神府东胜煤成浆性及煤焦浆制备研究

第1章 绪 论 1

　1.1 研究背景及意义 1

　1.2 国内外研究现状 3

　1.2.1 成浆性影响因素研究 3

　1.2.2 制浆原料的研究 21

　1.2.3 成浆性预测模型研究 23

　1.2.4 计算机模拟 24

　1.3 研究思路、内容和技术路线 26

　1.3.1 研究思路 26

　1.3.2 研究内容 26

　1.3.3 技术路线 27

第2章 实验设计与研究方法 29

　2.1 原料及试剂 29

　2.2实验方法及仪器 31

　2.2.1水煤浆制备方法 31

　2.2.2水煤浆性能测定 31

　2.2.3煤样及兰炭末的工业、元素分析 32

　2.2.4煤岩组分测定 32

　2.2.5灰中氧化物测定 33

　2.2.6煤样、兰炭末及分散剂的ATR-FTIR检测 33

　2.2.7比表面积及孔结构分析 33

　2.2.8接触角测定 34

　2.2.9分散剂吸附实验 34

　2.2.10 Zeta电位 35

　2.2.11 热改质实验 35

　2.2.12 模型验证实验 35

第3章 神府东胜煤成浆性影响因素研究 37

3.1 水煤浆的成浆性研究 37

3.1.1 水煤浆的黏浓特性 37

3.1.2 水煤浆的定黏浓度 39

3.1.3 水煤浆的流变特性 40

3.1.4水煤浆的稳定性 44

3.2 煤质特性对成浆性的影响研究 44

3.2.1 水分对成浆性的影响 45

3.2.2 灰分对成浆性的影响 46

3.2.3 挥发分与固定碳对成浆性的影响 46

3.2.4 O/C值对成浆性的影响 47

3.3 煤岩组分对成浆性的影响 47

3.4 灰中氧化物对成浆性的影响 49

3.5 孔结构特征对成浆性的影响 51

3.6 煤的官能团结构对成浆性的影响 53

3.7本章小结 57

第4章 水煤浆体系的耗散粒子动力学和分子动力学研究 58

4.1 模拟方法 59

4.1.1 耗散粒子动力学理论 59

4.1.2 耗散动力学的模拟参数 60

4.1.3 均方位移（MSD） 61

4.1.4 径向分布函数（RDFs） 61

4.2 模拟说明 62

4.2.1 煤与分散剂的分子模型 62

4.2.2 DPD模拟 62

4.2.3 分子动力学模拟 63

4.3 结果与讨论 65

4.3.1 DPD模拟步数 65

4.3.2 分散剂对不同浓度的水煤浆体系聚集形貌的影响 66

4.3.3 分散剂含量对水煤浆体系聚集形貌的影响 68

4.3.4 扩散系数 69

4.3.5 径向分布函数 70

4.4本章小结 81

第5章 分散剂种类与煤炭成浆性的适配规律研究 83

5.1 不同分散剂制备水煤浆的成浆性研究 84

5.1.1 不同分散剂制备水煤浆的黏浓特性 84

5.1.2 水煤浆的定黏浓度 87

5.2 分散剂种类对煤炭成浆性的影响规律研究 89

5.2.1分散剂种类对煤质因素与成浆性的相关性影响 89

5.2.2 分散剂的吸附性能对成浆性的影响 90

5.2.3 煤表面Zeta电位对成浆性的影响 90

5.2.4 煤质因素对煤成浆性影响的重要性 92

5.2.5 基于煤质因素的分散剂种类与煤成浆性适配规律研究 93

5.2.6 分散剂官能团与煤炭成浆性的适配规律研究 100

5.3本章小结 108

第6章 兰炭末对煤焦浆成浆性的影响研究 110

6.1 兰炭末性质的表征 110

6.1.1 兰炭末的工业分析与元素分析 110

6.1.2 兰炭末的官能团特征 111

6.1.3 兰炭末的润湿性 112

6.1.4 兰炭末的Zeta电位 113

6.1.5 分散剂吸附结果 114

6.1.6 兰炭末的孔结构 114

6.2兰炭末的成浆性影响研究 115

6.2.1 水焦浆的黏浓特性 115

6.2.2 水焦浆的定黏浓度 116

6.2.3 水焦浆的流动性 118

6.3 煤焦浆的成浆性 118

6.3.1 煤焦浆的黏浓特性 118

6.3.2 α对定黏浓度的影响 120

6.3.3 α对流变特性的影响 121

6.3.4 α对稳定性的影响 125

6.4 煤焦浆定黏浓度预测方法研究 126

6.5 热改质对成浆性的影响 128

6.5.1 ZJM煤的热重分析 128

6.5.2 热改质对成浆性的影响 129

6.5.3 热改质对焦油及煤气产率的影响 131

6.5.4 热改质对煤质的影响 132

6.5.5 热改质对煤表面润湿性的影响 133

6.5.6 热改质对半焦含氧官能团的影响 133

6.5.7 热改质对半焦的孔结构影响 135

6.5.8 热改质对ZJM半焦成浆性的影响机理 136

6.6 本章小结 137

第7章 结论与展望 139

7.1 主要结论 139

7.2 创新点 141

7.3 展望 142

参考文献 I