淮南烟煤热解及焦油析出特性

采用热重-傅里叶变换红外光谱(TG-FTIR)联用和固定床反应器研究了惰性气氛下不同粒径、升温速率和热解温度条件下淮南烟煤热解特性.热解析出焦油采用柱层析分离成脂肪烃、芳烃、非烃和沥青质,结合气相色谱-质谱(GC-MS)联用分析.结果表明,粒径的增加导致煤热解失重量减少;升温速率的提高使峰值温度和燃尽温度均有所增加;随热解温度升高,半焦产率减小,气体产率增加,焦油产率先增大后减小,温度的升高导致焦油的二次反应,焦油族组成发生变化,脂肪烃和非烃减少,芳烃增加;焦油主要组分包含C16~C30直链烷烃,二环、三环、四环芳烃及其衍生物,以及各种酚类、酯类、喹啉等物质.     

温度对小龙潭褐煤流化床热解产物影响的试验研究

在改进热解产物收集方法的基础上,在内径为32 mm的流化床热解试验台上进行了温度对小龙潭褐煤热解产物影响的试验研究.结果表明:当反应温度从550℃升到750℃时,半焦产率从51%降到40%,煤气产率从14%升高到26%;焦油和热解水产率随着温度的升高先增大后减小,在650℃左右时达到最大值,分别为8%和14%;H2、CH4、CO的产率和在热解煤气中的体积分数都有明显的增加,而CO2体积分数却大幅下降,热解煤气的低位热值从10 MJ/m3上升为13MJ/m3;热解过程中的氮、硫析出率分别从33%、51%上升为60%和63%.     

煤灰渣酸浸提铝试验

为实现煤炭资源化分级利用,对东北某热电厂循环流化床锅炉灰渣进行提铝研究。用硫酸在不同的反应条件下酸浸,以获得较高的铝浸出率和合适的酸浸条件,产品为富含硫酸铝的酸浸液和高硅提铝残渣。酸浸实验结果表明,较为合适的酸浸条件为:5mol/L的硫酸、105～110℃的酸浸温度、2h的反应时间和1:3的固液比,此时铝浸出率为91.5%,提铝残渣中SiO₂含量高达87.6%。X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明,原始煤灰渣中的铝元素主要以非晶态的化合物形式存在,而非晶态物质具有较高的化学反应活性,促成了较高的铝浸出率。因此,这种循环流化床锅炉的灰渣酸浸提铝提硅较为合适。     

低硫煤联产Q相水泥熟料的矿物生成反应热力学分析

以兖州低硫煤为试验煤种,在两段多相反应试验台上开展了联产Q相水泥熟料的试验,对联产熟料样品中的矿物组成进行了X射线衍射(XRD)分析,发现联产熟料矿物组成中的主要矿物种类为2CaO·SiO2和Q相.根据状态函数吉布斯自由焓,对兖州煤联产Q相水泥熟料中化学组成可能发生的矿物生成反应进行了热力学计算,并对熟料矿物生成反应的优先顺序进行比较.结果表明:根据熟料化学组成,优先发生的反应是2CaO·Al2O3·SiO2的直接合成反应,其次为2CaO·SiO2的直接合成反应,再次为Q相矿物的间接合成反应;联产熟料矿物组成最终应以2CaO·SiO2和Q相矿物为主体;对联产熟料矿物生成反应热力学分析的结论与兖州煤联产Q相水泥熟料试验的矿物组成结果基本一致.     

气化条件下压力影响灰熔融特性的实验研究

利用加压热天平结合X衍射分析仪来研究压力对煤灰熔融特性的影响。受加压热天平温度的限制,只研究1100℃以下压力的影响。利用X衍射分析仪分析不同压力、不同温度下煤灰中的矿物质成分,根据X射线衍射图谱分析矿物质对灰熔融特性的影响,以及在不同压力和不同气氛下矿物质的变化和新生成矿物质对灰熔融性的影响。结果显示:CO2气氛下压力对煤灰矿物质的生成影响不大;N2及H2O气氛下压力具有促进煤灰低温矿物质向高温矿物质转化的作用。     

循环流化床热、电、气多联产技术方案研究

介绍了循环流化床热、电、气多联技术的3种方案，通过计算，对再循环煤气热解，水蒸汽气化及水蒸汽引射再循环煤气气化等方案进行了分析比较，得出水蒸气引射再循环煤气气化是比较理想的多联产方案。     

激光数码全息测量技术在循环流化床中的应用

粒子在床内的空间分布对循环流化床的研究非常重要，该文用激光数码全息技术对流化床冷态实验台的稀相区进行测量试验。利用HE-NE激光器通过两扇开设在流化床炉壁上的玻璃窗照射床内粒子，激光与粒子遭遇并产生衍射，衍射生成的同轴全息图被一只数码摄像机拍摄。基于该文的数学模型，同轴全息过程可以用一组小波函数的卷积来表述，因此两相流粒子的三维图像可以通过全息图与小波函数的卷积来实现数码重建。利用一系列图像处理手段从三维重建图像中获得粒子的粒径和三维坐标，从而得到流化床内部的粒子空间分布。最后对实验结果进行了分析。     

矩形截面流化床内磨损特性的分析

将冷态测试和数值模拟相结合，对不同运行工况下的矩形截面流化床锅炉内的磨损特性进行了分析。结果表明，截面风速增加后，炉内不同区域的磨损都有显著增加。增大二次风配比，有利于减小炉内的磨损程度。同时由于二次风采用径向送风，为减缓二次风对上升气固流的切断效果，二次风配比不宜过大。不同炉膛出口的分析结果表明，和小出口相比，采用大出口后减缓磨损的效果不明显。为减小锅炉内磨损，应在保证锅炉正常运行条件下，降低炉内的平均截面风速；在保证床层能够充分流化的前提下，适当增加二次风的份额；炉膛的角落区域采用耐火材料涂覆，耐磨层和非耐磨层的过渡尽量圆滑平缓，尽可能减小炉内的不规则区域存在；结构设计中应尽量避免交界面的存在。     

石煤灰渣酸浸提钒工艺中钒的浸出动力学

采用液-固多相反应的缩芯模型研究了石煤灰渣中V2O5的浸出动力学,考察了酸浸温度、硫酸浓度对V2O5浸出反应速率的影响. 结果表明,在实验温度范围内,V2O5的浸出过程为固膜扩散控制,浸出反应的表观活化能为29.96 kJ/mol. 当硫酸浓度小于6 mol/L时,浸出属化学反应控制过程;当硫酸浓度大于6 mol/L时,浸出过程为固膜扩散控制,其表观反应级数为1.199. 提高酸浸温度可提高V2O5的浸出率;在硫酸浓度小于6 mol/L时提高硫酸浓度,可提高V2O5的浸出率;而高于该值提高硫酸浓度对V2O5浸出率的提高无明显作用.     

高温含油热解煤气静电除尘中试试验研究

为了验证静电除尘技术用于高温含油热解煤气除尘的可行性,并获取中试条件下高温静电除尘器运行数据,基于浙江大学1 MW_t煤热解燃烧多联产中试试验平台,搭建了高温热解煤气静电除尘中试试验装置,并开展了高温烟气、高温含油热解煤气静电除尘试验。结果表明:高温会导致静电除尘器除尘效率下降,在烟气气氛中,随着温度从300℃提升至500℃,最大除尘效率从80%下降至71%。添加水蒸气可以提高击穿电压,从而提升最大除尘效率。在500℃的烟气气氛中,通过水蒸气吹扫将水蒸气浓度从6.89%提升至18.53%,最大除尘效率从71%提升至78%。在500℃含油热解煤气气氛中,除尘器除尘效率在61%～78%之间波动,运行状况良好。