褐煤

汇报内容


一、褐煤概述
二、褐煤的物理和化学结构
三、褐煤的界面特性
四、褐煤中的水
五、褐煤的干燥工艺
六、结论
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一、褐煤概述Fra Baidu bibliotek

褐煤是一种煤化程度最低的煤种，它是泥炭沉积后 经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物，属于 低阶煤,因外表呈褐色或暗褐色而得名。 褐煤大多数无光泽，真密度在1.10～1.40g/cm3之间， 水分高达30%～60%，挥发分高、燃点低、不粘结、 易风化变质，含原生腐殖酸，含氧高，化学反应性 强，热稳定性差，是一种易燃的化石燃料。
根据褐煤中水分脱除时的状态，分为蒸发干燥脱水 和非蒸发脱水。 蒸发干燥脱水是指水分以水汽的形态从煤中脱去， 分为直接蒸发和间接蒸发。 直接蒸发 ：磨煤机干燥、热风转筒或流化床干燥、 蒸汽流化床干燥、加压热气流干燥、NBCL/UBC工艺， 碳干燥工艺、微波干燥、太阳能干燥、高密度褐煤 和煤球干燥等方式。
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三、褐煤的物理结构

丰富的孔结构为水的存在提供了空间，是褐 煤高含水的主要因素之一 。
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褐煤中的孔从尺寸上分大孔（直径大于30 nm），中 孔（直径2-30 nm）和微孔（直径小于2 nm）。褐煤 孔隙率和孔体积主要是大孔的贡献，小孔的贡献主 要是褐煤的表面积。 煤中的孔还存在不同的形态。有些构成孔的通道， 有些属于盲孔，有些属于封闭孔，还有敞开式的孔
物理分析法包括热解法、光谱分析法

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五、褐煤的界面特性

表面张力是水的自然属性，煤的润湿性与界面相关。 对褐煤而言，孔隙结构发达，比表面积大。表面有 丰富的含氧官能团，与水形成各种氢键，增强了表 面与水的润湿性这也是褐煤难除水和脱水后易复吸 的原因之一。因此，褐煤脱水和界面改性应同时进 行。
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中国褐煤保有储量1300亿吨，占全国煤炭储量13％
主要分布在内蒙古东北部地区，占全国褐煤保有储 量的80%
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二、影响褐煤利用最主要的因素
(1)褐煤极易氧化 ,低变质程度褐煤开采后露天一个 星期就会完全风化成泥炭状 (2)成堆的褐煤风化还会引起煤堆自燃 ,既浪费了资源 又污染环境 (3)褐煤含水较多 ,孔隙较多 ,且多为大孔 ,机械强度较 低 ,在运输过程中造成运力过大且易破碎。 (4)褐煤有较高的含氧量 ,氧主要以含氧官能团和氧桥 键存在 ,干馏过程中会在有氧处断裂 ,不易形成熔融 的焦质体 ,不能用作炼焦煤。

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四、褐煤的化学结构

褐煤中的氧以多种官能团的形式存在,高含氧量是褐 煤中高含水量的主要原因，同时也是褐煤表面的酸 性较高的原因。
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褐煤中的含氧官能团主要包括羧基、羟基、甲 氧基和羰基。 分析褐煤中含氧官能团的方法简单分为两类：化学分 析法和物理分析法。


化学分析法——湿式化学法。包括非水滴定法，离子 交换法，NaOH直接摘定法，硼氢化物法。
六、褐煤中水的赋存状态

外在水（煤的大孔中水，105度能够蒸发的水） 内在水（小孔和微孔中，105-110度能够蒸发的水） 化合水：结晶水和热解水
其中外在水又称自由水，内在水又称束缚水，
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七、研究褐煤中水作用的方法


水作为探针法
冷冻差热量热法


H-NMR 衰减技术
理论模型
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八、褐煤的脱水工艺
对不同的类型的水，能量脱除机制不同；既要脱除
褐煤中的水，又要同时对界面进行改性，解决脱水
后褐煤不稳定的问题也是褐煤提质研究的重要方向
之一。
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间接蒸发：湿固体接触到一个在另一端用蒸汽、油 或热空气等传热介质加热的热面时产生了间接或接 触式干燥 。例如：回转蒸汽管干燥器。

非蒸发脱水是将水从煤中以液态形式脱除 。包括热
能脱水工艺、机械热挤压脱水、有机溶剂脱水。
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九、结论
研究褐煤中水的类型和含量必须从水的本身和褐煤 孔隙、含氧官能团类型和含量以及界面特性入手，