煤中氯的分布及燃烧过程中氯析出特性的试验研究

测定了我国41种煤中氯含量,分析了我国煤中氯的分布特性。选取了两种中等氯含量的五阳贫煤和兖州烟煤在马费炉内进行了不同温度和燃烧时间的煤燃烧残渣中氯含量的测定,从氯平衡角度研究了煤燃烧过程中氯的析出特性,为下一步减轻煤燃烧过程中氯化物的排放提供了依据。     

流化床煤燃烧过程中砷析出特性研究

通过流化床燃烧实验，研究了煤燃烧过程中砷的析出特性，并根据煤的浮-沉试验探讨了煤中砷的赋存形态.结果表明：砷析出率随燃烧温度的升高而增加，在600~700 ℃时，燃烧温度对砷析出率的影响较小， 700~900 ℃是砷析出的主要温度范围且燃烧温度对砷析出率的影响显著；砷析出率随燃烧时间的增加而增大，但前10 min是砷析出的主要阶段；砷在煤中主要以有机态和无机态两种形式存在，无机砷主要赋存在黏土矿物和硫铁矿中，砷析出率随煤中有机砷比例的增加而增大.     

煤燃烧过程中砷的析出规律研究

采用煤燃烧实验研究了煤燃烧过程中砷的析出规律。研究结果表明,在煤燃烧过程中,随着燃烧温度的升高,煤中砷的释放率逐渐增大,残留在燃煤灰渣中的砷含量逐渐减少。在不同的燃烧温度下,燃煤灰渣量几乎没有改变,煤中砷的释放率却有较大的差异。燃煤排放的飞灰和烟尘以及粉煤灰的裸露堆放是环境砷污染的主要途径之一。     

高炉喷吹用煤燃烧过程中氯的析出特性

高炉喷吹用煤在低温燃烧和风口条件下高温快速燃烧过程中氯元素的析出特性差别很大。为对比其差别,对煤燃烧过程中氯的析出机理进行了热力学分析,并试验研究了高炉喷吹用煤低温燃烧过程中氯的析出特性,分析了温度、时间和空气流量对其影响规律。结果表明,低温燃烧条件下,高炉喷吹用煤氯的析出率受温度影响显著。在300～600 ℃内随温度上升,氯的析出率迅速增加,600 ℃时,氯析出率高达90%。继续升温至800 ℃以上时,氯析出率有所减缓;随燃烧时间的延长,煤中氯析出率增大;在500~700 ℃固定温度下,煤粉燃烧过程中氯的析出属于零级反应,其析出的表观活化能Ea为6 691.1 kJ/mol、频率因子k0=3.562;氯的析出率随空气流量的增加缓慢增加。高炉喷吹用煤粉在风口高温快速燃烧时氯的析出率仅在50%左右,远低于其在低温燃烧时氯的析出率。煤粉在高炉中燃烧时部分氯元素滞留在未燃煤粉中,故高炉生产建立煤粉中氯元素检测制度,并使用低氯煤进行喷吹。     

煤热解过程中氯的脱除研究

氯是煤中对环境有严重危害的微量有害元素之一。研究煤中氯的释放特性对于煤中氯的脱除和控制具有重要意义。文中测定了煤中氯在不同的煤热解温度下的脱除率，探讨了氯在热解过程中的析出规律。结果表明，煤中氯随温度的析出均符合S型函数关系；不同煤种，氯的析出温度区间不同；当热解温度为1000℃时，煤中氯基本脱除。     

用热天平研究煤的燃烧特性

研究了样品量、升温速率、试验气氛对燃烧反应的影响，解释了在热天平试验中经常出现的3种线型，提出通过改变加热升温速率对煤种的着火特性进行分离，从而得到直观评价煤种着火难易的试验方法。     

选煤厂煤泥浆燃烧特性的研究

采用TG-DTG-DTA(热重-微分热重-差热)热分析联用技术研究了新集选煤二厂煤泥浆的燃烧特性，考察了不同浓度煤泥浆的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等；计算了煤泥浆燃烧动力学参数以及燃烧特性的各种参数，并对结果进行了分析；提出采用温度曲线确定煤泥浆着火温度的方法。结果表明，不同浓度的煤泥浆在燃烧特性上有差别，浓度为67％左右的煤泥浆的燃烧特性较好；采用热分析技术研究煤泥浆的燃烧特性得到的信息量大，可为煤泥浆的优化燃烧及锅炉的设计提供依据。     

煤燃烧场中碱金属化合物的基础排放特性

在下一代煤炭火力联合循环发电系统中,煤中含有的金属化合物要被蒸发,并有可能对燃气透平的叶片产生高温腐蚀。本次研究中,对燃烧场中碱金属化合物,特别是煤种对Ｎa的基 础排放特性的影响,对原煤中的Ｎa化合物进行形态分析,并根据２元素图像相关法获得的Ｎa元素与其他元素的相关系数进行定量。由结果可以看出,Ｎa的排放特性取决于煤种;排放出的Ｎa几乎都是水溶性成分;和原煤中的Ｎa化合物以ＮaＣ１形式存在时易被排放出。     

不同温度下准东煤燃烧颗粒物的生成特性

为研究不同温度下准东煤燃烧颗粒物的生成特性,在实验室沉降炉中开展了准东煤燃烧颗粒物的生成特性的实验。实验温度为900,1 000,1 100,1 300 ℃,实验气氛为模拟空气气氛。燃烧生成的颗粒物被低压撞击器（LPI）收集并获得其粒径分布,其化学成分使用XRF分析。实验结果表明,准东煤在不同温度下的颗粒物生成特性呈现明显的差异。在900 ℃和1 000 ℃时亚微米颗粒物（PM1）的生成量明显高于1 100 ℃和1 300℃时,并且亚微米颗粒的峰值粒径也较1 100 ℃和1 300 ℃大。900~1 100 ℃时超微米颗粒（PM1-10）的生成量相当,而在1 300 ℃时具有显著的上升。对颗粒物的成分分析发现,在较高温度下,煤中灰分对Na蒸气的吸收或反应是PM1生成减少的主要原因。     

煤中氯的释放特性与煤变质程度的关系

研究了煤中氯在热解过程中的释放特性与煤变质程度的关系,研究结果表明,煤中氯的含量主要受地质条件和煤的形成过程的水文等条件(如水中氯化物的浓度)的影响,而其热解时的释放特性则与煤的变质程度有密切的关系。采用热力学方法研究发现,煤中氯释放的能垒(或近似认为是活化能)与煤的挥发分含量有定量关系。     

石煤燃烧硫析出动态特性

对浙江省8种石煤的硫析出特性及加入钙基固硫剂以后的影响进行了研究,得出了石煤的硫析出特性与其他煤种有相似之处：即有2个明显的硫析出峰值;燃烧温度对硫析出有很大的影响,温度升高,硫析出量增加,析出时间提前;在1 200 ℃时已经有超过95％以上的硫分解析出.同时得出钙基固硫剂对于石煤的硫分析出有很明显的抑止作用,方解石和石灰石脱硫率为40%~50%,纳米碳酸钙达到70%.     

煤自燃高温贫氧氧化燃烧特性参数的实验研究

针对现有煤自燃特性参数测试装置的特点和不足,根据煤田火区高温、贫氧的燃烧特点,设计建造了XKGW-1型煤田火区燃烧特性参数测试实验装置。利用该实验装置模拟了煤田火区的燃烧过程,得到了煤样从常温到600 ℃高温过程中的宏观特性参数规律。实验结果表明,煤样可以在高温、贫氧浓度条件下,继续发生反应,放出大量的热量,维持火区的发展扩大。在火区发展演化的过程中,煤样的升温速率会因水分蒸发等原因出现减小的现象,但总体呈增大趋势;煤样的耗氧速度在50 ℃之前特别缓慢,之后迅速增大,氧浓度急剧减小,当煤温升高到约130 ℃左右,氧气浓度降低到3%以下,并持续缓慢降低;CO和CH4的产生量的变化规律相似,都随煤温的升高而升高,并且在110 ℃之前产生速率较慢,之后逐渐增大;CO2,C2H4,C2H6的产生量的变化规律相似,均随煤温的升高先增大后减小,但峰值点所对应的煤温有所不同。     

混煤燃烧过程中飞灰颗粒排放特性试验

为了解混煤燃烧对飞灰颗粒尤其是超细颗粒排放特性的影响,在一维沉降炉上对平朔、大优及神木3种烟煤及其混煤进行燃烧试验.采用激光粒度分析仪对收集的飞灰颗粒尺寸分布进行测定,并对混煤飞灰颗粒的体积平均直径及可吸入颗粒物（PM₁₀）、超细颗粒物（PM_2.5）所占比例的计算值与测量值进行比较.结果表明：合理混煤能增大飞灰颗粒的粒径,减少可吸入颗粒物（PM₁₀）及超细颗粒物（PM_2.5）的排放;混煤的飞灰颗粒粒径分布受组成煤种、灰分含量及煤灰成分等因素的影响.     

煤中氯的赋存与释放特性研究进展

氯是煤中重要的有害微量元素之一,在煤的热解,燃烧和气化过程中,煤中的氯经过复杂的化学变化转移到烟气中,形成多种含氯物质如HCl、Cl_2、无机盐等,这不仅造成环境的严重污染,危害人类的健康,同时氯元素的挥发会引起锅炉及尾部受热面的沾污结渣腐蚀问题,形成安全隐患。了解煤中氯的测定方法,赋存形态,释放规律及控制技术是高氯煤清洁利用的前提,本文对国内外这方面的研究工作进行了综述。介绍了煤中氯的来源及危害,并整理和比较了国内外煤中氯的测定方法的原理及其优缺点,统计了世界主要产煤国煤中氯含量分布范围、均值及典型煤样中氯含量的值;整理归纳了煤中氯的2种主要赋存形式:有机形态(包括无机离子、水合离子、无机盐和含氯复杂矿物)和无机形态(包括有机离子交换态、有机共价结合态、有机氯化物和有机离子配合物),并分类总结了3种煤中氯赋存形态的研究方法:相关性分析法,化学法萃取法,仪器直接分析法;阐述了煤燃烧、热解、气化过程中氯的释放特性及煤中氯形态、煤质、温度、升温速率、保温时间、压力、气氛等因素对氯释放规律的影响,对比了不同气氛下煤中氯的释放规律,并分析了在加热过程中煤焦和气态中氯形态及其分布的变化;分类总结了目前氯的主要控制技术,并比较了不同控制技术的特点及其适用工况;同时结合当前研究中存在的问题,提出了煤中氯的赋存、释放以及控制研究的若干工作建议,从而为高氯煤的高效清洁利用提供一定的理论基础。     

烟煤挥发分和焦炭分解燃烧过程中NO释放特性

采用固定床反应器，将烟煤的燃烧分为焦炭燃烧和挥发分燃烧两部分，研究了各自燃烧过程中产生NO的规律，评价了焦炭N和挥发分N对煤粉燃烧产生NO的相对贡献.研究结果表明，煤粉N﹑焦炭N和挥发分N的转化率都随过量空气系数α和温度的增加而增加；由挥发分N转变成NO是烟煤燃烧过程的主要来源；烟煤NO的转化率都小于其分解燃烧时挥发分NO＋焦炭NO的总转化率；氧化性气氛越强，挥发分和焦炭在煤粉燃烧时的相互作用越强.     

煤自燃氧化升温过程特性参数及标志气体研究

为了预防任楼煤矿52煤层自然发火,做好煤自燃发展程度的前期预测,准确预报工作,采用煤自燃程序升温试验,测试分析了52煤层煤样的耗氧速率、CO、CO2和CH4产生率等特性参数变化规律,以及CO、CH4、C2 H6、C2 H4等气体随煤温变化规律,确定了煤自燃标志气体.结果表明:52煤层煤样耗氧速率、CO、CO2和CH4产...     

阜康矿区白杨河西煤层气井网布设的探讨

为调查并评价新疆阜康矿区白杨河西煤层气的资源潜力和可采性,在白杨河西一带布设了煤层气小井网。通过对该区地形地质条件和煤层气储层特征的分析,结合国内其它地区小井网布设的经验,确定采用"W"型布设井网,并确定了井间距,以期对今后本区煤层气勘查有所借鉴。     

打造我国主体能源(煤炭)升级版面临的主要问题与对策探讨

为研究不同粒度煤样高温条件下的燃烧特性及燃烧效率,采用锥形量热仪测试了6种粒度煤样在热辐射作用下的燃烧特性参数。研究结果表明,煤样点燃时间与煤颗粒大小总体呈正相关关系;热释放速率峰值随煤样粒径减小而逐渐下降,在热释放速率曲线稳定阶段(>150 s),不同粒径煤样热释放速率由大到小依次为>0~0.12、>0.12~0.15、>0.15~0.18、>0.18~0.25、>0.25~0.38、>0.38~0.83 mm;总热释放量随粒径减小而逐渐增加;总烟释放量随煤样粒径增大而上升,最大粒径煤样(>0.38~ 0.83 mm)的烟气生成速率和总烟释放量均为最大;煤样燃烧过程中CO生成速率和CO₂生成速率均随煤样粒径减小而逐渐增大。引入煤样的火灾性能指数(F_FPI)和火灾增长指数(F_FGI),对比分析不同粒度煤样的燃烧效率得出：最小粒径煤样(>0~0.12 mm)的燃烧效率最高,F_FPI最小(0.27 m²·s/kW),F_FGI最大(3.70 kW/(m²·s))。研究结果对揭示高温环境下粒度对煤样燃烧特性的影响具有一定的借鉴意义。