟. 中国矿业大学, 2019(03)
- [8]煤中氮同位素组成特征及控制机理[D]. 程晨. 中国矿业大学(北京), 2019(11)
- [9]韩城矿区石炭—二叠纪含煤岩系成煤系统研究[D]. 杜少华. 西安科技大学, 2018(02)
- [10]西北侏罗纪煤显微光度学特征及其变化规律研究[D]. 樊锦文. 西安科技大学, 2016(03)