褐煤干燥脱水影响：理化结构与加氢转化性能变化

"干燥脱水对褐煤理化结构和加氢转化性能的影响" 褐煤是一种低阶煤，其含水量较高，对它的处理和利用带来了挑战。本论文着重研究了低温干燥法对褐煤水分去除及其对褐煤理化结构和加氢转化性能的影响。在低温干燥过程中，褐煤水分的脱除可以分为两个阶段：准稳态干燥阶段和降速干燥阶段。前者水分脱除速度快，主要去除的是不冻水和吸附水；后者则缓慢，主要是颗粒间水和自由水。 研究表明，褐煤中的水分有四种赋存状态：不冻水、吸附水、颗粒间水和自由水。在准稳态干燥阶段，吸附水和不冻水相对容易脱除，而剩余的水分则深藏在微孔结构中，导致其自由度下降。通过低温干燥，褐煤的质量分数中的水分减少，C/H原子比增加，高位发热量也显著提高，显示出脱水过程对褐煤的提质效果。然而，尽管固定碳与挥发分质量比以及表面官能团种类在脱水后基本保持不变，但煤的微观形貌发生变化，煤体变得更加易碎，平均孔径减小，BET比表面积和孔容增大，这些变化在第二阶段干燥的分界处达到最大。 此外，褐煤的加氢转化性能在脱水后得到显著提升。水分的减少使得褐煤在煤/油加氢共炼过程中的转化率增加，这是因为水分的存在会阻碍反应的进行，而脱水后褐煤的孔隙结构改善，有利于氢气和反应物的扩散，从而提高了转化效率。总体来看，褐煤的脱水处理不仅有助于提高其能源价值，还为优化其在加氢转化过程中的性能提供了可能。 论文中提及的相关研究涵盖了选煤、煤化学、煤燃烧、热解、气化和清洁利用等多个领域，强调了水分对煤炭性质和利用方式的重要影响。例如，煤泥水的微细颗粒水化行为、煤燃烧时的NOx排放、热解过程中煤的表面疏水性和焦油品质的提升、气化炉内的热态行为以及煤直接液化的问题等。这些研究共同构成了煤炭资源利用的综合知识框架，揭示了水分在煤炭加工过程中的复杂作用和控制水分的重要性。 总结来说，褐煤的低温干燥脱水对其理化结构和加氢转化性能产生了显著影响，改善了其热值并增强了其在化工过程中的利用率。同时，论文提供的相关研究扩展了我们对煤炭处理和利用技术的理解，为提高煤炭资源的清洁高效利用提供了理论依据和实践指导。