煤热解特性研究

对大雁、协庄和昔阳3个不同煤化程度的煤样，在N2，CO2和水蒸气3种不同气氛及不同温度下进行了热解研究，考察了煤化程度、热解气氛和热解温度对煤热解产物产率和热解气性质的影响规律．研究表明，对上述3个煤样，随煤化程度加深，焦产率增加，油和气产率一般随煤中挥发分增加而增加，但又与煤的大分子结构、热解温度和加热速率等有密切关系；干馏气组成H2和CH4含量协庄煤样最高，而(CO CO2)含量因煤中氧含量的降低而下降．与N2气氛相比，CO2和水蒸气气氛中半焦产率下降，气产率增加；油产率水蒸气气氛下最高．H2组分含量在水蒸气气氛下最高，而CO，CH4和烃类C2～C5组分则最低．LHV在N2，CO2和水蒸气气氛下逐次降低．     

大同煤热解和加氢热解过程中产物生成规律的研究

在压力2MPa,温度350—650℃范围内,对比研究了大同煤分别在氮气和氢气气氛下热解过程中产物的分布和气体生成规律。研究表明,煤的热解和加氢热解转化率和水产率都随温度上升而增加;在热解条件下,焦油产率在500℃出现最大值。氢气对煤热解转化只有超过一定温度才具有促进作用,此时与热解相比具有较高的CO、CH4和C2^＋产率以及较低的CO2产率。     

油坊梁煤加压热解特性的实验研究

为考察不同热解条件对煤加压热解产物分布和产品品质的影响,利用加压热重装置研究了不同升温速率(10℃/min, 20℃/min, 30℃/min, 40℃/min)、压力(1.0 MPa, 2.0 MPa, 3.0 MPa, 4.0 MPa)和气氛(100%N₂,100%CO₂,50%CO₂+50%H₂)对油坊梁煤加压热解特性的影响。结果表明：在反应终温800℃、升温速率30℃/min、100%N₂条件下,受加压抑制挥发分的逸出与扩散的影响,失重曲线、失重速率曲线及最大失重速率对应的峰温整体向高温侧移动,失重率由1.0 MPa时的24.52%减小至4.0 MPa时的19.46%。与100%N₂气氛相比,100%CO₂和50%CO₂+50%H₂气氛下失重率分别增加2.29%和1.32%。受高氢分压下较多的氢分子参与自由基的加氢饱和、高压促使挥发分发生二次反应,以及CO₂与重...     

热解气催化活化促进石河子烟煤热解的研究

采用等体积浸渍法制备了Fe/MgO,Co/MgO和Ni/MgO催化剂,利用固定床反应器对石河子烟煤在热解气气氛下的催化热解行为进行了研究,考察热解气在催化剂作用下对煤热解焦油产率、半焦产率、轻重油比例以及焦油族组成的影响,并与相同条件下N2气氛和热解气气氛热解特性进行了对比分析.结果表明,三种催化剂对煤在热解气中的热解都有促进作用,其中Ni/MgO催化剂对提高焦油产率最明显.在气体流量为400mL/min,热解温度为550℃,Ni/MgO为催化剂的条件下,焦油产率为7.33%,与相同条件下在N2气氛和热解气气氛下热解相比,焦油产率分别提高了78%和42%.而Co/MgO催化剂对提高轻油的作用较明显.这表明热解气催化活化对煤热解有较好的促进作用,可抑制缩聚反应,提高焦油的产率和改善焦油的品质.     

煤热解过程中气态产物分布的研究

利用固定床热解装置对3种不同煤种进行了热解研究,考察了温度和煤的性质对热解气态产物以及硫元素逸出规律的影响,结果表明:除了煤的性质外,温度是影响热解产物分布的重要影响因素;同时CO和CO2的逸出量与煤中氧元素的含量有关,而生成CH4和气态烃的量与H/O原子比有很大关系;热解过程中含硫物质以H2S和少量COS的方式逸出到气相,而逸出的气态硫也与煤的含硫量有直接关系.     

三种不同煤阶煤的模拟热解实验研究

利用地质历史过程中油气生成的时间－温度补偿效应,运用“慢速升温＋长时间恒温”的方法,在较低温度范围（４００℃￣５５０℃）内,在对不同变质程度的神木东山和阳城三种煤样进行热解模拟实验的基础上,研究了其气、液、因态产物的量、组成及其演化规律。     

煤与生物质固定床共热解产物分布及热解动力学研究

在固定床管式热解炉中对煤与生物质共热解进行了研究,考察了氮气气氛下煤与生物质混合比例对热解产物产率分布的影响,并利用热重分析结合活化能分布模型对煤与生物质共热解的活化能及分布进行了计算。结果表明,生物质的加入促进了煤热解生成挥发分,使得煤的热分解提前,神府煤热解的活化能主要分布于290³80 kJ/mol之间,生物质葵花秆热解的活化能主要分布于180380 kJ/mol之间,生物质葵花秆热解的活化能主要分布于180²20 kJ/mol的区间。当煤与葵花秆分别以质量比3∶2和2∶3混合时,热解的活化能主要分布在190220 kJ/mol的区间。当煤与葵花秆分别以质量比3∶2和2∶3混合时,热解的活化能主要分布在190²00 kJ/mol、450200 kJ/mol、450⁵00 kJ/mol之间,以及190500 kJ/mol之间,以及190²00 kJ/mol、350200 kJ/mol、350⁴00 kJ/mol之间。煤与葵花秆共热解降低了反应的活化能,并促进了挥发分的生成,二者共热解存在协同作用。     

煤与生物质固定床共热解产物分布及热解动力学研究

在固定床管式热解炉中对煤与生物质共热解进行了研究,考察了氮气气氛下煤与生物质混合比例对热解产物产率分布的影响,并利用热重分析结合活化能分布模型对煤与生物质共热解的活化能及分布进行了计算。结果表明,生物质的加入促进了煤热解生成挥发分,使得煤的热分解提前,神府煤热解的活化能主要分布于290~380 kJ/mol之间,生物质葵花秆热解的活化能主要分布于180~220 kJ/mol的区间。当煤与葵花秆分别以质量比3∶2和2∶3混合时,热解的活化能主要分布在190~200 kJ/mol、450~500 kJ/mol之间,以及190~200 kJ/mol、350~400 kJ/mol之间。煤与葵花秆共热解降低了反应的活化能,并促进了挥发分的生成,二者共热解存在协同作用。     

煤热解活性及气相产物释放的关联性分析

煤热解产物分布及热解活性与煤的组成和结构密切相关,热解过程中的工艺条件也会对其产生影响;本文通过对煤样内在因素(组成特性)和热解过程的外在因素(工艺条件)考察,探讨各因素对煤热解活性及气相产物释放规律的影响.     

水分对神东煤热解产物分布的影响

为考察原料煤中水分对神东煤热解产物分布的影响,通过格金试验和固体热载体小试试验研究了神东煤中水分对热解特性的影响,得到神东煤在不同水分下热解产物的分布规律。格金试验表明,水分对神东煤热解产物中焦油和热解气收率有显著影响。随着水分降低,神东煤热解产物中焦油收率从9.98%降至4.92%,热解气收率从8.47%上升至11.07%,热解水收率从2.74%上升到5.94%。小试试验结果与格金试验趋势基本相同。随着原料煤中水分的降低,焦油收率下降,热解气收率上升;未经干燥的原煤在不同温度下热解的焦油收率比干燥后煤样平均高2.17%,热解气收率平均低1.58%。热解温度对H2和CO比例影响较大,对其他气体比例影响较小。研究结果表明,水分对神东煤的热解过程及其热解产物分布有显著影响,热解原料煤中水分的增加有利于抑制神东煤热解水和热解气的生成,提高焦油收率,因此有望通过控制原料煤中的水分来调节热解产物的分布。     

E.s.r. study of pyrolysis vapour of coal

Wyodak and Heatburg subbituminous coals were pyrolysed in-situ in an e.s.r. microwave cavity at ≈510 °C in an evacuated sealed tube. At least two kinds of radicals are detected; first, phenalenyl-like radicals and then, polymerized radicals from the initial ones.     

Rapid pyrolysis of brown coal and oil shale

A brown coal, peat and oil shale were subjected to a rapid pyrolysis process and medium-heat-value gases together with tar were collected. The char residue was of high activity and suitable for gasification to create a two-stage gasification system. The coal-tar is used for manufacturing liquid fuels and chemicals.     

The preparation and pyrolysis of O- and C-benzylated Illinois No. 6 coal

Illinois No. 6 coal was modified by selective benzylation reactions and the O- and C-benzyl, benzyl-d₇ and benzyl-1-¹³C products were pyrolysed in a wire screen reactor at 500–1000 °C. The char, tar and gas yields were measured and the distribution of the isotopic labels in the lower molecular weight gaseous products was determined. The results suggest that the modified coals are more reactive than the natural coal. First, the modifications increase the concentration of reactive radicals and of hydrogen donor groups. Second, the exchange patterns also suggest that the energetically more favourable reactions occur reversibly and that radical addition and recombination reactions compete favourably with fragmentation and radical substitution reactions. Third, the non-random distribution of the isotopic labels in the products indicates that the reactions in the coal particle are kinetically controlled even at temperatures near 850 °C. Fourth, the distribution of the labels in the water and ethene implies that non-radical processes contribute. Thus, theories of pyrolysis that are based exclusively on radical processes may be seriously misleading.     

Observation of transient free radicals during coal pyrolysis

Electron spin resonance studies of the early stages of carbonization of a high-volatile A bituminous coal have been used to detect and quantify transient free radicals present in the coal pyrolysate. Free radical (spin) populations are converted from susceptibilities measured at elevated temperatures assuming that the population present after ≈1 h of pyrolysis does not change when the coal pyrolysate is cooled to 20 °C. Co-carbonization of 9–10 dihydroanthracene and anthracene with the coal suggest that disproportionation pathways may be preferred over combination pathways as temperatures of pyrolysis and of liquefaction processes are increased.     

低温煤热解焦油产率和品质影响因素研究

煤焦油是低温煤热解技术的主要产物,是重要的化工原料,其产率和品质是评价煤热解工艺的重要指标。从原煤性质(煤种和煤粒径)、热解反应器结构形式及热解工艺条件(原煤预处理、热解温度、压力、升温速率、停留时间、热解气氛及催化剂)等方面综合分析了煤热解焦油产率和品质的影响因素,认为通过优选煤种和热解反应器,对煤样进行适当预处理,选择合适的工艺操作条件和引入加氢催化热解等有助于提高焦油产率和品质。     

低阶煤热解提质多联产技术的研究

阐述了新疆哈密地区低阶煤具有高水分、高挥发分、低灰、低硫等特点。通过煤炭热解、半焦成浆、半焦活化、半焦燃烧和焦油馏分试验,对热解提质与其他工艺优化组合的多联产应用的技术和经济可行性进行论证。结果表明：热解半焦具有低硫和灰熔融性较高的特性,完全符合喷吹煤标准;半焦可替代混合煤制浆,成浆浓度可达62．00％以上,黏度适中,流动性、析水情况均较好;半焦活化后对高浓度焦化废水污染物具有很好的吸附效果,挥发酚脱除率达99．65％,处理后废水含酚2．23mg／L;半焦在减少细粒物排放,降低锅炉积灰方面具有明显优势;焦油馏出温度〈360℃的馏分体积分数为48．96％,且酚油体积分数达15．68％。最后对热解提质多联产技术的经济性进行分析,采用LCC技术干燥热解处理低阶煤利润可达52264万元／a。     

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。     

国内外煤热解技术专利分析

热解技术作为煤炭清洁高效利用的核心技术之一,具有能效高、耗水少、投资低、环境友好等优势,发展热解技术符合我国迫切寻求煤炭清洁利用技术的国情。本文对国内外煤热解技术相关专利进行了检索和统计,重点分析了煤热解技术发展的总体趋势、区域分布和重要专利人及其专利技术特点,以便于把握煤热解技术的研究方向和重点领域,为我国热解技术的进一步发展提供参考依据。分析表明煤热解技术处于技术成长期,专利布局日趋完善。国外热解以流化床技术为主,而国内技术多为回转炉式热解技术。热解技术的主要问题为产品分离困难,现阶段的解决思路是采用精细划分热解过程,分段收集产品,减少焦油停留时间等方法减少不同阶段产品的混合从而缓解分离的压力。热解整体系统的趋势为发展以热解为龙头的多联产技术。     

矿物质对煤中硫氮在热解气化过程中迁移变化的催化作用

从煤自身所含的矿物质和外加添加剂的观点出发,对煤热解、气化和燃烧过程中存在的催化作用进行了阐述,尤其是煤中N、S有害元素的催化转化作用。煤自身所含的矿物质及部分碱金属、碱土金属和过渡金属添加剂对煤热解、气化和燃烧过程具有一定的催化能力,同时对煤中N、S有害元素的转化也有明显作用。对具有单功能催化作用的金属催化剂进行合理组合、适当改性和优化添加方式,在NOx和SOx污染性气体形成前对其前驱体进行抑制和定向转化,是今后煤炭洁净转化的一个研究方向。