新疆淖毛湖煤中钠在CO2气化过程的迁移行为

针对新疆淖毛湖煤矿煤中Na含量高,在气化过程中可能会导致气化炉内壁腐蚀、沾污等问题,本文通过开展实验室气化实验和Factsage热力学模拟实验,研究了淖毛湖煤中钠在CO₂气化过程时的迁移行为。通过热重实验研究了淖毛湖煤的气化反应特性;利用扫描电镜-能谱（SEM-EDS）、X射线衍射（XRD）及电感耦合等离子体-原子发射光谱（ICP-OES）等手段,对淖毛湖煤在800～1100℃下CO₂气化条件下得到的残渣进行了分析表征,研究了不同温度下得到的残渣形貌以及残渣中Na的赋存形态、含量变化等;同时,结合化学热力学平衡计算方法,研究了CO₂气化过程中淖毛湖煤中Na在气相中的分布情况,分析了气化过程中Na的析出特性。结果表明,在一定的反应时间内,随着气化温度的逐渐升高, 在温度为900~1100℃下淖毛湖煤中Na的析出量逐渐增加。在煤气中钠元素主要以NaCl（g）、NaOH（g）和Na（g）的形态存在,这部分形态的Na随着煤气排出而未富集于残渣中。800℃时残渣中主要成分为CaCO₃,当气化温度高于900℃时,残渣开始熔融,且随温度的升高残渣中共熔物增加。当温度在800～1100℃时,淖毛湖煤中Na主要以硅铝酸盐的形式存在。     

燃煤高温固硫技术研究现状

阐述了研究燃煤高温固硫技术的重要意义,并详细介绍了燃煤高温固硫过程的反应机理、影响因素和研究现状,提出了燃煤高温固硫技术的发展趋势。     

燃煤固硫效果评价方法及评价指标的研究

通过对不同燃料煤添加固硫剂前后硫排放试验研究，对不同固硫剂的固硫效果进行了测试和科学的分析评价。分析讨论了自固硫效率、最大固硫效率和有效固硫效率3种固硫效率指标在评价燃煤固硫效果时作用的差异，提出有效固硫率是评价燃煤固硫剂固硫效果最为科学可行的评价指标。     

新疆白石湖富镜质组高碱煤热解特性

利用固定床热解炉、格金干馏装置和热重分析仪研究了白石湖富镜质组高碱煤(BS1和BS2煤)的热解特性和产物产率;同时在碱金属钠形态表征的基础上,考察了不同前处理方法对热解产物和动力学参数的影响。结果表明,白石湖煤在600℃热解焦油产率最大,煤气产率随温度升高而增加;BS1和BS2煤固定床热解的焦油产率分别为13.98%和13.75%,远高于准东煤的1.61%。焦油具有低密度、高H/C原子比和柴油馏分特点,净煤气以H_2,CH_4和CO为主。BS1和BS2煤水溶钠(H2O-Na)占比分别为79.58%和85.38%;醋酸铵溶钠(AcNH_4-Na)占比10.32%和8.06%,但含量较低的Ac NH_4-Na对焦油抑制作用显著大于H2O-Na。经水、醋酸铵和盐酸溶液处理后,BS2煤热解活化能和指前因子呈现降低趋势,格金焦油产率从14.80%分别增加到15.45%,17.18%和16.92%。     

山西煤用于干粉气流床气化的煤质适应性研究

与气化炉匹配的煤质条件会保证气化炉的平稳运行,提高气化炉的气化效率。为提高干粉气流床气化炉的气化效率,本文结合干粉气流床气化用煤的技术要求及煤炭质量分级等相关标准,对山西大同煤田的弱黏煤和沁水煤田的贫煤、无烟煤的煤质特征进行分析评价,开展山西煤用于干粉气流床气化的煤质适应性研究。结果表明:山西地区煤种丰富,其中可气化用煤主要分布在大同煤田和沁水煤田。地处大同煤田的虎龙沟煤、小峪煤和地处沁水煤田的润东煤的灰分较高,干基灰分分别为31. 81%、35. 59%和42. 17%;煤气化时煤中硫主要以H_2S形式存在于煤气中,小部分残存于灰渣中,含硫化合物会腐蚀煤气运输管道,大同煤田金庄煤的全硫含量较高,干基全硫高达2. 10%;从煤炭有害元素含量分级来看,山西气化用煤的氟、氯、砷、汞和磷含量普遍较低,但润东煤的氟含量较高,干基氟含量高达235μg/g,煤炭气化过程中,高温下煤中氟分解为HF及少量Si F4、CF4等进入煤气中,因此有必要在气化前通过分选达到降灰、降硫和降氟的目的。山西气化用煤大多为中高灰熔融性温度煤,润东煤ST为1 340℃,其余煤的ST、FT均大于1 500℃。煤灰黏温特性试验结果表明,灰黏度为25 Pa·s时,虎龙沟煤灰对应的温度为1 445℃,小峪煤、同忻煤和塔山煤灰对应温度分别为1 630、1 645和1 605℃。从灰渣形态看,虎龙沟煤的灰渣形态为玻璃渣,小峪煤、同忻煤和塔山煤的灰渣形态为结晶渣,用于气流床气化时可能导致温度操作区间范围窄,因此建议采用通过添加助熔剂、配煤或分选手段达到改善熔渣渣型的目的。     

烟气分析法测试燃煤SO_2释出量的研究

为了有效控制SO2的排放量,有必要研究不同温度下燃煤排放SO2含量的测试方法。介绍了烟气分析法用于测试燃煤可释出SO2含量时的试验方法,其中包括间歇式烟气分析法和连续式烟气分析法。通过分析烟气分析法的精确度及重现性,分析该方法的优缺点,并验证其可行性。结果表明:烟气分析法的精确度和重现性不佳,但是可以及时反映燃煤排放SO2的真实情况。因此在完善测试装置后,烟气分析法作为燃煤SO2的测试方法值得进一步深入研究。     

煤中典型矿物在高温下演变规律

煤中典型矿物可以分为6种:黏土矿物、硫化物、磷酸盐、碳酸盐、硫酸盐和其他矿物。煤中矿物在升温过程中的演变过程对煤灰黏温特性影响较大,因此煤中矿物构成对煤炭的应用范围和利用途径造成一定的影响。通过研究煤中主要矿物的构成和不同矿物组合在升温过程中的变化规律,可为气化原料煤的选择和调节气化用煤煤灰黏温特性提供参考。笔者阐述了煤中主要矿物在高温下的转化过程及其主要产物。将高岭石、伊利石、黄铁矿等8种矿物根据矿物特性分为3组,采用FactSage软件在1 000～1 600℃进行了模拟研究。计算过程中选择惰性气氛,每隔100℃进行一次计算,每个矿物均以1 mol的量参与计算,出现新的矿物或旧矿物消失的条件下,该温度点的矿物组成也进行模拟计算。研究结果表明,高岭石和伊利石组成的系统在1 600℃时仍存在莫来石,透长石在1 145℃消失,1 145～1 286℃生成了白榴石。黄铁矿、磷灰石、方解石、菱铁矿、石膏、石英组成系统生成的铁尖晶石在1 106℃消失,羟基磷灰石在1 455℃时消失。当8种矿物共存时,生成的羟基磷灰石在1 285℃时消失,莫来石在1 118℃时消失。1 448℃后固体大部分进入熔渣。莫来石是煤中典型的耐高温矿物,当煤灰中低熔点矿物形成熔渣后,可与莫来石反应生成低温共熔物,降低了煤灰中固体物质的含量,有利于改善煤灰黏温特性。     

化学滴定法评价燃煤固硫效果的探讨

介绍了化学滴定法的试验方法,通过测试不同燃料煤添加不同固硫剂后燃烧释放二氧化硫含量的试验,探讨了化学滴定法作为评价燃煤固硫效果测试方法的优点和不足,提出了通过放大反应煤量和利用连续式入料的方法以消除测试误差的建议.