煤热解/气化半焦燃烧特性的研究

煤部分气化技术是洁净煤技术的一个重要研究方向,而气化后的半焦的利用问题是当今的一个研究热点。本文研究了在小型流化床试验台上热解/气化后半焦的孔隙特性,并在该小型流化床试验台上研究了不同气氛下制得的半焦的燃烧特性。实验结果显示:半焦燃烧后其大颗粒的灰渣较少,粒度在0.6~1.0 cm之间的最多,这非常有利于灰渣的综合利用;其次,半焦燃烧过程中污染物的排放量非常低,因此煤部分气化集成半焦燃烧技术是一种非常有发展前景的洁净煤技术。     

煤部分气化燃烧集成系统最优化模型及其求解

运用已有的基础动力学数据，将流化床气化过程用全混流模型描述，同时认为部分气化煤焦的燃烧速率相当快，其产生的电能只与燃烧的炭量成线性关系，不受其他因素的影响，在此简化条件的基础上建立了一个部分气化、燃烧集成优化的经济评价模型。通过对模型的模拟计算发现：煤部分气化、燃烧集成优化是可行的，采用这一集成技术在提高煤炭利用率的同时，也可提高经济效益；1000℃时，三种煤的最优气化率在60％～80％之间，活性好的神木煤其最优部分气化率最高；提高气化温度，可以提高煤焦最优气化率，从而可提高总体经济效益。     

煤焦的燃烧特性和动力学模型研究

对煤燃烧基础研究的最新进展情况进行了综述,重点介绍了有关煤焦燃烧特性研究、其常用的研究方法及燃烧动力学模型的发展状况,并提出了以煤部分气化、部分燃烧集成优化的煤分级利用的研究方向。     

淮南煤气化特性实验研究

采用自制石英弹簧热天平(ZL 00247922.2)对三种淮南煤二氧化碳气化特性进行了实验研究.结果表明,三种淮南煤的二氧化碳活性关系为李嘴孜煤<李一煤<潘一煤.由于实现淮南煤完全气化需要较长的时间,根据三种淮南煤不同气化行为特性,若在一定气化转化率时转换为燃烧过程即部分气化-燃烧,既可以缩短反应时间(减小气化炉的体积),又可实现碳的完全转化.     

部分气化煤焦燃烧特性的研究

针对目前提倡的煤部分气化、燃烧集成方式联合生产煤气和热能的新概念 ,分析了部分气化焦的燃烧特性 ,考察了煤种、气化率、脱灰、不同的气化剂等对部分气化焦燃烧特性的影响 .结果表明 :煤种不同 ,部分气化焦的燃烧特性不同 ;脱灰后的神木焦燃烧峰推后 ,其可燃性比未脱灰焦差 ,这是因为未脱灰焦中的灰分起到了部分催化作用 ;CO2 气氛下气化所得焦的最大燃烧速率随着气化率的增加而减小 ,同时二次峰越来越明显     

氧化铁与碳酸钾对煤温和气化的影响

对神木煤进行了流化床煤温和气化研究,考察了氧化铁、碳酸钾对煤温和气化产物产率,气体组成,半焦组成的影响。试验结果表明：添加氧化铁后,煤气中Ｈ２产率显著增加,ＣＯ产率明显下降,添加碳酸钾后,Ｈ２产率增幅较小,ＣＯ,ＣＨ４及其它气态烃产率基本不变,表明碳酸钾对烃类裂解反应无明显催化作用。通过对所得半焦组成分析,发现添加碳酸钾所得半焦中硫,氮含量比原煤热解半焦有所增加,添加氧化铁的得半焦中硫,氮含量无明     

生物质半焦气化反应的研究进展

综述了生物质半焦与不同的气化介质以及与其他原料共气化反应的研究进展,阐述了物料类别、反应条件、气化介质等因素对气化过程及产物的影响规律,对比了不同反应技术的差别并指出了存在的主要问题,在此基础上阐明了生物质半焦空气-水蒸汽气化和生物质半焦与煤共气化将具有更加实际的应用价值。     

固体热载体煤热解过程中氮的迁移

在固体热载体煤热解实验装置上考察了石英砂、燃烧灰和气化半焦为热载体对煤热解过程中氮迁移的影响。固体热载体煤热解过程中,热解温度升高有利于煤中挥发分析出,可以促进煤中含氮官能团发生断键,利于氮的脱除。快速热解可促进煤中氮脱除生成HCN和NH_3。分别以石英砂、燃烧灰和气化半焦为热载体,研究表明:热载体中矿物质可促进焦油氮分解;通过气化半焦和脱矿物质气化半焦为热载体研究发现,气化半焦为热载体时,高比表面积和孔结构可延长在其表面停留时间,对焦油氮分解起主要作用。     

生物油煤/焦浆的气化特性研究

以典型的秸秆热解获得的生物油和煤、长焰煤、半焦混合制备生物油煤/焦浆,采用热重法分别研究了煤、半焦、生物油和生物油煤/焦浆的气化特性;结果表明,生物油煤/焦浆的TG和DTG曲线与其中的固体燃料相似,气化过程中出现了多个失重峰;添加秸秆生物油后,褐煤、长焰煤和半焦的气化反应终温大幅降低,以半焦最为显著;但生物油对煤/半焦的最大气化反应速率时的温度影响不同,长焰煤和半焦的最大反应速率时的温度降低,而褐煤不明显。     

神木烟煤等离子体气化所制半焦的特性研究

在实验室中采用三相交流等离子体电弧发生炉对神木烟煤进行等离子体气化制得实验用半焦,并对其进行工业分析和流化床燃烧实验。工业分析结果表明,所制得半焦中挥发分含量几乎为零,而部分灰分和固定碳也参与反应挥发出去。半焦在流化床中燃烧实验结果表明,所制得半焦能够在流化床中持续稳定燃烧,并且燃烧过程中燃烧产物能够稳定排放。通过建立数学模型求得半焦燃烧动力学参数,结果表明,半焦的活化能远大于原煤的活化能,其反应活性则低于原煤的反应活性。