云南褐煤半焦用于电石生产的试验研究

针对云南褐煤半焦的独特性能,试验用褐煤半焦替代冶金焦生产电石。研究了褐煤半焦粒度、活性、灰分等指标对生产电石的影响。研究表明:褐煤半焦入炉粒度<4mm的组分不应超过10%,半焦化学活性高对生产电石有利,但同时提高了还原剂灰分中有害物质的还原率,对生产电石不利,所以褐煤半焦用作生产电石的灰分不应大于7%。试验说明用褐煤半焦部分替代冶金焦生产电石是可行的,并有一定的节电降耗作用。     

粒度分布对提质褐煤水煤浆性能影响的研究

为了研究颗粒粒度分布的堆积效率在难制浆煤种制备水煤浆过程中的作用,试验选用内蒙古宝日希勒褐煤和气流干燥管工艺提质过的褐煤作为研究对象,并采用欧美克激光粒度测试仪进行煤样的粒度分析,应用相关的软件,计算出两种煤样在不同配比下的堆积效率,研究了粒度分布对两种水煤浆浓度、粘度、流变性及稳定性的影响,结果表明:提质褐煤煤样达到了较好的粒度分布,堆积效率提高6.74个百分点,水煤浆的浓度相应提高6.6个百分点,达到60.83%,满足了工业要求。因此,合理的粒度分布能明显改变提质褐煤水煤浆的流变性,有效提高提质褐煤水煤浆的浓度。     

宝日希勒褐煤半焦的浮选试验研究

低温热解提质后褐煤中的有机质成分和煤化程度都发生了变化;通过对比褐煤和褐煤半焦的红外光谱,发现褐煤半焦中的亲水性官能团主要为羟基、氢键、胺基和醚等,且其含量要小于在褐煤中的含量;对褐煤半焦进行粒度分析和浮选试验,捕收剂采用0#柴油、煤油、ZS和它们的两两组合,发现组合药剂制度的浮选效果优于单纯的药剂制度,但无论采用哪种药剂制度,褐煤半焦的药剂消耗量都巨大,精煤灰分偏高。并对药剂消耗量大的原因进行了分析,认为半焦中较高的孔隙度是主导因素。     

褐煤半焦对污泥调质与深度浓缩脱水的影响研究

采用污泥重力浓缩脱水的方法研究了褐煤热解半焦对污泥调质与深度浓缩脱水的影响。通过污泥调质前后的粒度分析和半焦的扫描电镜图像分析,探讨了半焦对污泥调质与深度浓缩脱水的机理,主要表现在半焦对污泥的吸附作用及半焦对污泥亲水性能的消弱作用。     

温和热解条件下内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能

为研究褐煤半焦的高效洁净利用及其燃烧性能的判别,模拟工业生产中煤炭热解外热式直立炭化炉,组装煤炭热解实验装置对内蒙褐煤进行热解。采用热重分析法对半焦/煤进行燃烧性能研究,探讨了影响褐煤热解半焦燃烧性能的主要因素,并对半焦与煤的燃烧性能进行比较。结果表明：热解条件是影响半焦燃烧性能的重要因素,随热解温度的升高和热解时间的延长,内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能变差;半焦的燃烧性能与其本身的质量参数相关,用半焦的燃料比可以准确预测半焦的燃烧性能;对比半焦与煤的燃烧性能,发现内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能“异常”好,其主要原因是内蒙褐煤半焦具有发达的孔隙结构,碳的活性高,其性质类似于木炭,有优异的燃烧性能。     

内蒙古胜利褐煤制备半焦及燃烧性能研究

为了探索内蒙古胜利褐煤半焦的燃烧性能,基于对褐煤煤质分析,在不同热解温度下制备半焦;分析不同的热解温度对半焦性质的影响,并通过热重分析研究其燃烧失重特征。试验结果表明:热解温度对半焦产率有很大影响,随着热解温度的升高,半焦产率下降;在燃烧温度为400~600℃时,半焦燃烧反应非常剧烈,随着燃烧温度的升高,半焦燃烧失重量减小。在试验温度范围内,热解温度为500℃时制备的半焦燃烧性能最好。     

乌拉盖煤田褐煤下游产品链及市场前景分析

采用热解提质后的褐煤半焦性能可以满足铁合金、电石、合成氨等行业的需求,是发电、制备水煤浆的优质原料。乌拉盖煤田褐煤的固定碳含量高于周边褐煤煤质,热解后得到的半焦质量较好。项目采用滚筒式内循环工艺流程技术拓展褐煤下游产品链,可以实现较好的经济价值和环境价值,市场前景广阔。     

多层流化床褐煤热解半焦特性与自燃倾向性抑制

为揭示多层流化床热解用于褐煤提质的技术优势,利用多层流化床热解实验装置在不同床层数的操作模式下连续进料制备半焦产品,并评价其特性与自燃倾向性。随着多层流化床床层数由单层增加为3层,半焦的燃点从369.2℃显著增大到459.6℃,自燃倾向性判定指数从880增大到1 953(1 200为转折点),表明褐煤半焦的自燃倾向性显著减低,由"自燃"转化为"不易自燃"。与单层流化床直接部分气化相比,经多层流化床(两层以上)的上部热解和底部部分气化,延长了煤在热解段的停留时间,所制备的褐煤半焦其挥发分含量大幅降低,表面官能团大部分被脱除,使得褐煤半焦的稳定性显著提高。     

褐煤提质改性对水煤浆特性的影响

根据影响水煤浆特性的因素及褐煤提质改性后的煤质特性,选取内蒙古宝日希勒褐煤和相应提质改性后煤样作为研究对象,应用激光粒度测试仪定量分析了煤样的粒度分布,采用扫描电镜(SEM)定性分析了煤样颗粒形态的变化,结合煤样的制浆结果,研究了褐煤提质改性后对粒度分布的影响,分析了堆积效率与颗粒球形度的关系以及堆积效率对提质褐煤成浆性的影响.结果表明:褐煤经提质改性后,堆积效率由65.52%提高到67.88%,水煤浆浆体质量分数相应提高了9.22%,且水煤浆的流变性和稳定性均得到明显改善.     

反应气氛对褐煤气化反应性及半焦结构的影响

利用气流床反应器,在800~900℃条件下进行胜利褐煤的气化实验,考察水蒸气、O2及其混合气氛对褐煤气化特性和气体组成分布的影响,结合红外光谱分析和热重分析,解析反应气氛对半焦结构和半焦反应性的影响。结果表明,O2的加入优化了褐煤的水蒸气气化反应,促进了气体组成中H2体积分数的增加,最大增幅达到13%。气化后所得半焦的—OH,—CH3,—CH2—基团大幅减少,半焦的结构更加有序,芳香程度增加。采用热重分析对不同气氛下所得半焦的反应活性评价表明,随水蒸气体积分数的增加,制得半焦的气化反应活性降低;O2的加入进一步降低了反应活性指数,最低达到0.005min-1。O2环境下,低体积分数氧对制备的半焦反应活性影响较小。     

苏门答腊褐煤制作喷吹煤的试验研究

为研究干馏时间和干馏温度对印度尼西亚苏门答腊岛(以下简称苏门答腊)褐煤半焦挥发分残留率的影响规律,对该褐煤进行了煤质特性分析和低温干馏试验,并在试验基础上提出了苏门答腊褐煤制作喷吹煤的六项关键技术。试验结果表明,在干馏时间为30 min、干馏温度分别为600℃和750℃的条件下,苏门答腊褐煤半焦分别满足普通喷吹煤和特级喷吹煤的基本指标。该研究为苏门答腊褐煤制作喷吹煤的工艺研发和示范工程建设提供理论依据和试验基础。     

褐煤热解半焦在污泥调质与深度浓缩脱水中的应用

为解决当前污泥脱水难的问题,以褐煤热解半焦作为污泥调理剂对污泥进行调质处理,并采用污泥重力浓缩脱水的实验方法探讨了褐煤半焦对污泥调质与深度浓缩脱水的影响。结果表明:用半焦对污泥进行调质,能够改善污泥的浓缩脱水性能、沉降性能以及浓缩污泥的机械脱水性能,当100 g污泥中加入2 g半焦时,浓缩污泥的含水率由调质前的91.13%降低至调质后的78.05%,浓缩污泥经真空抽滤后所得滤饼的含水率由调质前的65.00%降低至调质后的49.50%。污泥浓缩前20 min内,污泥的平均沉降速率由调质前的2.67 mL/min提高至调质后3.25 mL/min。通过污泥调质前后的粒度分析和半焦的扫描电镜图像分析,探讨了半焦对污泥调质与深度浓缩脱水的机理,其机理主要表现在半焦对污泥的吸附作用及半焦对污泥亲水性能的消弱作用。     

微波吸收剂对褐煤微波提质的影响规律

褐煤微波辐照过程中,仅有煤中的水分和微量物组分对微波的吸收能力强,如果在微波辐照过程中添加吸收微波能力强的微波吸收剂,可以加强褐煤微波提质过程。以褐煤半焦和活性炭为微波吸收剂,运用微波干燥试验设备,对锡林郭勒褐煤进行了微波干燥脱水试验研究,分析了微波场中吸收剂对褐煤水分脱除的影响规律,探索了吸收剂对微波提质褐煤的理化特性的提升机理。结果表明:加入微波吸收剂后的微波提质过程依然遵循微波脱水提质的预热,升速和等速干燥;微波提质褐煤的煤质明显提高,含氧官能团数量降低,自燃情况得到抑制。与没添加吸收剂煤样相比,加入微波吸收剂后的提质煤样水分含量降低1.6%、脱水率提高了9.46%、脱水速率提高了0.013%/s;碳元素含量提高2%、氧含量降低0.8%;干燥无灰基低位发热量增加1 059.318 k J/kg和干燥无灰基高位发热量增加了1 059.99 k J/kg;燃点最高可提高23℃。     

褐煤半焦表面汞的吸附形态及稳定性

为了考察气态Hg0在半焦表面的吸附形态及稳定性,针对原料半焦(NM-SC)、盐酸改性半焦(Cl-SC)、KMnO4改性半焦(Mn-SC)和KMnO4/热处理改性半焦(Mn-H-SC)4种样品在30℃和140℃的气态Hg0吸附产物,利用毒性特性浸出TCLP实验考察了样品中汞在模拟水环境中的稳定性,利用逐级化学提取实验考察了样品中汞的赋存形态。TCLP实验表明,Cl-SC在140℃的吸附产物和Mn-SC在30℃的吸附产物浸出液中汞的浓度均高于TCLP标准中汞的安全浓度值,改性过程降低了半焦表面吸附态的汞在水环境中的稳定性。逐级化学提取实验表明当吸附温度为30℃时,4种半焦样品中汞的形态主要是元素态。而当吸附温度为140℃时,NM-SC中元素态汞含量最高,其次为HgO;Mn-SC和Mn-H-SC中汞的形态主要是HgO;Cl-SC中汞的形态主要是HgCl2。     

Study on the comparison of the pyrolysis gas release of lignite and its briquette

In this experiment, lignite was refined and processed through binderless briquette preparation process from low-rank coal and became briquette. Then, lignite and its briquette were pyrolysed as materials to compare the nature of their pyrolysis. In this study, the experiment was carried out through a lab tube furnace, at a heating rate of 10 °C/min, and the gas was analyzed and compared, which was collected at different temperatures. The results show that: in the pyrolysis temperature of 550??850 °C, the semi-coke yield of briquette is 2%??6% higher than lignite, the tar yield of briquette is 2%??3% higher than lignite and the gas yield of briquette is 4%??9% less than lignite. The time required for complete release of the briquette is about 20 min less than lignite. The components in the pyrolysis gas of lignite and its briquette are the same, and their variation with the pyrolysis temperature is similar.     

胜利褐煤半焦显微结构及其燃烧反应性能

利用固定床反应装置对胜利褐煤在650 ℃进行热解,所得半焦在光学显微镜下分选出惰质组占73.40%的丝质相和腐殖组占98.67%的木质相两种显微结构相组分。利用热分析考察了两种显微结构的燃烧反应性能,分析了燃烧特征参数如起燃指数、燃烬指数等,并回归得到其动力学。研究表明,丝质相为多孔状,木质相为致密状,前者比表面积约为后者的21倍;丝质相的燃烧反应性显著高于木质相;均相和缩芯模型对两类煤焦燃烧反应过程都能进行准确描述,丝质相在起燃阶段的活化能显著低于木质相,是丝质相燃烧反应性高的内在原因。     

东胜褐煤与Yallourn褐煤热解过程中微波吸收特性

利用微波网络分析仪测量S11和ψ S11参数,结合人工神经网络模型的计算方法,获取了2 450 MHz微波频率下,内蒙东胜褐煤与澳大利亚Yallourn褐煤在室温至800 ℃热解过程中的相对介电系数,并用其来表征2种褐煤热解过程中的微波吸收特性。结合热失重实验数据分析发现：热解开始温度之前,DS与YL褐煤的吸波特性参数ε′,ε″及tan δ数值接近,均处于较低水平,且随温度的上升仅有极小幅度增长。热解开始温度至热解结束温度阶段,2种褐煤的吸波特性参数ε′,ε″及tan δ数值随温度的升高均迅速上升,并在热解结束温度附近时达到峰值;DS褐煤的相关数值增长速率和幅度均比YL褐煤大。热解结束温度之后,各项吸波特性参数出现小幅度下降。实验表明,2 450 MHz微波频率下东胜褐煤比Yallourn褐煤具有更好的吸波能力,高温热解后,褐煤的微波吸收能力得到有效增强。     

褐煤碳结构与含氧官能团分析方法研究

针对褐煤的结构特点（无定型碳结构和高氧含量等）,介绍了其各种含氧官能团和碳结构的分析方法,对化学滴定法、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和X-射线衍射（XRD）光谱分析方法进行了说明和比较;重点解释了一种使用傅里叶变换拉曼光谱（FT-Raman）半定量分析褐煤及其衍生半焦炭结构的方法。根据褐煤及其半焦炭的碳结构特征,Raman光谱被解析为具有一定物理意义的10个子峰,试验证明该方法能够有效地半定量分析无定型碳结构中的分子结构信息。