文档介绍：太原理工大学
硕士学位论文
煤沥青中间相形成机理及成焦特点研究
姓名:程兴磊
申请学位级别:硕士
专业:@
指导教师:王保成
@
太原理工大学硕士研究生学位论文
煤沥青中间相形成机理及成焦特点研究
摘要
研究中间相成焦的有序化是制备优质针状焦的关键。煤沥青中间相的
形成机理对制备优质炭素材料针状焦具有重要的指导意义。本文以除去喹
啉不溶物的中温煤沥青为原料,采用热缩聚法在不同的反应条件下制备了
中间相炭微球(MCMB),通过 SEM 分析手段考察不同反应条件下中间相炭微
球形貌变化及演化过程,并对该原料形成中间相的影响因素进行分析,研
究炭质中间相形成机理以及制备有序针状焦的影响因素。在磁场作用下制
备了有序结构针状焦,并对磁场作用机理进行了讨论。
研究结果表明:煤沥青热缩聚形成中间相经历了三个阶段,中间相有
序微区的形成、中间相有序微区以自组织的方式形成中间相球体及中间相
球体的长大、中间相大球体解体形成中间相域组织。中间相形成阶段的反
应温度、保温时间、体系粘度对中间相的形成和结构具有重要影响。原料
在 400℃反应 8 小时左右形成中间相颗粒团聚在一起,在 440℃反应 4 小时
得到球形度较好的中间相,但是由于体系粘度太大不利于中间相结构的调
整,片状中间相比较多。通过分析认为,该原料沥青的芳香度比较低,以
它为原料制备针状焦时中间相形成阶段的恒温反应温度选定为 420℃左右
比较合适,而相应的采取较长的保温时间,促进中间相形成的同时保持体
系较低的粘度,有利于中间相结构的调整。以除去喹啉不容物的煤沥青在
- I
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420℃反应 12 小时以上,在没有气流拉焦工艺条件下施加磁场作用,再经
900℃煅烧后得到流线型具有明显层状纤维结构的针状焦;表明磁场对针状
焦的流线型结构有促进作用。
通过上述试验研究,丰富和完善了中间相理论,并对磁场作用下制备
优质针状焦提供了科学与技术基础。
关键词: 煤沥青; 中间相;形成机理;磁场;针状焦
- II
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STUDY ON THE FORMATION MECHANISM OF
MESOPHASE PITCH AND THE CHARACTERISTIC
OF COKING
Abstract
Study on the orderly of mesophase coked is the key to high-quality needle
formation mechanism of mesophase pitches is very important for the
preparation of orderly needle the thesis,MCMB were prepared from a
coal tar pitch without quinoline insolubles under different conditions by thermal
impact of formation of mesophase pitch factors were
discussed by analyzing morphologies of MCMB with scanning electron
microscope as well as preparation of an orderly mechanism of the impact of
factors needle orderly structure of needle coke was prepared in
ic field,then the effects of ic field was disscused.
The preparation of mesophase conclude the formation of ordered
micro-regions,ordered micro-regions mesophase to form mesohase spheres by
self-assemble and the growth of sphere,as well as the formation of mesophase
anization by the dissolution of big mesophase st