褐煤固体热载体干馏新技术工业性试验

在平庄建成褐煤固体热载体干馏新技术（ＤＧ）工业试验装置。热的粉焦作为热载体。装置干馏褐煤能力为１５０ｔ／ｄ．ＤＧ法工艺含煤流化提升干燥、煤焦混合加热干馏、流化提升加热粉焦和流化燃烧等过程。在该装置上进行陕庄褐煤干馏试验。反应器的干馏温度达６００℃，产生的煤 所热值的１７ＭＪ／ｍ＾３左右；轻焦油中酸性份为１２％，中性油为４２％；半焦粉活性好，热值高于原料煤，可作为无烟燃料或作为流化气化原料。试验褐煤     

中低温热解对褐煤脱硫率及半焦中硫含量的影响

以内蒙古锡林郭勒盟褐煤为原料,借助于煤热解制备出民用洁净低硫褐煤半焦,考察了热解温度、升温速率、恒温时间及煤粒粒径等工艺条件对所制备的褐煤半焦中总硫、有机硫及无机硫含量的影响。实验结果表明:在500～800℃热解温度范围内,褐煤半焦中总硫含量随着热解温度的增加呈现先减小后增加的趋势,热解温度为700℃时褐煤半焦中总硫质量分数达到最低值(0.98%);热解升温速率越慢,越有利于褐煤中硫的释放,升温速率为10℃/min时褐煤中硫释放程度最大(脱硫率为67%);热解恒温时间过短或过长都会影响煤中硫的脱除,最佳热解恒温时间为60 min;随着煤粒粒径的增大,热解过程中传质阻力增加,不利于煤中硫的脱除,粒径≤0.2 mm时褐煤半焦中硫含量最低。     

移动床中褐煤直接热解特性

为了获得高含水率褐煤在移动床内不经预处理直接热解的可行性及其热解行为,建立管式炉移动床褐煤直接热解实验装置;考察含水率、热解温度和粒径等参数对褐煤热解损失质量、产物产率以及产气特性的影响。研究结果表明:褐煤在热解过程中蒸发出的原位水蒸气参与半焦的气化以及挥发分的重整反应;随着含水率的增加,褐煤的原位水蒸气气化反应加强,碳转化率逐渐提高,H_2产率由277.13 m L/g增大至527.77 m L/g;提高热解温度使气体产率逐渐增大,液体和固体产率逐渐降低,碳转化率由38.19%增大至52.74%;增大粒径使煤中水分和挥发分在颗粒内部的停留时间延长,在一定程度上强化半焦的气化反应以及挥发分的重整反应;此外,增大粒径使挥发分在褐煤颗粒孔隙中的传质阻力增大,二次反应加强,褐煤直接热解的最佳粒径为1.6~3.2 mm。     

热解温度对淮南煤热解与CO_2气化特性的影响

采用STA409热综合分析仪研究了不同热解温度(950℃,1200℃和1400℃)下淮南煤的热解特性,同时采用傅里叶红外光谱仪、扫描电镜和X射线衍射仪等对不同热解温度下煤焦的物化特性进行了分析.发现随着热解终温的升高,煤焦表面孔隙增大,总孔体积和孔面积也明显增大;煤焦的碳微晶结构逐渐向有序化方向发展,并最终导致石墨化,化学稳定性增强;同时煤焦内C元素的含量快速增加而H含量逐渐减少,且煤焦内有机官能团的红外吸收也明显减少;煤焦的活化能随碳转化率的增大和热解终温的升高而增大,说明煤焦的CO2气化活性随温度升高而降低.     

CuO/C催化剂的制备及其脱除烟气中NO的研究

以褐煤为原料,先通过干馏、活化的方法制取活性半焦,再采用水热法在活性半焦上负载CuO制备CuO/C催化剂,利用XRD和SEM等技术对其晶体结构和微观形貌进行表征,并分析CuO/C催化剂对模拟烟气中NO脱除效果的影响因素。结果表明,活性半焦含有丰富的含氧官能团,是一种较好的催化剂载体和还原剂;在120℃和2h的制备条件下制备CuO/C催化剂时,在活性半焦表面生长的CuO晶体较多,尺寸较小且分散均匀;当C-NO的反应温度为250℃、空速为19 200h~(-1)、氧气含量为4%时,在120℃和2h制备条件下所制得的CuO/C催化剂对NO脱除效果好,其NO脱除率可达95.26%。     

钙对褐煤热解和煤焦水蒸气气化反应性的影响

我国褐煤资源较为丰富,热解和气化是其重要利用途径,在该利用途径中,碱土金属元素会对其产生影响。通过浸渍法往酸洗褐煤上植入了不同含量的钙,利用固定床石英反应器研究了钙对褐煤热解特性和煤焦水蒸气气化反应性的影响。实验结果表明,钙可降低褐煤热解温度,显著提高煤焦的水蒸气气化反应性。利用X射线衍射和N2吸附对气化30min后的煤焦进行了表征,结果表明,所植入的钙在煤焦中主要以CaO形式存在,其在煤焦水蒸气气化过程中可使煤焦的比表面积增加、平均孔径变小、孔分布变窄,从而影响煤焦的气化反应性。     

热解温度对东胜褐煤等温热解的影响

对东胜褐煤进行等温热解试验,分析热解温度对褐煤热解气的组成、产量和热值的影响,并利用FTIR对褐煤及其热解产物半焦的主要分子结构进行分析。结果表明,随着等温热解温度的升高,褐煤热解产物半焦中脂肪烃类结构及含氧官能团减少;热解气中CO和H2的含量逐渐增加,CO2的含量明显降低,CH4和CnHm的含量先增加后减少,热解气的产量和热值明显增加;当热解温度为700℃时可得到较高热值的热解气,此时φ(H2)高达39.5%。     

氧化钙对褐煤和无烟煤热解特性影响

为研究CaO对褐煤和无烟煤热解特性影响,采用实验室小型固定床反应器对锡林郭勒褐煤(X)和宁夏石嘴山无烟煤(SH),进行热解实验,研究了CaO对热解三相产物分布规律影响。实验结果表明:在500~600℃时,添加2%CaO后褐煤热解生成CO_2的产率小于未添加CaO煤样热解生成CO_2的产率,添加CaO与否对其他3种气体H_2,CH_4,CO产率影响不大;与未加入CaO的褐煤煤样相比,加入CaO的褐煤煤样在相应温度下热解气相产物产率小幅度降低,且随着热解温度的升高,加入CaO的褐煤煤样气相产物产率增加速率大于未加入CaO的褐煤煤样。褐煤脱挥发分主要在600℃之前的热解阶段,而对于无烟煤来说,CaO在中温热解阶段对挥发分的脱除具有促进作用。对于褐煤半焦来说,加入2%CaO一直作为灰分存在半焦中,且随着热解温度的升高,褐煤半焦在高温时反应活性较高,发生热缩聚反应,导致半焦中有机质含量降低,以上2种原因直接导致褐煤半焦灰分升高;对于无烟煤来说,灰分增加主要是由于CaO的加入。     

淮南煤焦结构及其高温气化反应性研究

采用FTIR、TG/DTA和比表面分析对淮南煤焦进行研究,考察了成焦条件对淮南煤焦的物理、化学结构及其CO2气化反应性的影响.结果表明,随着热解温度的升高,煤焦中的碳含量增加、氢含量降低、孔容减小,煤焦与CO2的气化反应性降低;在热解温度相同的条件下,与快速热解煤焦相比,慢速热解煤焦的碳含量较高、氢含量较低、孔容和比表面积较小、与CO2的气化反应性较低.     

云南三种褐煤固体热载体新法干馏实验研究

云南三种褐煤样在１０ｋｇ／ｈ固体热载体新法干馏连续试验装置上进行了研究。煤样粒度＜２．５ｍｍ，煤样经过干燥并预热到１００－１２０℃，热载体粉焦温度为６００－７２０℃，干馏时粉焦与原料煤混合比为３－５，燃烧用空气预热温度为３５０℃，干馏温度范围５００－６５０℃。干馏焦油产率４－１４％，粗汽油产率 ０．５－０．８％，煤气产率 ９０－１９０ｄｍ３／ｋｇ，为中热值煤气，可作城市煤气用，半焦反应性好，可作无烟燃料。此工艺方法简单，投资省，生产费低。     

硝酸改性褐煤半焦制备烟气脱硫剂

在硝酸质量分数分别为25%,45%和65%条件下改性褐煤半焦,制备出了烟气二氧化硫吸附剂,并在固定床反应装置上模拟烟气组成进行了脱硫活性测试。利用工业分析、元素分析、酸碱滴定和孔隙结构测定等分别对硝酸改性褐煤半焦制备的烟气脱硫剂工业组成、元素组成、表面酸碱性以及表面积、孔容等进行分析和表证。实验结果表明:随着硝酸对褐煤半焦的改性,制备的改性半焦烟气脱硫剂脱硫活性有所提高;硝酸处理造成半焦挥发分即含氧基团和含氮基团增加,导致表面酸性上升;改性半焦表面积和孔容的增加是二氧化硫脱除硫容提高的主要原因。     

工艺参数对热压铁焦抗压强度的影响

热压铁焦是一种新型含碳复合炉料,高炉使用铁焦有助于降低热空区温度、减少CO_2排放.研究了工艺参数对热压铁焦抗压强度的影响,并分析其作用机理.研究结果表明,在一定范围内,铁焦抗压强度随着铁矿粉配比增加先增加后降低,在矿粉配比15%时取得较大值3 490.89 N;随着烟煤配比的增加而提高;随着热压温度的提高而提高,在热压温度350℃时取得较大值4 305.50 N;随着炭化温度的提高先降低后提高;随着炭化时间的增加先提高后降低,在炭化时间4 h时取得较大值3 518.80 N.从抗压强度角度考虑,热压铁焦合适的制备工艺参数为10%~15%铁矿粉,60%~70%烟煤,热压温度300~350℃,炭化温度1 000~1 100℃,炭化时间2~4 h.     

球红假单胞菌降解褐煤的条件研究

通过分析球红假单胞菌降解褐煤时的煤样粒度、菌液用量、煤浆浓度、转化降解时间及pH值的变化,研究以上各因素对煤炭微生物转化率的影响。研究结果表明,各因素对煤炭微生物转化率影响的大小为煤样粒度>煤浆浓度>降解时间>菌液用量。试验条件下,各因素的最优水平为煤样粒度-0.2mm、菌液用量10mL/100mL、煤浆质量浓度0.9g/50mL、降解时间14d,此时经硝酸预处理的义马褐煤的煤炭微生物转化率为41.72%;在整个试验过程中,培养基pH值是在呈上升的趋势。用XRD和FTIR测试分析了褐煤的微生物转化产物,结果表明,转化产物的芳香聚合度和分子量有很大程度降低,官能团含量也发生了变化,褐煤样中的大量芳香类高聚物降解为低分子量类物质及其他类物质。研究为实现煤炭微生物降解的产业化提供了参考。     

不同煤阶煤热解气化特性及机理研究

为探究煤阶形态差异对煤质分级利用的影响,采用热重-质谱联用仪对京隆褐煤、准东煤和阳泉无烟煤进行热解和气化实验,并采用扫描电镜、拉曼光谱仪探究煤焦微观形貌变化.研究结果表明,煤热解可分为3个阶段:水分析出和吸附气体释放、大量挥发分析出、二次脱气;随着煤化程度的升高,热解过程逸出H2、CH4等气体的释放峰向高温处移动,且热稳定性阳泉无烟煤＞准东煤＞京隆褐煤.对煤焦的气化活性评价表明,气化活性随反应温度的增大而升高;且随着煤化程度的增加,煤焦表面杂乱程度降低以及不定型结构和含氧宫能团数量减少,这些表面微观结构的变化导致了高阶焦炭反应活性的降低.此外,本文还探索了煤热解和气化反应机理.     

炭化温度对沙蒿生物炭K、Ca、Mg含量和pH值的影响

 以沙蒿(Artemisia arenaria)为材料,通过无氧炭化法制取生物炭,研究炭化温度对沙蒿生物炭全K、全Ca、全Mg 元素含量及富集效应和pH 值的影响。结果表明,生物炭中K、Ca、Mg 元素含量均随着炭化温度的升高而升高,K 含量的升高幅度最大,K、Ca、Mg 元素含量在900℃较300℃分别提高了52.47%、25.76%和86.32%,元素含量的提高与沙蒿生物质中可挥发和分解的组分在不同的炭化温度下逐渐去除有关;升温炭化过程中对K、Ca、Mg 等元素均得到了不同程度的富集(相对富集系数RE>1),低温有利于K 元素和Ca 元素的富集,中温有利于Mg 元素的富集,K、Ca、Mg 等元素的RE 值分别在300、300、500℃时取得最大值,分别为1.17、1.15 和1.22;pH 值随炭化温度的升高而增大,生物炭的碱性与K、Ca、Mg 元素的富集及生物炭表面含氧官能团的种类和数量均有关,与生物炭表面的总碱性官能团有较好的相关性(相关系数为0.8665)。     

建筑用玻璃与可伐合金润湿规律

为实现建筑用玻璃与可伐合金的可靠激光封接,本文针对影响封接质量的主要因素(温度、时间、粗糙度及氧化层)对两者润湿性能的影响开展了研究.当保温温度由800℃提高至900℃,液态玻璃黏度降低致使其在可伐合金表面的流动性增强,润湿角由69.5°降低至31.1°.在850℃下延长保温时间(5~40 min),液态玻璃在低黏度条件下有充分的时间铺展,润湿角降幅为30%.随着可伐合金表面粗糙度的提高,液态玻璃向四周扩散需要克服的势垒增加,当粗糙度值Ra由0.186μm升至0.563μm时,润湿角由46.9°升至69.5°.由于可伐合金表面氧化层可与液体玻璃发生扩散而形成较强离子键,使得两者润湿性能显著提高,润湿角降低幅度达到23.6%.因此,在实际激光封接过程中,增加保温温度和时间、降低钢板表面粗糙度及钢板预氧化处理将有效地提高玻璃与钢板的润湿性能.     

昭通褐煤及其低温热解产物的性质研究

昭通褐煤储量大、埋藏浅、易开采,对其进行低温热解后,可以得到多种用途的产品。对昭通褐煤及其热解产物性质的实验研究表明,煤焦油含氧高,含硫低,轻柴油馏分高达60%,可直接用作燃料油,或用于生产轻柴油;热解煤气热值约为18MJ/m3,属中热值煤气,可用作城市煤气或工业锅炉的燃料;半焦着火点低,热值约为20MJ/kg,可作为清洁燃料用于发电或民用;褐煤灰的主要组分是氧化钙和氧化硅,可用于生产水泥或建材。     

晋城超低灰无烟煤制备高比表面积颗粒活性炭的试验研究

以晋城无烟煤为原料,先经浮选和酸洗脱灰,得到灰分1.2%的超低灰无烟煤,再将其与活化剂KOH按比例混合、粘结成型,并经活化处理制备高比表面积活性炭。主要考查了碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭比表面积及收率的影响。结果表明,晋城超低灰无烟煤制备高比表面积活性炭的最佳工艺条件为:碱炭比5∶1,活化温度800℃、活化时间1 h,活性炭的BET比表面积为1 800.71 m2/g,孔径大小分布于0.3～5 nm之间,以微孔为主。     

电石渣-高炉矿渣胶凝材料碳化后力学性质与微观特性

为研究典型工业固废胶凝材料碳化后性质变化,本文选用电石渣和高炉矿渣作为原材料,选定碳化时间和电石渣-高炉矿渣掺量比作为影响因素开展正交试验,并设置普通养护的对照组,开展了无侧限抗压强度、应力-应变曲线分析、X射线衍射、扫描电子显微镜试验。结果表明：碳化时间的延长和掺量比的降低均对试样的无侧限抗压强度提升有显著影响,掺量比的影响程度大于碳化时间;且能使应力-应变曲线的峰值应变产生右移的趋势,试样脆性明显提升。未碳化时试样中的主要产物为C-S-H,碳化后为CaCO3,可以有效填充试样中的孔隙,宏观上表现为无侧限抗压强度的提升。建议材料的碳化时间和掺量比可根据实际情况需要,分别控制在2~4 d的区间内和3:2。     

不同比例半焦与烟煤混合后的燃烧性能

高炉喷煤是钢铁企业降低燃料消耗采取的主要技术措施之一,由于半焦固定碳含量高,可部分替代无烟煤进行喷吹。本文选取了SB半焦、SJ半焦与不同比例的SY无烟煤与HY烟煤进行混合燃烧试验。结果表明,HY烟煤的燃烧性能最佳,使用两种半焦代替SY无烟煤后会在一定程度上降低煤粉的燃烧性能。将25%SB半焦添加比例的混煤在不同升温速率下进行燃烧实验,结果显示升温速率对混煤的燃烧性能影响较大,同比条件下升温速率在40℃/min时,煤的各项燃烧特性参数最优。