气化参数对空气等离子体煤气化过程的影响

讨论了在水蒸气参与下的空气等离子体煤气化过程，结果发现：等离子发生器功率的增加，可以大幅度地提高煤气中H2，CO含量，降低CO2含量，同时也可大幅度地提高碳转化率．在保证进入反应器的煤粒有一定动量的前提下尽量减少空气量；水蒸气输入量适量增加有利于H2含量增加，过量的水蒸气将使碳转化率下降；加大反应器的煤处理量会带来碳转化率的降低；适当条件下煤的转化率可超过95％．气相产物中没有检测到甲烷．同时没有发现液相产物．     

空气煤比对循环流化床煤气化过程的影响

以空气和水蒸气为气化剂，在循环流化床煤气化热态试验台上进行了神华煤的气化试验，研究了空气煤比对气化过程的影响。在试验研究范围内，神华煤最高的冷煤气效率为45．64％，碳转化率为83．84％。随着空气煤比的增加，提升管温度上升，煤气产率增加；碳转化率先迅速上升，但继续增加空气煤比则碳转化率变化较小；煤气中CO浓度先增高而后有所下降，CO2浓度的变化规律与此刚好相反，CH4和H2的浓度呈减少趋势。存在最佳的空气煤比，使得煤气热值、冷煤气效率和煤气有效成分含量出现最大值。     

不同煤岩组成神东煤的加氢液化性能研究

采用高压釜,通过温度条件实验,确定了不同煤岩组成神东煤的最佳液化反应温度,并在最佳液化反应温度下考察了神东煤不同煤岩组成的19组刻槽样品的液化性能。实验结果表明,神东煤最佳液化反应温度随着惰质组含量的增加而相应增加;在最佳液化反应温度下,其转化率和油收率随着煤中惰质组含量的增加而降低。     

年产400t轻钙/重钙活性复合粉中试研究及生产

用表面改性法制备轻钙／重钙活性复合粉的中试研究表明：表面改性反应采用间歇式操作搅拌反应釜是合适的；小试提供的原料线路是可行的，工艺条件是正确的；进一步放大在满足工艺条件的前提下，单元反应时间不超过60min，中试装置的生产能力为400t／a，产品活性复合粉的表面改性效果较好，粒径为0．95μm。收率达到90％以上。     

煤直接液化与残渣热解联合加工技术

为解决煤直接液化技术中残渣收率偏高和溶剂油短缺等问题,开发了煤直接液化与残渣热解联合加工技术,通过试验研究了神华煤直接液化技术所得液化残渣的热解过程的反应规律,得到了适宜的工艺条件以及该条件下的产品分布和产品性质,研究了残渣热解油在加氢处理过程中产品的芳碳率与反应条件的关系,确定了产品芳碳率在0.40～0.45范围内的工艺条件。试验结果表明,残渣热解油经适当的加氢后可以为煤直接液化装置提供理想的供氢性溶剂油,说明煤直接液化与残渣热解联合加工从技术上是可行的。与煤直接液化单独加工技术相比,联合加工技术可以增加液体产品收率5.8%（对煤直接液化原料煤）,并且可以补充4%（对煤直接液化原料煤）的理想的供氢性溶剂油。     

含瓦斯风流条件下煤自燃产物CO生成规律的实验研究

针对高瓦斯采空区漏风流内含有瓦斯的实际情况，自制了含瓦斯风流条件下煤的低温氧化实验系统，按拟定的配气方案开展了低温氧化实验，分析了CO的生成规律。结果表明：随氧气体积分数的降低或甲烷体积分数的升高，CO生成的初始温度滞后，相同温度时CO的生成量减小。因此，用新鲜空气来预测高瓦斯采空区的煤自燃状态，易造成错判、误判。根据气固多相反应动力学原理，分析了化学反应速率变化的原因，从而合理解释了实验结果。     

金属镁热还原法制备非晶硼粉的研究

传统的金属镁热还原法制取的硼粉纯度低，含有大量的镁、氧等杂质。针对此问题，本文探讨了Ｂ_２Ｏ_３粉镁热还原法制取硼粉时物料配比、反应物粒度等因素对产品纯度的影响并分析了原因；还考查了反应保温时间对产品结构的影响，发现反应结束后物料应迅速冷却，否则，随保温时间延长会生成难溶化合物Ｍｇ_３（ＢＯ_３）_２，导致硼粉含镁、氧增加。对于反应中生成难溶的Ｂ_６Ｏ、Ｂ_７Ｏ及ＭｇＢ_ｘ化合物，提出采用氧化热分解法降氧除镁，研究了其工艺条件和效果，所得纯硼粉含Ｂ＞９５％、Ｍｇ＜０．７％。     

大同煤在等离子体热解中生成HCN和NH3的研究

对大同煤中氮在等离子体反应器内的转化进行了研究，考察了输煤速率、输入功率和反应气氛等实验条件对HCN和NH₃生成的影响，同时基于Gibbs自由能最小原理，计算了C-H-O-N的热力学平衡组成. 实验和计算结果表明：煤中氮在等离子体中主要以HCN形式存在，也有少量氮转化为NH₃.随着温度的升高，理论计算得到HCN的产率逐渐增大而NH₃的产率逐渐降低，而实验结果却显示HCN和NH₃的产率逐渐升高.在纯Ar等离子气氛中随供煤速率的增加，HCN的产率呈先增大后减小的趋势，NH₃的变化趋势相反；随反应器输入功率的提高，HCN和NH3的产率逐渐增大. H₂的引入有利于HCN和NH₃的生成，CO₂降低了HCN和NH₃的产率，而O₂有利于NH₃的生成，但也促进了HCN 的进一步转化.     

一维煤粉燃烧炉内氮释放特性试验研究

主要对煤粉燃烧过程中氮的析出特性进行了研究，并探讨了煤质特性、结构参数和运行参数对氮析出特性的影响，在试验研究的基础上得出了煤粉燃烧过程中氮污染物的析出规律．结果表明，随煤化程度的加深，生成NO的浓度降低；煤阶与氮含量变化不明显；随氮含量的增加．NO浓度升高，氮的转化率降低；细煤粉粒度、低过量空气系数、湿煤粉以及烟气中较高的CO含量均使氮析出量降低．     

小分子有机物的氧化模拟实验

为了研究煤中小分子有机物对煤低温氧化的影响,使用四氢呋喃溶剂对袁庄6煤进行微波辅助抽提,得到抽提产物,经GC/MS联用仪分析后得出煤中小分子有机物的主要成分.通过对比分析,选取丙苯醚、二苯基甲烷、2,6-二-叔-丁基-4-(羟甲基)苯酚和9H-芴-9-醇等4种物质作为氧化模拟化合物,进行氧化模拟实验,测得4种模拟化合物不同温度条件下的耗氧速率及CO产生速率.研究结果表明:4种氧化模拟化合物的耗氧速率及CO生成速率的变化趋势与原煤的变化趋势保持着一定的相似,均大于原煤;耗氧速率随温度的升高而增大;CO产生速率在反应初期增长均较慢,在100℃之后增长趋势加快,基本呈指数关系递增.可见,煤中小分子有机物的存在加速了袁庄6煤的氧化进程,促进了煤炭自燃.     

煤等离子热解制乙炔反应器结构优化模拟

建立了等离子体反应器的热流场计算流体力学模型，将此模型应用于单入口、双入口及带保护气的双入口等离子反应器模拟，采用不完全乔勒斯基共轭梯度法对热流体耦合场进行求解，结果表明：采用双入口结构，可提高反应器负荷，在等离子反应器的等离子入口周边设置保护气可降低壁面结焦，当保护气的入口流速为50 m/s左右时，效果较好.     

分级研磨制浆工艺在内蒙古易高煤化科技有限公司的应用

为提高气化水煤浆浓度,降低生产成本,内蒙古易高煤化科技有限公司采用“分级研磨制浆工艺”对原有的制浆系统进行改造.通过对比改造前后气化水煤浆的质量指标及相关气化参数,发现采用该工艺后,水煤浆质量分数提高了2.6％,析水率减少了0.6％,流动性有明显改善;水煤浆浓度提高后,气化炉的比煤耗降低了18 kg/1000 Nm3,比氧耗降低了12 Nm3/1000 Nm3,有效气体积分数提高了1.69％,吨精醇耗煤减少0.07t,吨精醇耗氧减少29 Nm3,企业经济效益显著.     

煤在H2/Ar等离子体热解过程中脱氮脱硫的研究

对几种中国煤在H₂/Ar等离子体热解过程中的脱氮脱硫进行了实验研究，结果表明:煤中氮在H₂/Ar等离子体热解过程中主要以HCN形式存在，也有少量氮转化为NH₃，脱氮率最高达50%；HCN的产率随煤种和输煤速率的变化而变化，NH₃的产率随输煤速率的增大变化不大，与煤种没有一定的对应关系；HCN的产率大于煤常规加氢热解，而NH₃产率(<1.5%)则相反；煤中氧含量较高时，HCN和NH₃的产率较低；煤中硫转化生成的H₂S产率随输煤速率的变化而变化，脱硫率最高达60%左右，煤等离子体热解反应后得到的焦样n(N)/n(C)和n(S)/n(C)都小于原煤.      

煤发酵联产氢气-甲烷过程液相产物变化及其机制

以煤为原料进行氢气-甲烷联产是一种具有探索性的生物发酵工艺,研究该工艺发酵过程液相产物变化和机理可实现对煤中高附加值液态产物的利用与产气效率的提高,并进一步丰富煤生物产气理论。以义马千秋矿长焰煤为研究对象,义马煤层矿井水为菌种来源,在适宜环境条件下开展联产模拟实验,并运用气相色谱法,气质联用法等对联产过程中的气体组分、中间液相产物等进行检测分析,以揭示其液相产物变化特征及其机制。结果表明:①H_2和CH_4高峰期产量分别为66.29μmol/g(第3天)和55.78μmol/g(第16天),分别占H_2与CH_4总产气量的25.78%和25.47%,反应结束后产氢、产甲烷的底物转化率分别为2.4%和4.9%;②产氢阶段的pH呈现出先增加后降低又增加的趋势,COD在反应周期内逐渐升高,在第6天时出现最大值857.82 mg/L,而OD_(600)在第4天达到最大值0.52。产甲烷阶段的COD变化趋势明显,在第15天时达到最大值873.73 mg/L,pH,OD_(600)则维持在一个相对较为稳定的范围内。pH,COD与OD_(600)的变化过程与关键有机中间液相产物的变化特征一致,液相产物的生成、降解直接地影响了pH,COD与OD_(600)的变化趋势;③产氢阶段和产甲烷阶段均有挥发性脂肪酸、直链、支链烷烃、烯烃、含氮、含氧有机物及吡嗪、嘧啶类杂环化合物积累,产氢结束后的直链烷烃、支链烷烃含量较低,分别是67.05μg/mL和21.16μg/mL,且残留有大量的丁酸、丙酸等挥发性脂肪酸(332.63μg/mL),经产氢预处理之后的煤样为产甲烷过程提供了更多的有效可利用体,且产甲烷过程在液相产物中检测到更多的直链(最高为216.63μg/mL)、支链烷烃(最高为112.28μg/mL)、含氧(最高为110.49μg/mL)、含氮大分子有机物(最高为108.65μg/mL)及环烷烃、腈类、腙类、4-甲基芴等新生有机物。联产过程的液相产物变化特征进一步反映了煤发酵联产氢气-甲烷的优越性,有可能提高煤的总体能源利用率并优化产气过程。     

不同层间压差条件下叠置含气系统的定产合采试验研究

为了研究滇东-黔西地区的多层叠置含气系统煤层气合采的产气特征,以4层合采方式为研究背景,利用大型多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统展开3组不同层间压差条件下的定产煤层气合采物理模拟试验,研究了4个煤层在煤层气合采过程中的储层压力、瞬时产量、产能贡献率等参数动态演化规律。研究结果表明:在合采过程中,1号煤层的储层压力在11.5 min上升至1.1 MPa,出现明显的压力上升,这是由于煤层之间的储层压力差过大会形成层间干扰现象,使低气压煤层的储层压力上升,但该现象主要发生在合采初期,并随着合采时间的延长而减弱;在11.25 L/min的定产生产条件下,1-4号煤层的初始瞬时产量分别为-23.4、-1.6、9.3、18.3 L/min,因此当单层产气能力高于定产值时,高气压煤层的部分产气量通过井筒汇入低气压煤层,形成倒灌现象,且层间压差越大,倒灌的气量越大;在0.2、0.3和0.5 MPa的3种层间压差条件下,1号煤层在第10 min的产气贡献率分别为-3.2%、-10.4%、-16.9%,所以在合采初期,层间压差越大,对低气压煤层的产气的抑制作用越大;在稳产期内,不同储层压力的煤层产气呈现为一种"动态平衡"的产气特征,即当相对高气压煤层的产气能力不足时,相对低气压煤层的产气能力开始增加,从而维持稳定产气。     

微生物降解煤矿瓦斯的研究

通过对在含吸附瓦斯煤样中加入微生物降解瓦斯的试验，研究了微生物降解煤矿瓦斯的降解规律和甲烷氧化菌在煤样中的生长规律，在煤样中加入甲烷氧化菌M3011，GYJ3的混合菌种后，对CH₄和CO₂浓度变化进行监测.结果表明：试验煤样中瓦斯的平均降解率为44％，最大达52％，且试验煤样中CO₂浓度的上升进一步证实了煤样中的瓦斯浓度降低正是甲烷氧化菌的氧化作用所引起的.     

蒸汽煤比等因素对循环流化床煤气化过程的影响

以空气和水蒸气为气化剂,在循环流化床煤气化热态试验台上进行了神华、龙口和大同煤的气化试验,研究了蒸汽煤比和煤种对气化过程的影响。试验结果表明:随着蒸汽加入量的增加,床温和煤气热值下降,碳转化率基本保持不变,冷煤气效率基本保持不变或略有下降;龙口煤在加煤速率为10.08kg/h时取得了最高的冷煤气效率值53.96%,而神华煤在加煤速率为6.4kg/h时取得了最高的冷煤气效率值43.98%;煤的活性越高,可以取得的煤气化效率越高,煤气化炉的处理能力也越大。     

褐煤酸碱预处理-微生物气化联产H2-CH4的实验研究

为探讨酸、碱处理煤的发酵联产生物气生成特征,对新疆伊宁矿区褐煤进行酸、碱预处理,以焦作古汉山矿井水为菌源进行发酵联产H2-CH4实验。对联产后的产气量、气体组分、HPE活性、COD质量浓度进行测定分析,对产气后煤样进行XRD和红外测试。结果发现：① 碱处理煤的产氢效果最佳,产气总量为20.25 mL/g,酸处理煤次之为17.05 mL/g,而原煤的产氢效果最差为14.4 mL/g;② HPE活性测定规律基本与之对应,碱处理煤产氢后菌体的氢化酶活性最优为4.35 mL/(mg·min);③ 酸处理煤的联产甲烷效果最好,产气总量为23.35 mL/g,而原煤和碱处理煤的联产甲烷效果基本一致;④ 联产中液相COD质量浓度均呈下降状态;⑤ 经预处理煤样的有机质降解率高,大分子结构更易被降解。实验结果得出了预处理煤联产生物气的生成特征,证实了联产H2-CH4有利于煤的资源化利用,明显提升了能源转化率。     

Study of gas holdup and pressure characteristics in a column flotation cell using coal

Present work has been carried out to observe the effect of process variables (gas flow rate, feed flow rate, solid concentration and frother concentration) on gas holdup and pressure characteristics in flotation column using coal. Gas holdup has been estimated using phase separation method while piezometers have been used to obtain column’s axial pressure profile. It was observed that gas holdup in collection zone was affected by both air as well as feed flow rates. Up to 6% change in gas holdup may occur when the feed flow rate changes from 1–2 cm/s. It was also observed that addition of coal decreased the gas holdup while addition of methyl isobutyl carbinol (MIBC) had opposite effect. Almost linear variation in columns axial pressure characteristics has been observed with gas flow rate. An empirical relationship between gas holdup in the flotation column with column’s axial pressure difference was developed.