影响煤焦油脱水的原因及改进措施

从设备、操作、管理等方面分析了影响煤焦油脱水的原因,通过采取加高加热器、安装焦油液位调节器、增设仪表负腔管套筒、降低油槽温度、降低高压氨水压力、提高氨水澄清槽焦油液位高度、加强生产管理等相应措施,使冷凝鼓风系统煤焦油水分由6.0%～10.0%降低到3.0%～3.6%,达到了预期效果。     

煤炭热解特性研究及产物分析

对平顶山矿区两个煤样进行了热解反应研究,考察了热解温度对热解的影响。结果表明,随着热解温度升高,煤气与焦油的产率增加,半焦产率下降,其中煤气产率的增幅较大,但产率较低,焦油产率增幅较小,但一直呈现出增加趋势;煤气中H_2与CO含量均随温度的升高而增加,H_2增加幅度大,CO增加幅度较小;CH_4的含量随温度的升高而下降;CO_2含量较小,随温度升高变化不大;C_2~C_6的含量随温度的升高而下降;随温度升高,煤气热值持续下降;由于煤质的差异,两个煤样的煤焦油性质相差较大,在≤360℃的馏分中,煤样1煤焦油以酚类及其衍生物为主,煤样2煤焦油以芳烃及芳烃衍生物为主。     

溶剂-离心法脱除煤焦油中的喹啉不溶物

以煤焦油为原料,焦化洗油为溶剂,采用溶剂-离心法脱除煤焦油中的喹啉不溶物(QI),考察了溶剂用量、溶解温度、离心转速、离心时间等因素对精制煤焦油QI含量和收率的影响.结果表明:随洗油用量的增加,QI的脱除率显著提高,净化焦油收率降低;随溶解温度的升高,净化焦油QI含量和收率都下降;随离心机转速的增加,QI脱除率上升,焦油收率降低;离心分离时间越长,净化焦油QI含量和收率都越低;在洗油用量为焦油质量的30％,溶解温度为80℃,离心机转速为4000 r/min,离心时间为10 min的条件下,净化焦油QI值从8.51％降低至0.39％,收率为77.82％.     

长焰煤热解特性及产物性质研究

以一种典型长焰煤为研究对象,采用立式管式热解炉、卧式管式热解炉和气相色谱仪等装置,系统研究了不同热解温度下该长焰煤的热解特性.结果表明,受二次反应的影响,随干馏终温的升高焦油产率略有减少,半焦产率略有增加;分段干馏煤气中H_2与CO的含量均随温度的升高而增加,CH_4的含量随温度的升高先增加后减少,在600℃左右达到最大值;800℃以上混合干馏煤气中,H_2的含量最高且随干馏终温的升高而增加;半焦挥发分含量随干馏终温的升高逐渐降低;900℃以上基本保持不变,并分析了900℃干馏所得煤焦油的基本性质.     

热解温度对低阶煤热解性能影响研究

为获得高品质高产率热解油气,以榆林长焰煤为研究对象,采用1 kg/h外热式回转炉,研究不同热解温度下榆林长焰煤的产品产率、半焦强度及煤焦油品质。结果表明:随着热解温度的升高,榆林煤裂解程度加深,有机质剧烈分解,气体、液体产物不断析出,半焦产率下降,煤气产率增加;热解水量受温度影响不大,仅随温度升高略有增加。随热解温度升高,榆林煤热解半焦结构强度和半焦微孔均增大,温度越高,气孔结构越发达。煤焦油中脂肪族和芳香族含量与热解温度成正比,极性物含量与热解温度成反比。长焰煤适宜热解温度为600℃,此时煤焦油产率达到极大值8.66%,为格金焦油产率的79.5%;半焦结构强度在78%以上,煤焦油中脂肪族和芳香族含量在50%以上,极性物含量32.9%,族组成较为理想。     

低阶煤分质清洁利用多联产试验总结

为了指导晋北现代煤化工园区的项目建设,获得低阶煤热解后的提质煤、煤气、焦油和废水的产量、收率、组分等方面的数据,在不同工况下进行了为期2个月的低阶煤分质清洁利用多联产中试试验。试验结果表明:热解炉可将煤中90%以上的挥发分提取出来,生产出高附加值的油气产品;提质煤产率随热解温度的升高而降低,煤气产率随热解温度的升高而增大;在热解温度700℃、热解时间7 h的条件下,焦油产率达到最大值(6.29%);热解废水产率随热解温度的升高变化不大;煤气中CH_4含量较高,适合生产合成天然气。     

内构件固定床反应器中不同水分煤的热解特性

通过在有无内构件(传热板和中心集气管)固定床反应器中研究不同水分含量煤的热解特性,考察了两反应器中煤料的升温特性、热解产物分布、焦油品质以及气体产物组成和半焦热值。结果表明,内构件可以强化传热和调节热解产物在反应器内的流动,相对无内构件反应器,有内构件反应器的反应时间缩短近一半。在有内构件反应器中,当煤水分增加,导致煤热解反应要求的时间延长,焦油中轻质组分(沸点低于360℃)含量明显升高,焦油收率先增加后降低,热解水和热解气产率升高,而无内构件反应器的热解产物无明显差异。当加热温度900℃时,煤水分从0.41%(本文中无特殊说明的均为质量分数) 增加至11.68%,焦油产率从9.21%增长到10.74%;当煤水分增加到15.93%,焦油产量下降到10.26%。两反应器气体平均组成随水分增加的变化趋势相似,气体热值均随水分增加呈下降趋势。     

中低温煤焦油脱水剂的筛选

利用卡尔费休水分测定仪考察了多重脱水剂在不同温度下对陕北地区中低温煤焦油脱水能力的影响。经过分析对比,优选出能够使煤焦油含水率降低到4%以内、符合成品煤焦油含水率要求的脱水剂。考察了不同温度、反应时间、脱水剂含量及静置速率等因素对煤焦油脱水率的影响,得出优选后脱水剂的最佳脱水条件。     

超级离心机在煤焦油脱水脱渣中的应用

煤焦油是焦炉荒煤气用循环氨水喷洒和初冷器冷凝冷却加以回收的,因此含有大量的水。经化产回收车间澄清和加热静置脱水后,送往焦油加工车间的煤焦油含水量仍在6％左右,如果焦油乳化。含水量可能高达10％以上。焦油中含有较多水分,对焦油蒸馏操作非常不利,可导致管式炉连续蒸馏系统的压力显著增高、阻力增加,打乱操作制度,同时有导致管道或设备破裂引起火灾的危险。     

电捕焦油废水的组分分离及性质分析

通过沉降法进行电捕焦油废水的分离,测定废水中轻质焦油的含量,以及轻油的密度、水分含量、灰分和甲苯不溶物等基本性质。研究结果表明:电捕焦油废水中含有31.45%的煤焦油,其中轻油为7.4%,密度为0.9522 g/mL,水含量为4.13%,灰分0.02304%,甲苯不溶物为0.169%,电捕焦油废水回收具有极大经济价值。     

竹焦油-糠醛热固性树脂的制备及性能表征

以竹焦油为原料全部替代苯酚,与糠醛在碱性催化剂作用下,制备了竹焦油-糠醛热固性树脂(BTFF)。随反应时间和反应温度的增加,所制备的BTFF固体含量和黏度增大,游离糠醛含量减小,pH值9～10,密度1.20～1.30 g/mL。根据傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析,BTFF与苯酚-糠醛热固性树脂(PFF)结构相似;经差示扫描量热法分析,BTFF与PFF固化特性相近,固化温度(150℃)较低。     

煤焦油喹啉不溶物压滤脱除和超净沥青制备

以高温煤焦油为原料,在自制小型压滤装置上脱除喹啉不溶物(QI),并对滤后煤焦油进行超临界流体萃取分馏制备超净沥青。结果表明,当滤布孔径1 250目、温度125℃、压力0.5MPa时,煤焦油中的QI质量分数可降低到0.037%。对压滤后的焦油进行超临界萃取,所制沥青的QI和甲苯不溶物质量分数分别达到0.10%和20.31%,可满足制备高性能炭素材料前驱体的要求。     

多孔镍/白云石颗粒对生物质气化焦油裂解的催化性能

通过添加镍的方法,改善多孔白云石颗粒对生物质气化焦油裂解的催化能力。采用配位沉淀法制备Ni/白云石粉末,再以Ni/白云石粉末为原料,制备多孔Ni/白云石颗粒。以苯为生物质气化焦油的模型成分,在Ni/白云石颗粒固定床对苯进行蒸汽重整,考察了多孔Ni/白云石颗粒制备过程中,焙烧温度和氧化镍含量等条件对其催化能力的影响。结果表明,多孔Ni/白云石颗粒的催化能力随焙烧温度和氧化镍含量而变化,在焙烧温度750 ℃和氧化镍质量分数13.5%的条件下,Ni/白云石颗粒上苯蒸汽重整的气体收率达到最大值83.0%。在焙烧温度（450～900） ℃和氧化镍质量分数0～22.5%时,积炭率基本保持在4.5%。900 ℃焙烧2 h,对积炭失活的多孔Ni/白云石颗粒进行再生,再生的多孔Ni/白云石颗粒对苯蒸汽重整的催化能力与新鲜多孔Ni/白云石颗粒相同。     

不同温度条件下厌氧处理食品废水的试验研究

本试验采用UASB厌氧反应器对某工业园区食品加工废水进行处理。比较了在中温(37±2℃)和模拟原水水温(26～30℃)的条件下,不同负荷对COD去除率的影响。实验结果显示,当水力停留时间为8 h/d时,厌氧反应器容积负荷为6 kgCOD/(m3.d),在模拟原水水温条件下,COD去除率可达到75%左右;在中温条件下,COD去除率可达到80%左右,均有较好的效果;相对于中温而言,原水水温厌氧在工程应用上节省了投资,该实验结果可为该类食品废水厌氧生物处理提供设计运行依据。     

新型原油破乳剂的研制及其在2号联合站的应用

陕北某油田2号联合站处理原油开采时间长、初始含水10%~15%,现用破乳剂存在用量大、净化油含水率高、脱水时间长等问题,沉降温度变化。本文通过正交实验法优化得到破乳剂的最佳质量配比,研制出一种新型原油破乳剂。实验室实验结果表明,在单剂质量配比为CP-02(A)∶AP134(B)∶SP169(C)=8∶2∶3、温度为35℃、加量为100 mg/L时,新型原油破乳剂120 min净化油平均含水率为0.10%,且油水界面整齐、脱出水色清亮,具有良好的破乳脱水能力。经过14次现场实验,结果表明,经本文研制的新型原油破乳剂,处理后的净化油含水大幅度降低,使用效果明显优于原用破乳剂;新型原油破乳剂的加量为100~120 mg/L,温度35~45℃时,净化油平均含水率为0.10%,符合出矿原油技术条件(SY 7513-1988)不大于0.50%的指标要求,能够满足现场生产使用要求。     

玉米秸秆循环流化床气化中试试验

玉米秸秆是农业生产过程中产生的剩余物,其热解气化是秸秆类生物质处理应用的重要选择方向。为此,采用循环流化床气化中试装置对玉米秸秆进行了气化试验,研究空气当量比ER、原料含水率对反应温度、气化燃气组分与热值、气化效率及燃气中的焦油含量等气化特性影响规律,并通过改变进料量试验得到了在不同负荷运行条件下的优化工作参数。结果表明：①随着ER的增大,循环流化床气化炉内的反应温度升高,气化燃气中的CO₂含量增加,焦油与CO含量及燃气热值降低,气化效率随ER的增大呈现先增大后减小趋势,较理想的ER为0.26,此时的气化效率达到70.2%、燃气热值为5.1MJ/m³;②原料含水率的增大降低了气化炉内的反应温度,当原料含水率在5%～15%之间逐渐增大时,燃气中的H₂含量、燃气热值及气化效率均有提升,当含水率由15%继续增大到25%过程中,燃气热值与气化效率均出现了快速下降;③根据气化炉额定进料量设计值,改变进料负荷在66%～120%范围内,调节ER在0.26～0.3时均可得到较好的运行工况,对应得到的燃气热值为4.8～5.1MJ/m³、气化效率为69%～72%。     

锂精矿中可溶性杂质的脱除机理研究

以中国某盐湖的锂精矿为原料,研究了水洗法脱除锂精矿中可溶性杂质的规律及机理。主要探索了水洗温度对可溶性杂质脱除的影响,结合扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和能谱仪（EDS）等表征方法,研究了可溶性杂质的赋存形式及物相转化规律。结果表明:在液固质量比为3:1、水洗温度为60 ℃、水洗时间为4 h条件下,可将锂精矿中的钠、钾、氯质量分数分别降低至2.5%、0.35%、2.65%。锂精矿中的可溶性杂质主要以氯化钠（NaCl）和复盐氯碳酸钠镁石[Mg₂Na₆（CO₃）₄Cl₂]两种物相存在。常温下水洗仅可溶解氯化钠,而复盐氯碳酸钠镁石几乎不溶。复盐氯碳酸钠镁石在40 ℃开始溶解,60 ℃及以上完全溶解。水洗过程中发生了复盐氯碳酸钠镁石向碱式碳酸镁的转变反应,且升高温度有利于该反应的正向进行。     

含硫废水的理论分析及脱硫试验研究

以绿矾（FeSO4·7H2O）为药剂,对硫化物含量为1571.86mg/L、pH为9.5的模拟含硫废水进行脱硫试验。结果表明,在废水初始pH值为10,反应温度为35℃,绿矾投加量为16g/L时,可获得最佳脱硫效果,废水中硫化物去除率达99.69%,出水硫化物含量降至4.83mg/L。     

Tar removal from the producer gas of a small scale downdraft gasifier using a fatty acid based,wet packed-bed scrubber

Small scale gasification combined heat and power (CHP) systems offer an alternative to diesel fuelled generators for power generation in remote communities and industrial sites. Tar and particulates in the producer-gas can damage the internal combustion engine generator and increase operation and maintenance costs. In this work, we present a novel trickle-bed scrubber using filtered waste cooking oil as a cost effective and easy-to-operate gas clean-up method for a small CHP system. The performance of the trickle-bed scrubber was compared against a packed-bed filter utilizing woodchips in a 20 kW_th downdraft gasifier. Used-cooking oil was selected as the solvent and woodchips as the bed-material as these are readily available, inexpensive, and can be recycled in the gasifier as fuel. A woodchip packed-bed filter reduced the tar and particulate matter (PM) in the producer gas from gasification of spruce chips (11% moisture) from 1.6 to 1.4 g/Nm³ and from 0.16 to 0.087 g/Nm³ respectively. The trickle-bed scrubber was able to reduce the tar and PM in the producer gas from gasification of pinewood (8% moisture) from 1.38 to 0.28 g/Nm³, and 0.209 to 0.082 g/Nm³, respectively. Tar and PM removal efficiency improved by 60% and 29% respectively. Components such as benzene, toluene, naphthalene, and biphenylene were the major tar components. After passing the trickle-bed, most tar was removed, with a preference for removal of multi-ringed aromatics and gravimetric tars. Parameters such as the tar and particulate concentration, feedstock moisture content, and feedstock source affect the performance of the gas clean-up system.