热提质褐煤预氧化后自燃特性变化及其自由基原位分析

针对不同温度热提质褐煤新鲜样及其自然环境中储存一定时间后的预氧化样，利用订制的自燃测定实验装置测得各样品的自燃倾向性差异，采用X-band电子自旋共振波谱仪进行自由基动态原位分析，研究预氧化对热提质褐煤自燃特性的影响。结果表明，热提质温度升高，新鲜样的自燃倾向性降低。但随着储存时间延长，105~500℃热提质褐煤发生预氧化，自燃倾向性不同程度地增加，400℃热提质后的预氧化样与原煤一样易自燃。在自燃氧化过程中，与新鲜样不同，预氧化样的吸氧量增加，自由基浓度也增加。预氧化不仅使热提质褐煤自由基增加；且在自燃的加速氧化阶段后期，不断产生自由基，维持氧化自热升温。而400℃热提质褐煤新鲜样在自燃氧化初期消耗大量小分子自由基，损失达80%，因不能持续产生活性自由基难以维持自燃氧化反应进行。     

褐煤物化结构对水分复吸的影响

阐述了褐煤中水分的赋存形态及其在受热过程中的转化行为。分析了不同提质干燥过程中褐煤物化结构的变化,探讨了褐煤物化结构与水分脱除及复吸的关系。结果表明:褐煤表面丰富的孔结构和大量亲水性含氧官能团是其水分较高的主要原因。干燥提质过程中,孔结构坍塌和交联反应的剧烈程度对于抑制复吸非常重要。加热过程中褐煤表面活性含氧官能团的数量、形成和分解行为直接影响褐煤的持水和吸氧能力,含氧官能团的分解会使煤的疏水性增加,自燃倾向性降低。最后说明褐煤提质的关键是水分的高效安全脱除,脱水煤表面氧化和水分复吸的抑制,并提出了抑制提质褐煤复吸水分的可能途径是依据不同组成、结构褐煤的水分赋存和脱除行为,针对性地改善干燥操作条件,调节样品孔径分布、比表面积和表面含氧官能团的存在形态及数量。     

褐煤流化床提质性能研究

针对褐煤水分高、发热量低、易风化自燃等特点,以内蒙古褐煤为研究对象,进行了褐煤静态干燥实验和褐煤提质多因素实验。以O2体积分数10.5%的烟气为干燥介质,在分析褐煤流化床提质干燥机理的基础上,对褐煤进行流化床动态提质实验。结果表明:褐煤提质水分控制在5%左右为宜。褐煤粒级小于3 mm时,温度对煤样干燥速度影响最大,其次是煤样粒度,风速对干燥速度影响最小。确定全粒级、0.5~1.25、1.25~2、2~3 mm褐煤临界流化风速分别为38、20、40和50 m3/h。褐煤适宜提质温度和时间分别为200~240℃和5~8 min。最后建立了褐煤提质模型,说明褐煤提质规律与提质介质温度、风速密切相关,该模型对褐煤提质生产具有指导作用。     

褐煤干燥特性及产品特性研究

通过对内蒙古锡林浩特褐煤的热重分析可知,褐煤干燥过程约30 min,干馏过程约1.5 h。对不同粒径褐煤进行了干燥特性研究,说明+100,100～50,-50 mm原煤完全干燥分别需要4.0,1.0,0.5 h,粒径越小,煤样失重率越大,干燥速度越大,达到相同干燥效果所需的干燥时间也越短。最后分析了干燥温度对产品特性的影响,同时测试了干燥、干馏提质产品的自燃特性和复吸水特性,结果表明:与原煤相比,150,200℃产品挥发分分别提高了33.72%和31.13%,更易发生自燃,而550℃干馏过程中挥发分降低了30.89%,热稳定性大幅增加;150,200,550℃产品吸氧量分别提高了0.43,0.65,0.72 cm3/g;干燥产品燃点要低于原煤,而干馏产品燃点则高于原煤;干馏煤因改变了孔隙结构,最高内在水分降低,即复吸水的能力降低。因此,干燥提质产品与褐煤性质基本一致,而干馏提质产品性能则获得较大改善。     

低温烘焙提质对褐煤着火燃烧特性的影响

褐煤高水分和高挥发分不利于运输和储存，且会降低锅炉燃烧效率，低温烘焙提质作为一种褐煤提质常用技术，能有效降低燃料中水分并提升燃料品质，显著改变褐煤燃烧特性。为研究低温烘焙提质对褐煤着火特性的影响，利用平面火焰燃烧系统并结合CMOS相机研究了不同热协流温度(1 473、1 673和1 873 K)和O₂体积分数(5%、10%和20%)下低温烘焙预处理(200、250和300℃)对褐煤着火燃烧特性的影响，并分析低温烘焙提质对着火延迟距离和火焰亮度的影响。结果表明，经低温烘焙预处理的褐煤颗粒在相同热协流温度和O₂浓度条件下的着火延迟距离稍大于原始褐煤颗粒；O₂体积分数为5%时，200℃烘焙褐煤的着火延迟距离在热协流温度1 473、1 673和1 873 K时较原始褐煤颗粒分别增加了0.24、0.28和0.13 cm;此外，不同烘焙温度下煤粉颗粒的着火位置较褐煤均有所延迟，且升高烘焙温度会降低褐煤着火距离，在1 673 K、O₂体积分数5%下，烘焙温度200、250和300℃时对应的着火延迟距离较褐煤的增加...     

褐煤成型技术研究现状

中国褐煤资源丰富,由于其煤质特点,利用褐煤时需要进行提质加工。褐煤提质加工技术众多,国内外的褐煤提质加工技术主要包括热解提质加工工艺、脱水提质加工工艺及成型提质加工工艺等。褐煤成型技术可根据用户的不同需求,通过特殊的工艺,克服原煤存在的缺陷,生产出质量优良的产品;解决了褐煤易自燃、水分含量高等对长距离运输及储存不利的问题,具有明显的经济效益和环境效益。综述国内外褐煤众多提质工艺中的成型技术现状,介绍具有代表性工艺技术的主要特点,对比分析了国内外褐煤成型工艺技术的主要指标,总结了褐煤成型工艺技术在中国今后的发展。     

燃煤电厂印尼褐煤氧化自燃过程实验研究

针对两种印尼褐煤进行了自燃倾向性评价,研究了印尼低热和高热褐煤煤堆在堆放周期内不同高度和不同深度方位温度变化规律.结果表明,在相同的堆放时间下,低热褐煤煤堆达到自燃敏感温度区域范围比高热褐煤煤堆广泛,同时建立煤堆内部温度和表面温度的函数关系,并对印尼褐煤煤堆进行热值损失评估,为燃煤电厂印尼褐煤合理堆放和周转提供科学指导.     

褐煤含氧官能团对腐植酸产率的影响

空气作为氧化剂对胜利褐煤进行预氧化,采用碱溶酸析法提取褐煤腐植酸.研究氧化温度和氧化时间对褐煤含氧官能团质量摩尔浓度及腐植酸析出规律的影响,拟合了含氧官能团质量摩尔浓度和腐植酸析出量之间的关系.结果表明:随着氧化温度的升高,胜利褐煤表面含氧官能团质量摩尔浓度先增加后减少,褐煤中羧基质量摩尔浓度在150℃时达到最大值;随着氧化时间的增加,褐煤含氧官能团质量摩尔浓度逐渐增加;腐植酸产率随着氧化温度和氧化时间的增加而增大,随着含氧官能团质量摩尔浓度的增加而上升,酸性含氧官能团含量与腐植酸析出量之间的拟合关系式为y=32.36x-168,R~2=0.67.     

褐煤水热提质研究进展

为实现褐煤水热提质的工业化应用,分析了水热提质对煤质的影响,综述了水热提质改善水煤浆泵送特性,脱除煤中有害物质,实现废水治理等应用现状,最后阐述了水热提质连续化装置的研究进展。褐煤水热提质可同时脱水、脱氧,解决褐煤远距离运输及自燃问题,提高利用效率;水热提质同时还可脱除煤中潜在的有害元素,提高褐煤成浆性;水热提质的废水问题可结合水热气化方法或废水制浆解决。提出应加快管道式褐煤水热工业化装置的开发,对褐煤水热提质联合水煤浆气化或燃烧发电的经济性进行分析,加快实现褐煤水热提质的工业化步伐。     

宝日希勒褐煤的热压提质试验研究

介绍了气流干燥技术的优点,并利用HPU试验线对宝日希勒褐煤进行了热压提质研究。煤样热重分析表明宝日希勒褐煤适宜的干燥温度为105～371℃。通过分析干燥温度、给料频率对提质煤粉水分的影响及提质煤粉水分对型煤质量的影响,说明提质煤粉水分随干燥温度的升高而降低,随给料频率的增加而增大,宝日希勒褐煤适宜的干燥温度为220～320℃,给料频率为30～50 Hz;提质煤粉较适宜的水分范围为5%～13%,最佳水分为5%～8%,此时,型煤抗压强度可达900 N/个以上,落下强度超过80%。因此,以高温烟气为干燥介质,采用气流干燥技术对宝日希勒褐煤进行脱水干燥提质是可行的。试验结果为拓展宝日希勒褐煤的加工利用途径提供了依据,也为其他地区的褐煤提质提供参考。     

浅谈褐煤提质的意义

介绍了褐煤含水量高、挥发分高、发热量低、易风化碎裂、易氧化自燃和不适于远途运输等特点以及我国褐煤资源概况。为了科学合理地开发利用褐煤资源,比较了褐煤的利用方式和提质工艺,分析了褐煤干馏工艺以及存在的问题,并在以上分析基础上,探讨了褐煤提质的意义。     

预炭化温度对褐煤液化的影响

为了降低褐煤的氧含量,Soya Koi-shi和北达科他的褐煤分别在350、400和 420℃下进行预炭化,然后在初氢压10Mpa、温度400℃的条件下加氢1小时。SoyaKoiShi 褐煤在420℃、北达科他褐煤在400℃预炭化,经加氢之后,其在四氢萘     

黑山褐煤热解提质特性及其半焦制备高炉喷吹适用性研究

本文通过性能分析及低温干馏研究,主要考察了褐煤干馏升温速率和干馏温度对内蒙黑山褐煤提质半焦性能的影响;并在上述研究的基础上结合喷吹煤性能的要求,对干馏提质所得到的半焦高炉喷吹适用性进行了分析。研究表明,内蒙黑山褐煤在600℃和750℃干馏温度下,干馏30分钟后,提质后得到的褐煤半焦完全满足普通喷吹煤和特级喷吹煤的主要指标。该研究为潞安喷吹煤添加提质改性褐煤工艺研发提供了理论基础和设计依据。     

不同干燥程度胜利褐煤燃烧与自燃特性

为了探究高水分褐煤干燥后的燃烧与自燃特性变化,采用一维火焰炉、煤粉着火炉以及自燃试验台对不同干燥程度的胜利褐煤进行了试验研究。试验结果表明,试验样品的着火温度随着干燥程度的增加而降低,随着风煤比的增加而增加,煤粉细度同样会对着火温度产生影响。在燃用干燥褐煤过程中宜采用较高一次风率以提高制粉系统的安全性。胜利褐煤及其干燥褐煤均属于极易燃尽煤种,燃尽率均在99.4%以上,水分的变化对燃尽率影响不大。建议胜利褐煤与20%水分干燥褐煤的运行氧含量控制在3.5%左右。随着干燥程度的加深和粒径的减小,褐煤越容易自燃。胜利褐煤干燥到20%以下可能有自燃的风险。     

干燥褐煤的FTIR分析及热解实验研究

为比较空气和过热蒸汽干燥对褐煤化学结构和反应活性的影响,在流化床干燥器中对褐煤进行干燥,采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对原煤和干燥后样品的化学结构参数进行分析,并通过热重分析(TGA)实验对比了不同干燥方式褐煤的热解特征参数和动力学参数.结果表明:褐煤在空气和过热蒸汽干燥过程中,随着温度的升高会逐渐失去羧基和羰基含氧官能团,当温度高于135℃时,空气中干燥的褐煤发生表面氧化反应,而在蒸汽中干燥的褐煤,温度达到160℃仍没有发生氧化反应.干燥后的褐煤与原煤相比,活化能增加,反应活性降低.相同温度下,过热蒸汽干燥后褐煤的活性大于空气干燥后褐煤的活性.     

褐煤间接预干燥提质技术的研究进展

褐煤在我国的储量和产量较高,但是目前利用率不高。褐煤直接利用热效率和环保性差,因此预干燥提质是褐煤大规模开发利用的基础。简介了褐煤间接预干燥提质技术的优势,重点分析和比较了国内外主要的褐煤间接预干燥提质技术。     

褐煤提质技术现状

阐述了褐煤在运输、储存、利用中存在的问题,指明了褐煤提质技术对合理利用褐煤资源的重大意义;综述了褐煤提质工艺成型技术现状并对褐煤提质技术的发展前景进行了展望。     

内蒙古某褐煤干燥特性的实验研究

利用热风干燥实验装置对内蒙古某褐煤进行不同温度、不同风速、不同粒度的干燥特性研究。结果表明：降低褐煤的粒度可有效缩短干燥时间;热风风速对褐煤的干燥速率影响很小,干燥适宜温度为150~165℃,在此温度区间内干燥时间较理想,进一步提高风温虽然有助于提高干燥效率,但有发生自燃的危险。     

胜利褐煤快速热解特性

为考察热解温度对热解产物品质及挥发分残留的影响,在10 kg/h自制褐煤快速热解提质试验设备上,以胜利褐煤为试验原料,考察了400~900℃热解提质温度对热解产物产率、气体产物组成、半焦微观结构以及残余挥发分的影响。结果表明,随着热解温度的升高,半焦产率逐渐降低,气体产率升高,焦油的产率先升高后降低,700℃时焦油产率最大;热解气体中的CO_2随着热解温度的升高逐渐降低,H_2和CO含量随着热解温度的升高而增加;随着热解温度的升高,挥发分不断释放导致半焦含氧官能团以及高活性的小的缩合芳环减少;热解温度≥700℃,半焦残留的挥发分较低,固定碳较多,基本满足电石用焦的要求。     

流化床干燥过程中全粒级褐煤的自燃特性研究

本文以氧含量为10.5%的模拟烟气为干燥气体在流化床干燥器中对通辽全粒级褐煤的自燃特性进行了研究,考察了粒度0.5～3.0 mm的煤样的自燃特性.实验结果表明:干燥过程中发生自燃的危险性随着干燥温度和干燥时间的增加而增加;在气流温度为200℃和220℃条件下可安全完成干燥过程:若控制干燥时间不超过8 min,可在200℃～240℃下完成干燥过程.不发生自燃.