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- 混煤镜质体反射率测定的影响因素及类型判别探讨
- 2024年
- 商品煤混煤是炼焦配煤过程中不同煤阶煤种混合而成的煤炭产品,其镜质体反射率的准确测定对混煤原始煤种的鉴别、焦炭质量预测及优化配煤技术均至关重要。结合我国现行煤岩检测标准中镜质体反射率测定概况,探讨煤岩样品制备、测定点数等因素对混煤镜质体反射率测定的影响。基于目前混煤反射率测定和类型判定过程中出现的现象,提出粉煤光片磨抛质量对组分鉴别和测定结果影响较大,测定点数对反射率分布统计直方图和混煤类型判定起决定作用。反射率测值标准差是判断混煤的关键指标,混煤类型判定主要依据测值标准差和凹口数,测值平均值对工业应用不具实际意义,反射率分布图的优势体现在可以直观地反映混煤的原始煤种及其混合程度。混煤镜质体反射率测定结果的准确性评价可通过反射率分布图进行定性判定,准确测定混煤镜质体反射率需要煤质检测人员具有足够的煤岩学相关知识,建议将煤岩学基础理论纳入煤检人员的技能培训体系,从而提升混煤镜质体反射率的测试准确度及降低混煤类型的判别误差。
- 杨妮
- 关键词：镜质体反射率混煤标准差
- 铜绿假单胞菌对富集镜质组新疆大南湖低阶煤的降解特性
- 2024年
- 目前,微生物降解低阶煤技术已经取得显著的研究成果,但低阶煤的组成复杂,微生物降解低阶煤的机理仍然不明晰。因此,根据煤岩学的原理,分离得到富集镜质组的低阶煤(镜质组煤样),从而简化煤的组成,再利用微生物降解镜质组煤样,进而推知微生物对镜质组煤样的降解特性。采用重力分选法分离得到富集镜质组的新疆大南湖低阶煤,利用铜绿假单胞菌对硝酸预处理镜质组煤样进行降解,通过单因素实验和正交实验研究煤浆质量浓度、菌浓度、降解时间对铜绿假单胞菌降解镜质组煤样的影响。结果表明:三种因素按对降解效果的影响由大到小为降解时间、煤浆质量浓度、菌浓度,分析正交实验结果可知,铜绿假单胞菌降解预处理镜质组煤样的最优工艺条件为煤浆质量浓度6 g/L、菌浓度6.37×10^(6) CFU/mL、降解时间11 d,最大降解率为57.1%;对镜质组煤样、预处理镜质组煤样及降解后剩余镜质组煤样进行工业分析和元素分析,发现预处理镜质组煤样经过铜绿假单胞菌降解后,C元素和N元素的质量分数减小,H元素和O元素的质量分数增大;由红外分析结果可知,预处理镜质组煤样经过铜绿假单胞菌降解后,镜质组煤样中芳香结构发生变化,烷基侧链被降解;通过XRD分析发现,预处理镜质组煤样经过铜绿假单胞菌降解后,芳香层片的间距d 002、堆砌高度L c、微晶宽度L a均减小,芳香层数N增大,表明铜绿假单胞菌能够降解预处理镜质组煤样中的芳香结构;采用气相色谱-质谱联用仪对铜绿假单胞菌降解预处理镜质组煤样后的液相产物进行分析,发现在二氯甲烷与甲苯萃取物中,质量分数最高的物质为烷烃类物质(均超过50%),其次为酯类物质(质量分数均在30%以上),相对分子质量均集中在142~394,说明铜绿假单胞菌可以将镜质组煤样降解为小分子;液相产物两种萃取物中还检测到部分胺类�
- 木欣凯刘向荣刘丹许慧赵文硕
- 关键词：镜质组铜绿假单胞菌微生物降解降解产物
- 新疆黑山低阶煤镜质组的分离及其微生物降解研究
- 2024年
- 利用重液离心法分离出新疆黑山低阶煤中的镜质组,采用土壤水微菌对低阶煤镜质组进行降解实验。通过偏光显微镜分析结果可知,镜质组的最佳分离密度区间为1.15~1.20 kg/m^(3),此区间内镜质组的富集产率达到92.50%。土壤水微菌降解镜质组的最佳工艺条件为:煤浆浓度0.60 g/50 mL培养基,菌液用量8 mL/50 mL培养基,降解时间13 d,此时降解率为24.35%。FTIR分析和XRD分析结果表明,微生物降解后,镜质组的脂肪烃、芳香烃吸收峰减弱,羧基和硝基的吸收峰消失,芳香层间距增加,芳香层数减小,说明镜质组中的有机大分子已被土壤水微菌降解为小分子。GC-MS分析结果表明,镜质组的液相产物中主要含有脂肪烃、芳香烃、酯类和胺类等小分子物质,其中脂肪烃类物质的含量最高。
- 许慧刘向荣刘永清木欣凯
- 关键词：镜质组微生物溶煤
- 烟煤镜质组分性质及对活性炭结构特性的影响
- 2024年
- 以大同烟煤和新疆烟煤为原料,采用密度离心分离法提取镜质组富集物,采用气体活化法制备活性炭。对比研究原煤及其镜质组的结构性质差异,以及经炭化和CO_(2)活化后微晶及孔结构的特性变化。采用傅里叶变换红外光谱法对比分析了原煤及其镜质组芳香烃和脂肪烃结构的差异,采用X射线固体粉末衍射法全过程分析了原料、炭化料和活性炭的微晶结构参数及芳香度变化,采用N2吸附法研究了炭化料和活性炭的孔结构特性变化。结果表明:相比于原煤,镜质组富集物的微晶单元尺寸较小,脂肪链长度较短,且支链数量较多,有利于增强炭化过程的流动性。经热重分析法得到镜质组的炭化失重率较高,且失重峰较宽。上述结构性质及反应性差异影响了炭化料的结构特性。经过850℃炭化后,镜质组炭化料的微晶层片尺寸和堆积厚度均增加,原煤炭化料仅增加了层片尺寸,而堆积厚度有所降低,说明显微组分差异主要影响了炭化过程中芳香层片的纵向堆叠。同时相比于原煤炭化料,镜质组炭化料的芳香度较高,BET比表面积和总孔容积相对较大。经过CO_(2)活化后,活性炭的微晶堆积厚度及层片尺寸均低于对应的炭化料,说明CO_(2)活化烧蚀了微晶结构。同时,活化形成了以微孔为主的孔结构,其中镜质组活性炭的BET比表面积分别达到744.1和797.4 m^(2)/g,显著高于原煤活性炭。镜质组活性炭的微孔和中孔容积也较高,其中微孔容积达到原煤活性炭的1.7~2.2倍。上述结果说明芳香度较高、初始孔结构较多的炭化料有利于活化形成更加丰富的微孔结构。
- 朱玉雯王天阳徐杨刘健刘汉桥
- 关键词：烟煤镜质组活性炭微晶结构孔结构
- 不同变质程度煤中镜质组的元素分布特征:基于Raman和原位微区XRF分析
- 2024年
- 为明确煤中元素与有机质之间的关系,本文选择山西太原西山煤田6个矿区石炭系—二叠系太原组8号煤层煤样(镜质体最大反射率为1.26%~2.03%)为研究对象,挑选其中的镜煤条带,利用激光共聚焦拉曼光谱仪(Raman)选出镜质组,结合微区X射线荧光光谱仪(μ-XRF)对镜质组中元素含量和分布特征进行分析,试图探讨不同变质程度煤中镜质组的拉曼光谱和元素的耦合关系。研究发现,镜质组中仍然存在着大量的纳米级矿物,在实验操作过程中即使Raman光谱的结果限定了有机组分,但是由于束斑大小的差异,μ-XRF测试时不可避免的受到了煤中纳米级矿物的影响;Al、Si、K、Ti、V、Fe、Co、Ca主要赋存于镜质组中的纳米级矿物中,Ni、Zn、Ga、Ge、Br、S则主要以有机结合态的形式存在。
- 刘超谢鹏鸿孙蓓蕾孙蓓蕾
- 关键词：镜质组RAMAN
- H_(2)O_(2)预处理胜利褐煤镜质组的生物产气研究
- 2024年
- 【目的】研究H_(2)O_(2)处理对煤中镜质组生物产气的影响。【方法】选择内蒙古胜利褐煤作为研究对象,以实验室前期富集保存的产甲烷微生物作为出发菌群,首先通过浮选对煤炭进行显微组分分离(高镜质组GJ、中镜质组ZJ和低镜质组DJ),并对煤的物化性质进行表征,然后在固液比1:15、H_(2)O_(2)浓度10%、预处理时间30 d条件下用H_(2)O_(2)处理不同镜质组含量的样品,再以处理前后的原煤及残煤进行生物产气实验。采用气相色谱、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱等方法分析H_(2)O_(2)处理前后产气及煤的物化性质变化。【结果】经过H_(2)O_(2)预处理后,煤中镜质组的含量有所下降,挥发成分增加,固定碳减少,H_(2)O_(2)与高镜质组煤样反应更剧烈,氧含量增加,碳含量减少。未经过处理的煤在100 d时产甲烷量为GJ>ZJ>DJ,分别为174.24、164.31、135.52μmol/g煤,而经过H_(2)O_(2)预处理的煤在20 d后停止产气,最终产甲烷量分别为39.63、39.61、41.55μmol/g煤,比原煤产气减少了77.26%、75.89%和69.34%。随着镜质组含量的增加,经过H_(2)O_(2)处理后的煤样芳香环层片的层间距d002、单层层片的延展度La和层片的堆叠度Lc减小,而芳香层数N增加,表明晶核结构变小。经过H_(2)O_(2)处理后煤芳烃碳、芳香族、C=O基团和C=C基团所占比例增加,芳环缩合度增大,含氧官能团变多。【结论】利用H_(2)O_(2)长时间处理使煤基质中较易被微生物利用的有机质结构减少,从而降低了产气能力。
- 张昊鹏张丹何环任义陈林勇刘健黄再兴
- 关键词：褐煤预处理镜质组
- 小保当富镜煤与富惰煤大分子结构模型构建及分子模拟
- 2024年
- 运用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)及^(13)C核磁共振谱等方法,分析研究了小保当煤富镜质组分离物(XV)和富惰质组分离物(XI)的大分子结构。研究结果表明,小保当煤中氧元素主要是以羰基、醚键、醚氢键、羟基环氢键等形式存在,XI结构中的羰基氧含量高于XV结构;氮元素主要以吡啶型氮(N-6)和吡咯型(N-5)的形式存在,XPS S(2p)谱信号极弱,在构建平均结构模型时不考虑硫的赋存形式。XV和XI的芳碳率分别为57.91%和66.02%、桥碳和周碳之比分别为0.17和0.33、脂肪碳和芳香碳之比分别为0.97和0.71;XV较XI含有较多的链状或者环状脂肪结构,XV结构中芳香核以苯和萘为主,平均尺寸为0.448 nm,平均缩合环数为2.68;XI结构中芳香核以萘和蒽为主,平均尺寸为0.676 nm,平均缩合环数为3.03。2种煤大分子结构的分子式分别为C_(170)H_(150)O_(40)N_(2)与C_(192)H_(136)O_(37)N_(2),利用所构建的分子结构模型可进一步研究煤的热解、孔隙结构演化及煤层气吸附等机理。
- 邹晓艳李焕同朱志蓉姚征马越赵培
- 用演变热动力学分析镜质组反射率梯度与古地温梯度的关系
- 2024年
- 文章将煤变质热动力学方程演变成有机质演化热动力学方程并用于准确描述古地温、镜质体反射率和岩层绝对年龄三者之间的关系。进而推导出用镜质组反射率梯度计算古地温梯度的数学方程,并用以求解埋深。对于古近系构造层,计算埋深与参考埋深的平均相对误差为8.28%,对于古生界构造层,计算埋深与参考埋深的平均相对误差为3.94%,均远大于计算温度时的平均相对误差。研究表明,要想更好地诠释不整合面上、下构造层中镜质体反射率随深度的“跳跃”无法耦合的情况,既要考虑不整合面地层的剥蚀(沉降)–反剥蚀(隆升)的影响,同时还得考虑古地温梯度变化的影响。
- 马青华张学梅李东梁磊郝静远
- 关键词：热动力学古地温梯度埋深
- 炼焦用煤镜质组反射率测定的影响因素
- 2023年
- 炼焦用煤是指用于钢铁生产中焦化过程中制作高质量焦炭的煤种。从炼焦用煤和镜质组反射率的基本概念出发,分别介绍这两者的基本含义及其关键技术,然后重点分析炼焦用煤镜质组反射率测定的影响因素,并分别对各个因素进行详细的分析,并给出相应的处理措施。
- 赵泽美
- 关键词：炼焦用煤镜质组反射率
- 基于随机森林和树突网络的煤镜质组反射率估计被引量：1
- 2023年
- 镜质组平均最大反射率是表征煤化程度的重要指标,在确定煤级、鉴别混煤和指导炼焦配煤中起关键作用。传统反射率测定方法费时耗力,且测量结果的主观性较强,致使实验室间鉴定结果的可比性差。针对该问题,提出一种基于随机森林(RF)和树突网络(DDNet)的煤镜质组反射率估计方法,主要包括煤岩显微图像分割、镜质组识别和镜质组平均最大反射率预测3个部分。利用手肘法和K-Means算法对显微图像聚类,以实现不同显微组分区域的分割;采用人工少数类过采样法(SMOTE)对少数类样本过采样,以改善煤岩中镜质组与非镜质组区域样本的不均衡问题;利用基于DDNet的回归算法实现镜质组平均最大反射率的估计,构建回归模型时从镜质组区域中选择多个41×41像素的方形窗口并提取其灰度特征,以提高算法的鲁棒性,其决定系数达到0.990。实验结果表明:采用手肘法自动确定K-Means算法的参数K,具有良好的自适应能力,能够自动区分不同类别数的显微组分;SMOTE方法可有效避免模型因过度学习样本先验信息而导致对多数类识别好、少数类识别差的问题,提高分类准确度,其中基于RF的识别模型准确率达到97.0%;建立了7种回归估计模型,其中DDNet回归模型性能最佳,决定系数达到0.990,预测结果与实际值高度契合,验证了所提方法的可行性。
- 袁懿琳赵荣焕何坤黄秀王洪栋邹亮
- 关键词：K-MEANS聚类SMOTE
