煤粉分形維數對低階煤配煤成漿性能的影響

方劉偉，武成利，王蓓蓓，鄭久強

（安徽理工大學化學工程學院，安徽 淮南 232001）

煤氣化技術是潔凈煤技術的核心技術之一，其中采用水煤漿進料的德士古水煤漿加壓氣化和多噴嘴對置式水煤漿氣化的氣流床氣化技術在國內已得到廣泛應用。由于該氣流床技術采用液態排渣，因此需要采用低灰熔點的煤為氣化用煤。低變質程度煤具有低灰熔點等特點，但同時由于其內在水分高、極性官能團含量高、比表面高和可磨性差等特點，通常難以制備高濃度的水煤漿。為提高低階煤的水煤漿濃度，多年來國內外學者通過配煤、粒度級配、煤質改性等方法來提高水煤漿濃度[1-4]。煤粉的粒度是影響水煤漿成漿性的關鍵因素，粒徑和粒度分布是表征粒度的經典方法，但這兩種參數并不能全面表征煤粉的特性，為提高煤樣成漿濃度還需調整煤樣粒度分布，提高煤樣堆積效率。

分形幾何學在煤的微觀分子結構分析、煤炭開采、加工技術和煤炭特性研究中得到了極大的發展[5-7]。煤粉作為一種形狀與粒度不規則的復雜系統，在某些測度下反映出了分形特征[8]。由于分形理論特別適于描述沒有特征尺度但具有自相似性的物理結構，能定量準確地描述具有非線性特征的不規則粗糙表面的幾何特性，故采用分形理論能夠較為準確地描述煤粉的特征。近年來一些學者利用分形理論研究了煤粉粒度、孔隙結構、比表面積等結構參數對水煤漿性質的影響，為分形理論在水煤漿領域的應用起到了重要的作用[9-10]。……