热解半焦特性研究

利用兖州烟煤在不同温度下常压流化床氮气气氛的热解半焦作为样品，分析了半焦成分变化的规律，特别是硫的变化规律，并利用热重分析仪分析了不同温度下热解半焦的活化能，研究表明随着热解温度的升高，活化能逐渐降低。热解半焦的研究为煤气化及半焦燃烧的分级转化技术提供了参考。     

义马煤的流化床热解脱硫研究

在常压惰性气氛中采用流化床反应系统对义马原煤，脱灰，脱黄铁矿煤进行了热解脱硫，效果考察，主要考察了温度，热解时间及气氛对煤中硫变化的影响。结果发现：义马原煤，脱灰煤在700℃左右可得到低硫半焦，而在ψ（O2）为0.6%的N2气氛下，原煤在650℃左右即可得到硫含量更低的半焦，其脱硫率可达到72.9%。且半焦收率变化不大，表明在惰性气氛中配入少量氧气，可大大提高全硫脱除率，在实验所涉及的温度范围内原煤半焦中有机硫含量呈增加趋势，义马原煤中碱性矿物质固硫作用导致原煤半焦中硫含量高于脱灰煤半焦中硫含量，而增加热解停留时间不利于提高脱硫效果。     

铁元素对褐煤热解和气化特性影响的实验研究

以煤炭热解和气化为核心技术的多联产系统是我国煤炭清洁利用技术的发展方向之一.利用实验室台架进行植入铁元素后的褐煤的热解和气化,研究了铁元素对褐煤热解和气化的半焦产物的影响,分析了铁在褐煤热解和气化过程中的迁移和转化.结果表明:植入铁元素降低了酸洗煤样的热解失重率,可提高半焦产量,同时,还能提高褐煤半焦在水蒸汽气化过程中的反应活性.     

霍林河褐煤气体热载体错流热解特性研究

采用2 kg/h褐煤气体热载体错流热解实验装置,以经过加热后的氮气作为气体热载体,研究了气体热载体温度、原料粒度以及热载体平均停留时间对霍林河褐煤的热解产物分布特性的影响.结果表明:随着气体热载体温度由500℃升高到700℃,热解反应加剧,焦油产率、热解煤气热值、半焦破碎率和平均孔径均有显著增加;随着粒度由6～13 m...     

褐煤在N2及CO2气氛下的热解与富氧燃烧特性

为了掌握不同气氛下褐煤热解与富氧燃烧的特性以及其之间的联系,在管式炉反应器上利用锡盟褐煤在N₂和CO₂气氛以及600~1 000 °C条件下进行热解. 进一步对其在O₂/N₂以及O₂/CO₂气氛下进行富氧燃烧实验,考察不同反应温度(600~1 000 °C)以及不同氧气体积分数(21%~60%)条件下的富氧燃烧特性,结合热解实验结果探究CO₂气化反应对富氧燃烧的影响. 结果表明,CO₂气氛中锡盟褐煤在700 °C时开始CO₂气化反应,随温度增加气化反应增强,CO₂主要通过高温区的气化反应来影响煤热解及燃烧,700 °C以上气化反应能促进富氧燃烧进程. 对于O₂/CO₂气氛的富氧燃烧,当氧气体积分数为30%时,在800 °C以下温度对CO氧化反应影响更大,而在800 °C以上温度对CO₂气化反应影响更大. 当氧气体积分数相同时,O₂/N₂以及O₂/CO₂气氛下褐煤富氧燃烧反应时间差异不大.     

褐煤快速热解半焦理化特性及气化活性

为了研究长停留时间,大给料量条件下褐煤快速热解半焦的比表面积、孔径分布、表面官能团的变化规律及不同热解条件下半焦的CO2气化活性,在自制沉降炉上进行平庄褐煤热解温度600~1 000℃快速裂解实验,并用N2吸附法、傅里叶变换红外光谱法及非等温热重分析法对半焦进行表征.结果表明,随着热解温度增加比表面积先增大后减小,当热解温度为900℃时比表面积最大,孔径分布主要集中在中孔及微孔.官能团的红外光谱吸收随热解温度升高而减少,800℃为分界点,800℃以下随着热解温度提高,光谱吸收显著减少,800℃以上减少幅度降低,随着热解温度增加,煤焦芳香度加剧.煤焦气化活性与比表面积并无严格相关性.     

褐煤低温热解特性的实验研究

煤的热解一般是指煤在惰性气氛下受热分解产生煤气、焦油和半焦的复杂的物理和化学变化。而目前比较成熟且规模化的往往是利用煤的高温热解,而忽视了褐煤低温特性的研究。本文利用热重分析仪,从室温到500℃范围内,以不同升温速率、粒径对褐煤进行低温热解实验。结果表明:随着升温速率的提高,褐煤的失重速率增大;褐煤粒径的大小,对热解过程影响不显著,这些结论为以后的褐煤低温提质技术提供了一定的理论基础。     

煤催化多段加氢热解过程的产物分析

以MoS2为催化剂在固定床反应器中对录甸褐煤的加氢热解及多段加氢热解过程的产品分布，性质进行了详细的分析。结果表明：多段催化加氢热解与传统的加氢热解相比，转化率及焦油收率均有所提高，尤其是油收率从51.8%提高到63.9%,同时气体收率减少一半，催化条件下煤多段加氢热解焦油与传统加氢热解焦油在组成上并没有特别显著的不同，但是各组分间的相对含量却有较大的差别，煤的多段加氢热解过程明显提高了焦油中轻质组分的含量，使焦油进一步轻质化，其中苯类，酚类和萘类分别增加了42%，37.8%和115.4%；由多段催化加氢热解所得的半焦的比表面积要比由传统催化加氢热解所得的大得多，而且平均孔径也明显减少，半焦的孔体积增加了一倍以上；多段催化加氢热解过程有明显的优越性。     

低阶煤与冷轧氧化铁红共热解半焦的燃烧特性

采用固定床热解装置制备神木长焰煤与冷轧氧化铁红热解终温为550℃的共热解半焦。扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明,冷轧氧化铁红可以催化煤的热解,增加半焦表面的裂纹及孔隙;X-射线衍射(XRD)分析结果表明,煤与冷轧氧化铁红共热解降低了半焦碳的微晶结构的石墨化程度,提高其氧化反应活性;由热分析结果可知,共热解半焦的综合燃烧特性指数(Sn)比原料煤半焦高63.5%,燃烧反应活化能比原料煤半焦低39.7%,表明共热解半焦的燃烧性能优于原料煤半焦,煤与冷轧氧化铁红共热解可改善半焦的燃料品质,拓宽半焦作为燃料的利用领域。     

云南昭通褐煤热解试验研究

介绍了用于云南昭通褐煤热解的试验装置及试验方法,研究了升温速率、热解温度两种关键因素对褐煤热解产物的得率及其分布的影响．试验结果表明随热解温度的升高,热解产气量增加,气体产品是的有效成分也在增加,焦油和半焦减少．升温速率增加,热解气得率增加,且气体中的可有效可燃成分在增加．     

Pyrolysis and co-pyrolysis of lignite and plastic

The study firstly discusses the pyrolysis characteristics and kinetics by thermogravimetric analysis (TGA), and then investigates the pyrolysis of lignite and co-pyrolysis with plastic (polyethylene or polypropylene) in tube furnace. Meanwhile, the research focuses on the co-pyrolysis products under different mixing ratios as well as pyrolysis products at different testing temperatures and heating rates. The results show that higher final testing temperature and lower heating rate contribute to bond fission in lignite pyrolysis, resulting in less char product. In co-pyrolysis, lignite acts as hydrogen donor, and the yields of char and water rise with increasing amount of plastic in the mixture, while the yields of gas and tar decrease; and a little admixture of plastic will promote the production of gas and tar. Kinetic studies indicate that in temperature range of 530–600 °C, activation energies of lignite are higher than those of lignite/plastic blends, and as plastic mass ratio increases from 0% to 10%, samples need less energy to be decomposed during co-pyrolysis.     

浑源煤焦的CO2气化特性研究

在750～950℃范围内,用等温气化的方法研究了热解温度、热解时间、CO2分压、气化温度等对浑源煤焦气化反应特性的影响.结果表明,浑源煤焦在850℃时的气化活性较好;随着制焦温度的提高,气化活性下降;30 main焦与50 main焦的气化活性无明显差异,而2h焦则表现出了随保温时间延长,气化活性降低的趋势;0.05～...     

Effects of H_2/CO/CH_4 syngas composition variation on the NO_x and CO emission characteristics in a partially-premixed gas turbine combustor

This paper reports the effects of variations in the fuel composition of H_2/CO/CH_4 syngas on the characteristics of NO_x and CO emissions in a partially-premixed gas turbine combustor. Combustion tests were conducted on a full range of fuel compositions by varying each component gas from 0% to 100% at heat inputs of 40 and 50 k Wth. Flame temperature, combustor liner temperature, ignition delay time, and flame structure were investigated computationally and experimentally to judge whether they are significant indicators of NO_x and CO formation. The characteristics of and reasons for NO_x and CO emissions were investigated by analyzing the emission mechanisms and relationships among fuel property, equivalence ratio, flame temperature, liner temperature, flame shape. The flame structures were investigated using the following flame visualization methods:(1) time-averaged OH* chemiluminescence and its Abel-deconvolution;(2) direct photography; and(3) instantaneous OH-PLIF. The flame structures were greatly changed by the fuel composition and heat input, and they were subjected to key affecting parameters of the temperatures of the flames and the liners. NO_x and CO emissions also largely varied according to fuel composition and heat input, showing neither linearly nor exponentially clear proportional trends toward the syngas compositions because of the singular conditions. For example, only the 100% CO flame at low load emitted lots of CO, whereas complete combustion was observed in other cases. However, the qualitative observations showed that the root causes of NO_x emission behaviors were flame temperature and flame structure, which were directly related to the residence time in the flame. Various sets of practical test results were obtained, and these results could contribute to the optimal selection of the fuel-feeding condition when fuel is changed from natural gas to syngas in order to minimize NO_x and CO emissions with stable combustion.     

神华煤燃烧再燃中NOx生成与还原试验研究

为了了解神华煤再燃过程中NOx的还原机理，研究了不同氧气体积分数下燃烧和再燃过程中NOx的动态释放和还原特性.试验采用在线式烟气分析仪，在电炉加热的固定床反应器上进行.结果表明, 燃烧过程中NOx的生成挥发份析出峰和焦炭析出峰的双峰释放特性.在氧气体积分数为0%~18%范围内，随氧气体积分数的增大，NOx生成量呈近似线性增长.氧气体积分数从0增至15%，NOx生成量增加约11倍.再燃过程中NOx曲线具有挥发份均相和焦炭非均相还原的双谷分布趋势.相比于焦炭非均相还原过程，挥发份均相还原过程对NOx的还原贡献最大，挥发份随气氛变化更加敏感.当氧气体积分数大于7%以后，煤粉再燃过程不再具有脱硝效果.     

Flexibility of a 300 MW Arch Firing Boiler Burning Low Quality Coals

Experimental investigations on the flexibility of a 300 MW Arch Firing (AF) coal-fired boiler when burning low quality coals is reported.Measurements of gas temperature and species concentration and char sampling using a water-cooled suction pyrometer were carried out along the furnace elevation.The carbon content and the size distributions of the char samples were obtained.The char morphology was examined using a field emission scanning electron microscope (FESEM).The char sampling was performed on this type of boiler for the first time.The results indicate that the flexibility of this boiler burning low quality coals under a moderate boiler load is better than its flexibility under a high boiler load.Because of the insufficient capacity of the coal pulverizers used, in case of low coal quality the pulverized coal fineness will drastically decrease under high boiler loads.This causes an increase in the loss due to incomplete mechanical and chemical combustion.This is the main cause of a low burnout degree of the pulverized coal and the decrease of the flexibility of this AF boiler under a high boiler load.     

含水层型地下储库惰性气体作垫层气数值模拟

以廉价的惰性气体代替天然气作为含水层型地下储气库垫层气时,不同气体之间的相互掺混会影响回采气的质量,因此,确定储库内气体浓度动态分布情况非常重要.通过建立气水渗流模型及气体扩散模型,采用有限元法,对封闭边界条件储库的建库及工业运行过程进行模拟,分别对单井注氮单井注采天然气及从边缘井注氮中心井注采天然气这两种情况下,储库压力、含水饱和度、气体浓度的动态变化情况进行分析.单井情况下,停止回采时,回采气中氮气浓度达9.665%,说明由于对流及扩散作用,氮气与天然气存在一定程度的混合.多井情况下,停止回采时,氮气浓度只有0.094%,说明多井注采可以有效抑制天然气与氮气的混合.     

IGCC系统中净燃气过热器的选型和设计

根据IGCC系统中净燃气过热器中流体的特点和参数,对净燃气过热器进行了选型和设计,提出了采用Aspen软件来确定合成气的物性参数,并将计算结果与采用Aspen软件计算的结果进行了对比,验证了本设计方法的正确性.     

彬县煤活性焦表面性质对其脱硫性能的影响

在流化床上用彬县煤制备了脱硫用活性焦样品，使用XPS等分析手段考察了制得的活性焦表面性质对其脱硫性能的影响．分析了活性焦表面性质与其脱硫性能之间关系．结果表明，活性焦表面多环芳香平面层上的离域π电子系统是脱硫用活性焦碱性的主要来源，并在活性焦吸附转化烟气中的SO2过程中起着重要的作用，在与O2和H2O共存的情况下，SO2可能被在活性焦表面碱性活性位上催化生成的H2O2氧化为硫酸．随着活化强度的增加，活性焦脱硫能力增强，但是活化温度、活化时间以及活化介质中的水蒸汽浓度对活性焦表面碱性活性位影响则有所差异。     

气体污染物之中高温净化技术

核能研究所从2005年起,开始执行净碳技术领域研究,而气体污染物之中高温净化技术为其中的重点之一.中高温净化程序系将典型低温气体处理程序由室温提升至中高温层级,藉由气体处理温度的增高,可降低因温度变化所导致的可用能量减损,进而提升系统整体效能.主要涵盖两大领域技术,首先为流动式颗粒床过滤器气体净化技术,其原生技术为一可应用于中高温的粉尘过滤装置,本研究将其延伸发展为一种复合型过滤系统.其次,中高温脱硫为具有前瞻性的气体减排技术之一,本研究以含浸法制备脱硫剂,并于固定床反应器中进行化性测试;目前得到的最佳吸附容量为7.4g-S/100g sorbent.藉由上述技术之发展,希望提供温室气体排放减量的可行技术.     

生物质气催化合成甲醇的实验研究

为了探索秸秆类生物质转化为燃料甲醇的工艺条件,采用热化学方法将玉米秸秆裂解为秸秆燃气,对该燃气进行优化实验,制备出秸秆合成气.在直流流动等温积分反应器中,使用国产C301铜基催化剂,对催化合成甲醇的反应压力、反应温度、秸秆合成气组成进行优化实验研究.结果表明:合成甲醇的最佳反应温度和反应压力分别为230℃和5 MPa,秸秆合成气适宜组成为10.49%CO,8.8%CO2,40.49%H2,0.95%CnHm,37.32%N2.