胜利褐煤提质及其表面形貌与物相结构研究

燃烧反应过程中胜利脱灰褐煤微结构演变特性研究宋银敏;李娜;班延鹏;滕英跃;智科端;何润霞;周华从;刘全生【摘要】The combustion of Shengli lignite demineralized with hydrochloric acid was carried and residues from different reaction conditions were obtained. The microstructural properties of the lignite and residues were examined by FT-IR, XRD, XPS and Raman, respectively. The results indicate that aliphatic functional groups were consumed during combustion, while oxygen-containing groups and aromatic structure were consumed and generated alternatively. The proportion of C-C/C-H structure decreased after increasing, while the content of carbon-oxygen structure was increased following decrease. The aromaticity of residues increased and ID/IG increased before decrease, while IS/IG decreased before increase. This indicated that graphitization transformation degree of lignite obviously increased during combustion, especially in the late stage of reaction.%对胜利脱灰褐煤的燃烧反应性进行了测试,并利用FT-IR、XPS、XRD和Raman等对不同条件下的未反应残留物进行了表征,以分析胜利脱灰褐煤在燃烧过程中微结构演变特性.结果表明,在燃烧反应过程中,煤样的脂肪族官能团不断消耗,碳氧官能团和芳烃骨架的消耗与生成交替进行,褐煤表面C-C/C-H 键合结构所占比例先增加后减少,碳-氧键合结构所占比例先减小后增加,未反应残留物的芳香度不断升高,褐煤的石墨缺陷指数先增加后降低,而脂肪族侧链指数则呈现先减少后增加的变化规律,表明随着燃烧反应进行对褐煤未反应残留物的石墨化程度逐渐提高,特别是在燃烧反应后期,石墨化程度显著提高.【期刊名称】《燃料化学学报》【年(卷),期】2017(045)012【总页数】7页(P1417-1423)【关键词】胜利褐煤;煤自燃;未反应残留物;结构特性【作者】宋银敏;李娜;班延鹏;滕英跃;智科端;何润霞;周华从;刘全生【作者单位】内蒙古工业大学化工学院内蒙古自治区低阶碳质资源高值化利用重点实验室,内蒙古呼和浩特 010051;内蒙古工业大学化工学院内蒙古自治区低阶碳质资源高值化利用重点实验室,内蒙古呼和浩特 010051;内蒙古工业大学化工学院内蒙古自治区低阶碳质资源高值化利用重点实验室,内蒙古呼和浩特 010051;内蒙古工业大学化工学院内蒙古自治区低阶碳质资源高值化利用重点实验室,内蒙古呼和浩特 010051;内蒙古工业大学化工学院内蒙古自治区低阶碳质资源高值化利用重点实验室,内蒙古呼和浩特 010051;内蒙古工业大学化工学院内蒙古自治区低阶碳质资源高值化利用重点实验室,内蒙古呼和浩特 010051;内蒙古工业大学化工学院内蒙古自治区低阶碳质资源高值化利用重点实验室,内蒙古呼和浩特 010051;内蒙古工业大学化工学院内蒙古自治区低阶碳质资源高值化利用重点实验室,内蒙古呼和浩特 010051【正文语种】中文【中图分类】TQ534褐煤作为一种低变质煤种，富含链烷烃、芳香烃及碳氧支链等小芳香环及官能团类石油结构，具有易于解聚、降解组分高、化学稳定性差以及反应性高等特点。

胜利褐煤提质及其表面形貌与物相结构研究周晨亮;宋银敏;刘全生;李阳;智科端;滕英跃;何润霞;张楹斗【期刊名称】《电子显微学报》【年(卷),期】2013(32)3【摘要】SL lignite was pyrolyzed in a fixed-bed reactor at 300 ～900 ℃.The surface morphology,functional group and structure of the upgraded chars and parent lignite were investigated by SEM,FT-IR and XRD.SEM microscopic observation shows that the Shengli lignite is composed of a plant cell-like structure with the round and oval shaped pores and micro voids,lamellar structure aggregates and discrete particulatestructure.Py rolyzed temperature above 500 ℃ causes the large number generation of spherical particles (Spherical are Particles) on the plant cell-like surface structure.Char with relatively clean surface can be generated through pyrolysis processes under steam contend atmosphere.FT-IR test results show that steam in the pyrolysis processes at 500 ℃ causes the reaction of hydroxy compound with the water vapor,resulting in significant weakening of hydroxy associative absorption peak of SL-500 at 3400 ～3700 cm-1,and SL-H2O-D and SL-H2O-T absorbing more CO2.XRD results indicate that CaS appeares with the increasing of pyrolysis temperature.%利用固定床反应装置,对内蒙古胜利褐煤(SL-raw)在300℃～900℃进行了热解提质,利用SEM(扫描电子显微镜)、XRD(X-射线粉末衍射仪)和FT-IR(红外光谱仪)对不同温度热解所得提质煤焦进行了表面形貌、物相及官能团的分析,研究了热解温度对其影响规律.SEM显微观察表明,胜利褐煤由带有微米级圆形和椭圆形孔道及空隙的植物细胞状结构、片层结构团聚体及离散颗粒状结构等3种主要形态组成.当500℃以上热解,植物细胞状结构表面生成大量的球状颗粒(spherical particles).在热解过程中通入水蒸气后可以得到表面相对洁净的煤焦.FT-IR检测结果表明当在500℃热解过程中通入水蒸气后,煤焦中的含羟基化合物会与水蒸气发生反应,使得SL-500在3400～3700 cm-1处的羟基缔合吸收峰显著减弱,并使煤焦(SL-H2O-D 和SL-H2O-T)表面吸附有CO2.随着热解温度提高,整体颗粒尺寸在逐渐减小,同时具有片层结构的团聚体外表面的片层颗粒逐渐变成椭圆形.不同热解温度所得煤焦的XRD结果表明,随着热解温度的升高,煤焦中会有CaS生成.【总页数】7页(P237-243)【作者】周晨亮;宋银敏;刘全生;李阳;智科端;滕英跃;何润霞;张楹斗【作者单位】内蒙古工业大学化工学院,内蒙古工业催化重点实验室,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学化工学院,内蒙古工业催化重点实验室,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学化工学院,内蒙古工业催化重点实验室,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学化工学院,内蒙古工业催化重点实验室,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学化工学院,内蒙古工业催化重点实验室,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学化工学院,内蒙古工业催化重点实验室,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学化工学院,内蒙古工业催化重点实验室,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学化工学院,内蒙古工业催化重点实验室,内蒙古呼和浩特010051【正文语种】中文【中图分类】TD849+.2;TQ54;TG115.21+5.3【相关文献】1.不粒径胜利褐煤燃烧反应性能和表面形貌研究 [J], 宋银敏;李娜;班延鹏;滕英跃;智科端;何润霞;周华从;刘全生2.胜利褐煤提质过程中水分的迁移及其干燥动力学研究 [J], 滕英跃;刘全生;智科端;余海燕;陈琛;赵菊芳3.胜利东二号露天煤矿褐煤提质方法探究 [J], 吴多晋4.胜利褐煤热解提质-气化特性实验研究 [J], 杨显军;张成;谭鹏;苏杭;方庆艳;陈刚5.轻度热解提质褐煤孔结构研究 [J], 叶普海;周敏;刘恭欣;钱春梅;杨絮;陈恒宝因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

科技论坛褐煤提质技术的探讨与研究徐宝生（中煤黑龙江煤炭化工集团有限公司，黑龙江依兰154854）1褐煤提质原理、技术现状褐煤提质是指褐煤通过合理的干燥过程，降低煤含水量提高褐煤能量密度的技术。

提质技术是以特定的工艺方法脱除影响褐煤热值的水、氧和低热值挥发份物质，使褐煤发热组份富集，热值提升，达到中高热值煤炭指标，生产出优质褐煤提质产品及煤焦油产品。

提质后的褐煤将更有利于利用、运输和贮存。

目前，国内褐煤提质技术还没有大规模工业应用。

国内，多采用高温烟气通过磨煤机干燥煤粉、工艺大都采用燃煤烟气直接接触的转筒式干燥气流及链式干燥机等。

这些工艺单机处理量小、占地面积大、投资高、污染大等问题不符合中国节能减排的要求。

国外，最成熟先进的提质工艺是过热蒸汽流化技术（SFCU 技术）、德国RWE 公司已经在德国建成3套过热技术装置，最大脱水能力达到110t/h 。

美国Encoal 、Coaltek 、K-fuel 、澳大利亚Coldry 和神户钢铁分别利用冷凝水余热、微波、高压蒸汽蒸煮等方式进行提质，但存在装置投资大、运行费用高等缺点。

大唐华银与五环公司合作开发的低阶煤转化技术（LCC ），该技术是在美国伊煤公司（ENCOAL ）低温煤液化技术（LFC ）基础上进行二次开发，并重新申请了相关专利和商标，在褐煤热解提质领域处于国际领先水平。

2低阶煤转化技术（LCC ）该技术是一种煤炭轻度热解工艺技术。

褐煤提质加工过程主要分为三步：第一步是干燥，除掉褐煤中的平衡水分；第二步是轻度热解，除掉褐煤中的一部分挥发分，使褐煤改质成为物理化学性质相对稳定的优质固体燃料-半焦（PMC ），轻度热解过程可副产液态燃料-低温煤焦油（PCT ）；第三步是精制，对干燥热解后的固体产物进行钝化处理，降低活性。

项目工艺过程简图如下：褐煤提质加工可得到固体燃料-半焦（PMC ），半焦性质稳定，可长途运输、长期贮存，销售半径大大增加，燃烧特性大大优化，热值提高接近一倍，硫含量大大降低，是一种优质环保的固体燃料，除可作为化工厂煤气化的造气原料外，还可用于高炉喷吹、铁合金等行业用做还原剂掺合料。

探讨褐煤提质技术的现状浅析随着我国经济的日益发展以及对能源需求的不断增长，国内优质煤的供应日渐紧张，发展褐煤提质的技术以及应用可以缓解我国紧张用煤需求。

1 褐煤的特点褐煤是矿化程度最低的矿产煤，煤质特点是水分大、孔隙率达、挥发分高、不黏结、热值低，含有不同数量的腐殖酸，含氧量在15%-30%左右，热稳定性差，易风化不适合储存以及长距离运输，直接燃烧不仅热值低，而且污染环境，浪费巨大。

提质后的褐煤，相比提质前，水分可以下降70%左右，发热量可提升6MJ/kg左右，表面性质也会发生一定的改变，不仅有利于贮存和运输，而且有利于燃烧，发电，化工方面的使用，所以，提质成为了褐煤较为环保并高效的利用方式。

2 褐煤提质的技术现状褐煤提质指的是在一定的温度压力条件下，脱除褐煤的水分，含氧官能团以及多余的灰分，提高褐煤品质的过程。

提质的方法主要有物理法和化学法，物理法的是将褐煤加热或与高温物质，如热烟气、过热蒸汽等，进行换热，脱除其中的水分和部分挥发分，提质过程中煤体不发生化学变化。

化学法是在较高的温度下，在隔绝空气（或在非氧化气氛）条件下，褐煤发生热解反应，在脱除水分和大部分挥发分的同时，生成煤气、焦油、粗苯和焦炭或半焦的过程。

此过程中，褐煤煤体发生了焦化和热分解等化学变化。

2.1 物理法物理法指的是干燥脱水提质，干燥法又分为两类：蒸发脱水提质，非蒸发脱水提质。

2.1.1 蒸发脱水提质褐煤蒸发脱水技术是指在较低温度下，通过使用过热蒸汽、烟道气或热油为干燥介质进行脱水的一种褐煤脱水干燥方法，下面介绍几种蒸发脱水提质的方法。

2.1.1.1 回转管式干燥工艺该工艺适用于褐煤的轻度干燥，在常压下褐煤在管式干燥器内在低压蒸汽的作用下被加热到100℃左右，此时水分被蒸发出来，脱水后的空气通过除尘器和煤粉分离开，一部分空气进入回转窑作为脱水介质继续循环，剩余的排入大气。

此方法用于褐煤的快速、轻度干燥，但是干燥后不易长期储存、运输，干燥后的褐煤复吸现象严重，另外此法尾气排放量大，排空的粉尘较多，不环保且能耗大。

褐煤提质技术综述褐煤是一种煤炭资源，由于其灰分和硫分含量较高，燃烧产生的污染物也相对较多。

为了减少褐煤的环境污染，并提高其燃烧效率和利用价值，人们对褐煤的提质技术进行了广泛研究。

本文将综述褐煤提质技术的研究进展。

提高褐煤质量的方法主要包括煤炭分选、矿物质去除和降低含水率等。

煤炭分选是将褐煤按照不同的物理性质进行分离，以提高褐煤的焦化性能和燃烧性能。

常用的分选方法有重介浮选、重介干选和电选等。

矿物质去除是通过酸洗、浮选和湿法磁选等方法去除褐煤中的矿物质，以提高褐煤的燃烧效率。

降低含水率是通过烘干、脱水等方法降低褐煤的含水率，以提高其燃烧效率。

改善褐煤燃烧性能的方法主要包括干燥、粉碎和添加剂等。

干燥是通过烘干和热风等方法将褐煤中的水分蒸发，以提高褐煤的可燃性和燃烧效率。

粉碎是将褐煤粉碎成适合燃烧的颗粒大小，以提高褐煤的燃烧速度和燃尽度。

添加剂是指向褐煤中添加一些化学物质，如脱硫剂、燃烧助剂和粘结剂等，以改善褐煤的燃烧性能和减少环境污染。

此外，还有一些新兴的褐煤提质技术，如气化、液化和热解等。

气化是将褐煤转化为合成气或合成油的过程，通过气化可以提高褐煤的利用价值。

液化是将褐煤转化为液体燃料的过程，通过液化可以提高褐煤的储运和利用便利性。

热解是将褐煤在高温下分解为煤焦油、煤气和固体炭的过程，通过热解可以提高褐煤的燃烧性能和提取煤焦油等有用产品。

总之，褐煤提质技术是为了提高褐煤的质量和燃烧性能，减少环境污染和提高煤炭利用效率而进行的研究。

随着科学技术的发展，褐煤提质技术将不断创新和完善，为褐煤的高效利用提供更多可能。

褐煤提质技术分析1、褐煤提质的必要性近年来，世界优质煤炭资源越来越少，煤炭价格大幅上涨，价格相对低廉的褐煤开发利用被重视起来。

拥有褐煤资源的国家现都积极研究褐煤作为燃料煤的使用方法和用量，其中德国、美国和俄罗斯作为储量大国，均将褐煤作为未来重要战略资源加以开发和利用。

我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，已探明的褐煤保有储量达到1300亿t，占到全国煤炭总储量的13%左右，迄今对褐煤尚未进行大规模的开发和利用。

褐煤是煤化程度最低的煤种，煤化程度介于泥炭和烟煤之间，含水量高，在空气中易风化，含一定量的原生腐殖酸，碳含量低，氧含量高，氢含量变化大，挥发分一般在45％～55％。

褐煤与其他煤种相比，含氧量高、灰分及灰熔点变化较大、密度小、易自燃，煤粉容易爆炸，褐煤中较高的水分含量，增加了褐煤的运输成本，长距离运输还会带来自燃和爆炸的问题，限制了褐煤向较远地区的运输。

褐煤直接燃烧的热效率较低，且温室气体的排放量也很大，难以大规模开发利用。

此外，褐煤作为原料转化利用也受到限制，褐煤液化、干馏和气化都需要把煤中水分降至10％以下。

褐煤若不经过提质加工将难以满足多种用户的质量要求。

因此褐煤提质加工脱除褐煤中的水分，消除褐煤脱水后发生自燃、爆炸的潜在危险，从而提高褐煤品质，是扩大褐煤应用范围的关键。

褐煤脱水提质加工后，水分显著降低，发热量大幅度提高，既可防止煤炭自燃、便于运输和贮存，又有利于发电、造气、化工等使用。

2、褐煤提质的意义长距离运输高水分、低热值的褐煤在经济上是不合算的。

美国曾对褐煤脱水后减少运输量的效果做过评估，一种水分42.52%、发热量2847kcal/kg的褐煤，经2.02Mpa的蒸汽处理后，水分降至14.43%，发热量增加到4315kcal/kg，相当于提高了热值51.6%。

发电厂240万千瓦机组一年大约要用褐煤1100万吨，如果能将褐煤水分由36%降至16%左右，则一年可减少220万吨煤炭运输，节省运费6600万元。

不同萃取方式对胜利褐煤萃取物结构的影响于晓慧;冯莉;张曼;赵迎亚【摘要】以胜利褐煤为研究对象,选取丙酮、甲醇、四氢呋喃3种溶剂,通过索氏萃取、超声波辅助萃取和微波辅助萃取3种方式萃取胜利褐煤中的小分子物质.通过FT-IR、GC/MS等测试方法对萃取物结构进行了分析.研究表明,3种溶剂的萃取率:四氢呋喃＞丙酮＞甲醇,溶剂本身的性质是主要的影响因素.通过分析萃取物的红外光谱图可知,脂肪烃类物质均以超声波辅助萃取物较多;微波萃取物和索氏萃取物含氧类化合物较多.GC/MS分析结果显示,萃取物主要由脂肪烃、芳烃和含杂原子化合物组成.脂肪烃主要由C1o～C24的正构烷烃和少量烯烃以及取代环烷烃构成;芳烃主要为短链取代的苯和萘;含极少量的菲和芘.含杂原子化合物种类丰富,主要为一些长链的烷酸甲酯、醇、酚、醛、酮和含氮化合物.萃取方式不同,萃取物种类也有差异,超声波辅助对于加速脂肪烃类物质的溶出具有显著的效果,索氏萃取和微波辅助对于萃取含杂原子化合物具有明显优势.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2015(034)009【总页数】5页(P27-31)【关键词】褐煤;索氏萃取;超声波辅助萃取;微波辅助萃取【作者】于晓慧;冯莉;张曼;赵迎亚【作者单位】中国矿业大学化工学院,江苏徐州221116;中国矿业大学化工学院,江苏徐州221116;中国矿业大学化工学院,江苏徐州221116;中国矿业大学化工学院,江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】TQ531.10 引言随着煤炭资源的大量开采，硬煤资源大量减少，低品质褐煤资源引起了各界的重视，形成了研发褐煤提质加工技术的热潮［1-2］。

在褐煤提质加工技术中，褐煤萃取是一种重要的提质手段。

煤的溶剂萃取是从分子水平上研究煤中有机物组成的有效方法。

原理是通过溶剂来破坏煤分子间的氢键、范德华力、弱络合力等，从而将煤中的可溶分子相释放出来［3-4］。

目前，有关煤的溶剂萃取多是集中在溶剂萃取率和抽提效果方面的研究。

胜利西一号露天煤矿褐煤提质加工可行性探讨郝志东;苏根深【摘要】分析了在不同条件下胜利西一号露天煤矿6号煤煤质变化特征,论证了褐煤加工对煤质的改善,指出了褐煤提质加工的可行性及其经济意义.【期刊名称】《露天采矿技术》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】3页(P34-36)【关键词】露天煤矿;褐煤;提质加工;效益【作者】郝志东;苏根深【作者单位】神华北电胜利能源有限公司,内蒙古锡林浩特026000;神华北电胜利能源有限公司,内蒙古锡林浩特026000【正文语种】中文【中图分类】TQ53褐煤是一种高挥发份、高水分、高灰分、低热值、污染重且利用率相对较低的资源。

胜利煤田位于锡林浩特北郊，整个煤田总体呈北东-南西条带状展布，走向长45 km，倾向宽平均7.6 km，含煤面积 342 km2，煤炭地质储量224亿t。

胜利煤田煤质总体上为中低灰、低硫或特低硫、低磷、中等发热量的褐煤，并且属含油-富油煤，化学反应活性好。

煤的主要用途是发电用煤、液化用煤和化工用煤。

该煤田已列入全国十三个大型煤炭基地之一蒙东基地之中，总体规划已由国家发改委批准。

胜利西一号露天煤矿东西平均长6.84 km，南北平均宽5.43 km，面积37.14km2，开采条件优越，井田范围内可采储量18.90亿t。

主要开采煤层有5号煤层和6号煤层，煤层倾角小于5°。

其中：5号煤层平均厚度15.6m，平均发热量在11.72 MJ/kg左右；6号煤层平均厚度31.4 m，平均发热量在14.24 MJ/kg左右。

胜利西一号露天煤矿2009年完成煤炭产销量1 054万t，2010年完成煤炭产销量1 450万 t，2011年胜利露天煤矿达到2 000万t的产能。

在几年的煤炭销售中，由于褐煤煤质差、发热量低，市场占有率相对较低。

而与此同时，一些褐煤企业如大唐煤业、乌兰图嘎煤业、蒙东宏文集团、白音华煤电有限责任公司等都在扩大生产规模，竞相争夺市场。

褐煤提质技术发展现状与分析褐煤（也称为泥质煤或褐炭）是一种低质煤炭，主要由植物组成，含有较高的水分和灰分。

与其他类型的煤相比，褐煤的能源含量较低且污染物排放较高。

然而，褐煤作为一种广泛存在的能源资源，具有丰富的储量和广泛的分布，因此对其提质技术的研发和应用具有重要意义。

1.热解技术：热解技术是一种利用高温和缺氧条件将褐煤转化为高品质煤的方法。

该技术可以通过降低水分和灰分含量来提高煤炭的能源含量。

热解技术可以采用各种方式，如干燥热解、热解燃烧和热解气化等。

2.浸出技术：浸出技术是一种通过将褐煤浸泡在溶剂中并去除其中的杂质来提高煤炭质量的方法。

浸出技术可以使用水或有机溶剂作为浸出剂，通过溶解和洗涤的方式去除煤炭中的水分、灰分和硫分等杂质。

3.燃烧掺烧技术：燃烧掺烧技术是一种将褐煤与其他燃料混合燃烧的方法。

通过将褐煤与高品质煤或生物质等其他可燃物混合燃烧，可以提高燃烧过程中的热值和燃烧效率，减少烟尘和污染物的排放。

尽管褐煤提质技术已经取得了一些进展，但目前仍存在一些挑战和限制。

首先，由于褐煤的能源含量较低，提质技术需要消耗大量的能源和资源，这增加了提质成本。

其次，褐煤提质技术涉及到复杂的化学和物理过程，对技术人员的专业知识和操作技能有一定要求。

第三，褐煤提质技术需要充分考虑环境保护和可持续发展的要求，以减少污染物排放。

在应对这些挑战的同时1.创新技术的研发：通过开展科学研究和技术创新，发展更加高效和环保的褐煤提质技术。

可以探索使用新型浸出剂、热解剂和掺烧燃料等，以提高提质效果和降低成本。

2.加强政策支持：制定有利于褐煤提质技术发展的政策措施，鼓励企业加大技术研发投入，并提供财政补贴和税收优惠等支持措施。

此外，还可以加强对褐煤资源的规划和管理，提高资源利用效率。

3.加强国际合作：通过加强与国际合作伙伴的合作，共享技术资源和经验，加快褐煤提质技术的引进和推广。

可以与其他国家和地区的相关机构建立合作关系，开展联合研究和项目合作。