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以低变质粉煤为主要原料,沥青、重质油及焦煤等为粘结剂制备型焦,对低变质粉煤资源的分级提质与增值利用具有着重要的意义。本文采用陕北孙家岔地区的低变质烟煤,在粘结剂作用下利用冷压成型热解技术制备型焦,重点研究了氧化过程提高型焦强度的机理及热解过程的成焦机理。采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG-DTG)、气相色谱质谱联用(GC-MS)及扫描电镜(SEM)等对热解产品型焦、焦油、煤气进行分析表征。研究表明,型煤的低温空气氧化处理可有效提高型焦的抗压强度,在氧化温度为200℃、氧化时间2.5h、空气流量200L/h的条件下,热解后型焦的抗压强度可提高66.7%。低温氧化处理后,粉煤氧化生成的羰基和羧基会进一步反应生成CO,随着氧气含量增加,CO再被氧化为CO2;粘结剂沥青中的芳烃逐渐减少,发生脱氢反应,进而缩聚为大分子的芳香类沥青质等;氧化后煤样中的沥青烯及前沥青烯含量明显增加,在热解过程中能够形成液态胶质物质,有利于煤粒之间的粘结,从而提高型焦的抗压强度。经氧化处理后的型煤在热解温度800℃,保温时间4h的条件下热解,型焦的抗压强度为11.8MPa。不同粘结剂配比时的型煤经氧化处理后,在热解温度1000℃、保温时间4h的条件下进行过热解,当低变质粉煤、沥青、重质油和焦煤添加量分别为60%、20%、10%和10%时,型焦的抗压强度最大可达到18MPa,CRI为29%,反应后强度为6.33MPa。热解过程中,沥青的加入有助于型焦强度的提高,同时热解焦油中质组分含量增加。粉煤在热解过程中会起到供氢作用,导致重质油发生轻质化,同时热解焦油中轻质组分发生加氢裂解,中质和重质组分含量升高。焦煤的加入有利于提高胶质体的含量,对型焦强度有所提升,但影响不如沥青显著。