田庄选煤厂煤在燃烧中汞的释放规律

以平顶山田庄选煤厂的块原煤、块精煤、块中煤、矸石、末原煤、末精煤和末中煤7种煤样作为研究对象,探讨了煤中汞在洗选加工过程中的迁移变化规律以及在不同燃烧温度下的释放规律.结果表明,通过物理分选,一些无机汞化合物被富集到重产物中;不论是原煤、中煤、精煤或矸石,在250～650℃下,释放出的总汞量最多,且其中的气态单质汞含量高于氧化态汞含量.     

煤中汞在燃烧过程中的迁移

利用IMW的燃烧试验设备研究了4种英国煤中汞在燃烧过程中的迁移.结果表明,残留在飞灰中的汞随飞灰含碳量而增加;相反,经气相排放的汞随飞灰含碳量的降低而增加.检测发现,在给定的飞灰含碳量下,飞灰中的汞随烟气温度的降低而增加.汞形态检测表明,气相中的汞约有80%是以氧化态(Hg2+)形式存在.在所考虑的0.11%～0.44%汞含量范围内,汞和煤中的氯含量无明显关系.除小试研究外,对两种不同的500 MW煤粉锅炉所做的一些测试表明,飞灰中的汞与飞灰含碳量的关系与小试研究结果相同,即随着空气过剩系数的减小和飞灰含碳量的提高,飞灰中的汞增加.     

东北某矿原煤中的砷、汞燃烧试验研究

研究燃煤中砷、汞的迁移行为,可以为煤炭资源的合理利用与环境的协调发展提供科学依据。采用革新后的燃烧试验装置,通过大量燃烧试验,探索了煤中砷、汞的燃烧迁移规律。结果表明:煤样粒度越小,砷、汞在底灰中分布越小;随着燃烧时间增加,砷逸出量增加,汞反而有所降低;砷在1 200℃时挥发完全,且主要富集在飞灰中,汞在低温下就全部挥发到大气中;燃煤样量增加,砷挥发程度降低,汞则不受影响;空气供给量并不能有效影响砷、汞在各相中的迁移转化。     

不同镜惰比低阶煤燃烧特性及动力学分析

为解释显微组分对低阶煤燃烧特性的影响，以一系列不同镜惰比低阶煤为研究对象，利用热重-质谱-差热(TG-MS-DTA)联用技术，研究了样品在空气气氛下的燃烧特性、热量变化过程以及气体逸出行为。结果表明：煤的显微组分含量对煤燃烧达到最大反应速率时的温度影响不大，但对反应最大速率的大小有影响，富惰质组煤燃烧的反应最大速率更大。同时，煤中较多矿物使得反应达到最大速率时温度更高。燃烧过程呈现出明显的两个阶段，第一阶段(400℃之前)缓慢放热，对应脱挥发分过程，第二阶段(400℃之后)快速放热，对应固定碳燃烧过程，燃烧放热特征呈现出缓慢到快速放热的转变。不同镜惰比煤在燃烧过程中主要释放CO₂、CO、H2O等气体，但释放的相对含量不同，脱挥发分阶段，有较少的CO₂、CO气体释放，H₂O的释放相对量较多。而在固定碳燃烧阶段，CO₂大量释放，CO释放量略低，H₂O最少。其中，富惰质组煤在燃烧过程中释放相对更多的CO₂，在相同条件下，燃烧更加充分。此外，还借助Coats-Re...     

燃用准东煤过程中碱/碱土金属迁移规律及锅炉结渣沾污研究进展

准东煤灰分含量低、着火温度低、燃尽性能优良,是优良的动力用煤,但准东煤灰中碱/碱土金属含量高,在燃烧过程中易挥发进入气相并冷凝在受热面上从而强化锅炉的沾污、结渣过程,要实现安全、高效、洁净燃用准东煤,需对准东煤燃烧过程中矿物尤其是碱/碱土金属转化特性和灰熔融特性进行研究。对准东煤中碱/碱土金属(AAEM)赋存形态及燃用过程中AAEM的迁移转化、煤灰熔融特性、准东煤结渣、沾污机理等研究进展进行了介绍,总结了锅炉结渣、沾污关键影响因素及目前常用的防控方法。由于实验样品和条件的差异,AAEM在煤燃烧过程中的释放、转化特性及其对灰熔融特性的影响尚未有一致结论;对于AAEM释放多采用热力学平衡计算,相应的动力学模型缺乏深入研究;由于燃烧试验台实验工况与实际锅炉烟气组分、热参数等存在一定差异,燃烧试验台获得的结渣、积灰特性能否反映真实锅炉情况有待验证;实际锅炉沉积样品分析面临锅炉工况调整困难、可重复性差等问题,需对锅炉实际结渣污特性进行深入研究;锅炉设计、掺烧、参数调整等方法仅能减轻准东煤结渣、沾污等问题,为实现准东煤的安全、高效、洁净利用,仍需更加深入的研究煤灰结渣、沾污机理。应加强灰化温度、气氛等对煤热转化中AAEM的释放和转化特性影响的系统研究,进一步开展AAEM在煤热转化过程中的释放、矿物转化动力学模型研究,同时,需针对温度、气氛、煤灰组分等对准东煤结渣、沾污的影响规律开展更加细致地研究,为结渣、沾污防控提供支持。     

不同粒度煤样高温燃烧特性研究

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_F...     

不同φ(CO2)/φ(O2)比例对煤自燃特性的影响

为了研究CO₂对煤自燃特性的影响,利用热重与质谱联用技术测试了阳泉五矿煤在不同φ(CO₂)/φ(O₂)比例下的氧化燃烧过程,分析了热重曲线,特征温度点,放热量与气体逸出规律。研究结果表明:随着φ(CO₂)/φ(O₂)比例增大,热重曲线向高温偏移,特征温度点升高,燃烧剧烈程度降低,气体逸出温度升高;温度小于360℃前,放热量相差较小;温度继续升高后,在相同温度下,放热量随氧浓度降低而降低;由于CO₂与H2反应产生CH₄,所以CO₂含量越高,CH₄逸出强度更高;同时,煤在低氧浓度下更易不完全燃烧,所以会产生更多CO;相较于空气氛围,CO₂浓度高于88%时才具有抑制作用。     

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。     

汞矿区土壤重金属迁移转化及治理技术研究综述

通过对汞矿区土壤重金属元素种类、来源、赋存形态及迁移转化的最新研究进展进行综述,发现汞矿区土壤污染主要来源于尾矿和冶炼废渣中重金属的释放,矿区周围土壤中的重金属形态具有相似的分布特征,都是以残渣态为主;汞矿区土壤中重金属主要发生溶解、吸附、氧化还原、沉淀、共沉淀、矿化等反应,其迁移转化受物理、化学和生物多方面因素影响;同时对目前的治理技术和研究动态进行了概述,明确植物修复是目前研究的热点,但尚需探究植物修复与土壤改良措施结合的联合修复技术,从而提出应充分关注土壤中多种重金属之间的拮抗和协同作用,以期为研究汞矿区重金属元素的迁移转化规律及汞污染土壤的治理提供理论指导。     

水蒸气对煤焦低氧体积分数燃烧砷释放的影响

煤燃烧过程中痕量元素排放的研究已成为燃煤污染中的一个新兴前沿领域。特别是一些易挥发元素或化合物,它们排放进入大气,成为环境污染的一个重要来源。其中最易挥发的痕量元素砷引起人们的广泛关注。选取清水沟煤焦,利用自制的恒温燃烧实验台,研究了5%氧体积分数下煤焦在800,1 000和1 200℃燃烧过程中水蒸气对砷释放的影响。通过改变不同停留时间,并进一步探究水蒸气在不同温度、不同粒径下对砷释放特性的影响,得出煤焦燃烧过程中砷释放比例随时间的变化曲线。实验结果表明:水蒸气对煤和煤焦中砷释放的影响是同步的,水蒸气主要是与焦炭发生气化反应促进了煤焦中砷释放进而影响了煤中砷释放;燃烧气氛中水蒸气对煤焦燃烧砷释放具有一定的促进作用,原因是低氧下水蒸气与煤焦发生了气化反应,提高了砷的释放速率并增加最终的释放比例,但促进作用随着水蒸气体积分数的增加逐渐减弱;不同温度下,水蒸气对煤焦燃烧砷释放的促进存在差异,1 000℃下水蒸气对煤焦燃烧砷释放的促进作用较800℃和1 200℃下更明显;在同一条件(温度和气氛)下,煤焦粒径越小,砷的最终释放比例越大,且砷释放峰值对应的温度随着粒径的减小向低温区移动;气氛中含20%水蒸气时,煤焦燃烧砷释放的表观活化能和频率因子均大于气氛中不含水蒸气。     

煤泥干燥技术研究进展

煤炭洗选产生大量煤泥，处理不当易造成环境污染及资源浪费。煤泥干燥技术能够有效提高煤泥品质，实现煤泥资源化利用。根据煤泥干燥技术的新进展，进一步阐述了新型低温蒸汽干燥技术及非热传递干燥技术的基本原理和特性，重点综述了空心桨叶式、蒸汽回转式及真空射流等煤泥低温蒸汽干燥技术的设备特性及应用情况，同时介绍了微波干燥、添加剂法等非热传递干燥技术的研究进展。从处理能力、能耗、投资、污染物等角度评价了各种煤泥干燥技术的优缺点。总体上各种煤泥干燥技术研究阶段不同，热传递干燥技术已工业化应用，高温烟气干燥处理量大、污染大，低温蒸汽干燥处理量小、污染少；非热传递干燥技术仍处于小规模探索阶段，有待进一步优化改进。提高处理能力、降低污染物排放、降低能源消耗、提高经济效益是煤泥干燥技术工业化应用中需要解决的关键问题。     

干扰床分选机分选粗煤泥的可行性研究

黄陵一号选煤厂煤泥重介旋流器粗煤泥分选系统精煤灰分偏高。试验研究发现，精煤和尾煤中存在中间密度级物料较多现象，使得尾煤灰分较低，而精煤灰分则较高。通过探索试验和评价试验得出，运用干扰床分选机分选粗煤泥，可得到符合要求的精煤和尾煤。入料、精煤和尾煤的小筛分和小浮沉试验表明，干扰床分选机分选的数量效率为98.59%，可能偏差为0.11，错配物总量为5.7%，对粗煤泥具有良好的分选效果。     

选煤厂煤伴生矿物煤泥水处理系统工艺改造设计

选煤厂伴生矿物煤泥水处理系统中，煤的粒度差异会导致其分选精度较差。为提高煤泥水处理系统的处理效果，提出了选煤厂伴生矿物煤泥水处理系统的改造设计方法。根据采集到的煤泥数据，对煤泥的浓度和粒度进行测量和分析，实现了煤伴生矿物煤泥水的性质分析。根据分析结果，分别对煤泥分选流程、煤泥脱矿短流程和煤泥水剂处理3个方面进行了改造和优化，完成了选煤厂伴生矿物煤泥水处理系统的改造设计。通过对改造前后的净耗水量、水煤浆灰分和循环水浓度的测试，结果表明该方法是有效的。     

乡村生活垃圾协同处置对燃煤的影响

为进一步推进乡村生活垃圾无害化、资源化治理，在调研国内外生活垃圾主要处理技术手段的基础上，运用协同处理的思想，选用乡村储量大且具有代表性的生物质秸秆、蔬菜叶及厨余等生活垃圾和市面常见的3种煤炭作为试验材料，利用垃圾热解气化燃煤炉开展试验。通过对比单独煤燃烧和燃煤协同处置垃圾过程中炉温、熄火时间、灰渣量、灰渣中可燃物含量等燃烧状态参数，分析协同处置生活垃圾对燃煤的影响。研究认为，燃煤协同处置生活垃圾能有效提高煤炭的燃烧效率，还能有效实现垃圾的减量化，具有一定的经济实用性与环保性。     

基于神经网络的选煤厂智能化综合平台设计

为优化选煤厂选煤质量，设计基于神经网络的选煤厂智能化综合平台。用户可在业务层的移动监管客户端登录平台下达操作指令，感知层采集选煤厂的监控视频数据与生产过程数据，通过传输层的统一数据接口总网关传输至业务层，业务层可针对用户所需处理问题，启动煤泥水浓缩智能加药系统或重介分选过程智能控制系统，2种系统采用基于神经网络的煤泥水浓缩剂智能添加模型，控制凝聚剂与絮凝剂的添加量，通过基于神经网络的重介分选密度智能控制模型，以期望灰分值为参照，合理设置重介分选密度。实验结果表明，选煤厂选煤时，凝聚剂、絮凝剂、重介分选密度实际值与指定值一致，不存在明显的异常增量，可优化选煤厂选煤质量。     

临涣选煤厂粗煤泥回收工艺优化的实践应用

临涣选煤厂针对洗选过程中存在的精煤泥旋流器组溢流跑粗、精煤泥弧形筛筛下水跑粗、精煤泥弧形筛脱水效果较差等问题，重点开展精煤泥分级旋流器组入料分配不均匀、筛分错配物影响、弧形筛脱水效果的现场攻关和研究。现场大量试验表明:通过停止精煤泥旋流器组，增加精煤泥弧形筛数量、减小筛缝尺寸，改变精煤泥弧形筛击打，改用高频脱水筛等方式，从源头上解决了精煤泥分级旋流器组跑粗，明显改善了精煤泥弧形筛筛下水跑粗的问题，提高了精煤泥弧形筛分选效果。在降低介泥灰分、减少浮选过程中粗颗粒的含量、缓解浮选回收压力、降低降低浮选油耗、提高浮选精煤灰分、保证精煤产率、节约生产成本方面有实践意义。     

生物质/烟煤粉体燃料在空气分级燃烧下NO排放特性研究

为了对小型生物质/煤粉工业锅炉低氮燃烧提供理论指导,采用两段式滴管炉试验系统模拟粉体工业锅炉热态环境,研究了生物质与煤在不同配风燃烧方式下的NO排放特性,考察了掺混生物质种类、生物质质量掺混比、配风比、过量空气系数等因素对NO排放量、燃料氮转化率以及对燃烧效率的影响。结果表明:在分级配风和单级供风条件下,煤粉掺烧生物质粉都有助于降低燃料氮向NO的转化率。相对于单级供风,分级配风可以降低燃料氮向NO的转化率,且存在NO排放最低的最佳配风比。但分级配风对燃料燃尽有负面影响,分级配风对粉煤燃尽的影响程度要大于对生物质粉的影响程度。对于分级配风和单级供风,增加过量空气系数有助于各种燃料的燃尽,但各燃料氮转化率均随过量空气系数的增加而上升。     

综合防灭火技术在易自然发火工作面中的研究与应用

在煤炭开采过程中，采空区遗留浮煤；再加上采空区冒落空间高及工作面供风和地面塌陷形成的裂缝，漏风情况较为严重，同时由于是大采高工作面，其上、下隅角的巷帮处不易塌实，易形成漏风通道，遗煤发火的次数和危害程度随之增加，容易造成采空区遗煤自燃，严重影响着煤矿的安全生产。对浅埋深综采工作面采取了经济合理、技术可行的综合防灭火方案，同时也优化了相关措施的系数，确保了职工生命安全，促进了企业安全发展。     

温度对煤样罐内煤体瓦斯解吸的影响

采用特制的瓦斯解吸试验系统，对阳煤五矿15号煤煤样进行了不同吸附和解吸温度条件下煤屑瓦斯解吸量测定实验及恒温和变温吸附解吸条件下煤样罐中煤屑瓦斯解吸过程中温度变化测定实验。试验结果表明:煤屑在40 ℃吸附后，在27 ℃解吸时速度明显低于40 ℃下解吸速度，30 ℃吸附40 ℃解吸明显高于40 ℃吸附27 ℃解吸的解吸速度；气体分子的吸附解吸过程伴随着多孔介质系统的能量改变而导致了温度变化，热量从煤样罐外围环境传导到煤样需要一定时间，在瓦斯解吸过程中，外界温度的急剧变化不会立即对解吸扩散过程产生影响，在这一时间阶段内，对煤样温度变化起主要决定作用的还是煤解吸瓦斯过程中自身的吸热反应，但一定时间后其决定作用将会是外界温度。     

氮气对复采工作面遗煤复燃的防治效能

为探究不同体积分数N₂对复采工作面遗煤复燃过程的防治效果，采用自主研发的程序升温试验装置，对煤样分别通入体积分数为10%、20%、30%和40%的N₂，以氧化反应过程中耗氧速率V_O2、一氧化碳产生率V_CO和表观活化能E的变化情况来反映煤自燃的发展程度。试验表明:不同体积分数的N₂对煤氧化升温过程均具有抑制作用，相比于煤在纯空气条件下的氧化自燃，通入的N₂体积分数越大，煤初次自燃和二次氧化升温过程的V_O2和V_CO更低、E更高，说明通入的氮气体积分数越大，对煤氧化升温过程的抑制效率越好。其中，在煤初次自燃阶段，当N2体积分数C_N2≥20%时抑制效果更佳；在煤二次氧化复燃阶段，当N₂体积分数C_N2≥40%时抑制效果更佳。