热解条件对淮南煤焦孔隙结构的影响

用N2等温吸附(77 K)法考察了热解条件对淮南煤焦孔隙结构的影响.测量了淮南原煤、淮南快焦和淮南慢焦的BET比表面积,并由BJH模型计算得到了孔容积、平均孔径及孔径分布.结果表明,快速热解和慢速热解都可以使煤孔隙结构发达,加速孔的生成和发展,且热解温度越高,趋势越明显,但慢速热解对煤焦孔隙结构的影响更加显著.应用分形维数的概念,结合吸附/脱附曲线得到了煤焦的分形维数,结果表明快速热解和慢速热解都可以增加煤焦的分形维数.     

生物质热解气在高温煤焦层中裂解特性研究

在小型两段式固定床反应器中,对生物质热解气在高温煤焦层中的裂解反应特性进行了研究,重点考察了两段式热解中裂解温度、停留时间及煤焦特性对焦油裂解率、气体产率及成分的影响.结果表明,增加气体停留时间及裂解温度,都有利于促进生物质气中焦油裂解和气体产率提高.裂解温度对气体产率、组分及焦油裂解率影响更明显,高温促进H2和CO的生成,1000℃时H2和CO的含量达到94.51%.当生物质热解气在煤焦中停留时间达到1.41s后,气体中各组分变化趋于缓慢;不同热解条件所制得的煤焦对生物质气中焦油裂解效果不同,较低制焦温度和较短热解时间都有利于增加煤焦的反应活性,促进焦油分解为可燃气体.     

水葫芦生物质炭的制备与染料吸附性能研究

以水葫芦为原料,采用限氧升温热解的方法制备了水葫芦生物质炭,研究热解温度对生物质炭理化结构与染料吸附性能的影响。结果表明,通过SEM、XRD、BET表征可以看出,在一定温度范围内,随温度升高生物质炭比表面积越大,孔隙结构越发达。当热解温度为500℃,生物质炭会有更多的含氧官能团以及较好的孔隙结构。随着热解温度的升高,生物质炭对染料吸附量先增加后有所降低,生物质炭对阳离子染料亚甲基蓝能达到更好的吸附效果,刚果红次之,甲基蓝的吸附效果一般。     

水葫芦生物质炭的制备与染料吸附性能研究

以水葫芦为原料,采用限氧升温热解的方法制备了水葫芦生物质炭,研究热解温度对生物质炭理化结构与染料吸附性能的影响。结果表明,通过SEM、XRD、BET表征可以看出,在一定温度范围内,随温度升高生物质炭比表面积越大,孔隙结构越发达。当热解温度为500℃,生物质炭会有更多的含氧官能团以及较好的孔隙结构。随着热解温度的升高,生物质炭对染料吸附量先增加后有所降低,生物质炭对阳离子染料亚甲基蓝能达到更好的吸附效果,刚果红次之,甲基蓝的吸附效果一般。     

热解温度对型煤半焦气化反应活性的影响

热解温度是影响煤焦气化反应活性的重要因素.以型煤和相似粒度的原煤为样品在不同热解温度下制备煤焦,研究了热解温度对煤焦/CO2反应活性的影响,并对型煤半焦与原煤半焦的气化性能进行比较.结果表明,褐煤中低温热解所得半焦在1000℃以上时具有较高的气化反应活性;在相同热解温度下,型煤半焦的反应活性稍高于原煤半焦;热解温度为650℃～750℃时半焦的反应活性最高.     

生物质型煤热解半焦的燃烧特性研究

为开拓低阶粉煤资源高效分质利用途径,在前期制备的能满足直立炉热解要求的生物质型煤的基础上,利用同步热分析仪研究了生物质型煤热解半焦的燃烧性能,并与原煤、原煤半焦及型煤的燃烧性能进行了对比,考察了热解温度对半焦燃烧性能的影响规律。由结果可知,生物质型煤热解半焦的燃烧特征温度低于原煤半焦;随热解温度的升高,原煤半焦的燃烧特征温度呈线性增加,而型煤半焦燃烧特征温度的增加幅度较小;在热解温度较高时,型煤半焦的燃尽性能较好;型煤半焦的综合燃烧特性略差于相同热解温度的原煤半焦,但差别很小。热解温度为650℃的型煤半焦具有最好的燃尽性能和综合燃烧特性。     

生物质灰对煤焦气化反应的影响

生物质灰富含碱金属及碱土金属(AAEM),可作为天然催化剂应用于煤催化气化。生物质灰对煤焦气化反应促进作用也是生物质与煤共气化协同作用的本质原因。然而,生物质灰中AAEM在煤气化过程中会失活,失去部分催化作用。通过固定床热解及气化试验,结合XRD、Raman、XRF及BET等手段,分析了生物质灰种类、添加量、气化温度等因素对煤焦气化反应的影响。结果表明,生物质灰对煤焦气化反应催化作用与AAEM含量及存在形态相关。煤焦气化反应速率随小麦秸秆灰添加量增大而增大,小麦秸秆灰添加量达40%时,煤焦气化反应速率变化趋于平缓。气化反应前期,小麦秸秆灰对煤焦气化反应存在抑制作用;随转化率升高,在相同转化率下,温度越高,小麦秸秆灰催化作用越弱。为抑制小麦秸秆灰中K的失活,以蛋壳作为添加剂,探究了小麦秸秆灰与蛋壳的混灰对煤焦气化反应的影响。结果表明,25%小麦秸秆灰与5%蛋壳的混灰,可进一步增强小麦秸秆灰对煤焦气化反应催化作用。添加小麦秸秆灰使煤焦在气化过程中比表面积增大,孔隙结构丰富,石墨化程度减弱,无定形碳含量增加,气化反应活化能降低,气化反应速率增大。煤焦及添加小麦秸秆灰煤焦气化反应采用随机孔模型...     

热解条件对煤焦结构及气化反应活性的影响

在不同热解条件下制得5种煤焦,考察了热解温度、升温速率对煤焦结构性质及CO2气化反应活性的影响.其中4组煤焦由神木煤和华亭煤在1 100℃和1 500℃常压沉降炉中快速热解制得,还有1组煤焦在固定床中以10℃/min加热到900℃,并停留30 min得到.慢速热解煤焦孔隙结构不发达,BET比表面积仅为1.58 m2/g,而快速热解煤焦存在大量的微孔和中孔结构,得到的比表面积要大得多,但随热解温度的增大而减小.煤焦与CO2在0.1 MPa和3.1 MPa系统压力下的反应速率均随热解终温的升高而减小,但与慢速热解煤焦的结构性质无法直接关联.热解温度对煤焦炭微观结构及矿物质催化性能的影响导致了反应活性的下降.     

热解温度与煤焦微结构及分形特征关系研究

采用扫描电子显微镜 ( SEM)研究了不同热解温度条件下煤焦的微观结构 .结果表明 ,煤焦结构与煤化程度和热解温度有密切的关系 ,烟煤煤焦的微观结构以孔隙为主 ,无烟煤煤焦以裂隙为主 ,且其微观结构具有良好的统计自相似性 ;并采用分形维数定量表征煤焦在不同温度下的孔隙和裂隙特征 ,研究了煤焦分形维数与热解温度、煤化程度的关系及内在机理 ,发现分形维数随煤化程度增加而减少 ,随热解温度提高而增大 .     

改性葵花籽皮基型煤型焦特性研究

以神木煤为原料,配入少量肥煤、4#主焦煤和改性葵花籽皮胶粘剂,通过冷压成型制备型煤,而后高温干馏制得型焦。通过FTIR、BET及热重分析手段研究了型煤型焦官能团结构特征、热解特性以及孔隙结构。结果表明:型煤的热解主要包括三个阶段,第二阶段经历了最大失重过程,失重率高达20.84%,DTG曲线在491℃呈现最大失重峰,失重速率为0.1336%/℃,DSC曲线显现巨大放热凸峰。高温干馏时,型煤中大量挥发分的逸出导致型焦孔隙发达,其平均孔径(36.30nm)较型煤(25.30nm)大,比表面积和孔体积较型煤小。型焦的红外吸收峰强度较型煤弱。     

复合型煤粘结剂的成型及固硫效果研究

采用一种新型复合粘结剂制备生物质型煤,并通过实验证明其可行性。该复合粘结剂主要由改性后的生物质和无机固化剂组成,采用SEM扫描电子显微镜和EDS能谱检测分析型煤的形貌结构和成分组成,研究复合粘结剂各成分对型煤成型的影响。燃烧前后元素分析得出该复合粘结剂对燃烧前后煤中硫元素的影响。结果表明,复合粘结剂增强了型煤的抗压强度;起粘结作用的主要元素为Mg、Cl;添加复合型煤粘结剂后,固硫率为34％,固硫最终产物为MgSO4,具有良好的固硫效果。     

单颗粒生物质型煤燃烧影响因素研究

通过自行设计的实验台研究了生物质型煤的燃烧特性,实验结果表明:单颗粒生物质型煤的燃烧过程可以明显的分为挥发分燃烧和固定碳燃烧2个阶段。炉膛温度和成型压力对生物质型煤的燃烧特性均有影响,炉膛温度越高,生物质型煤燃烧失重率越大。在实验成型压力范围内,成型压力对生物质型煤燃烧速度没有明显影响。     

中国东北地区发展生物质型煤理论与实践的探讨

从分析生物质型煤比传统型煤具有的优势入手,对生物质型煤的用途进行了阐述,并预测了其市场需求。针对东北地区丰富的原料来源,设计出生产生物质型煤的工艺方法。结合生物质型煤的节能减排效应,对年产100万t项目进行投资估算及经济分析,其结果表明该项目具有较强的盈利能力。     

NaOH改性生物质做为型煤粘结剂的成型研究

探讨了NaOH溶液改性生物质秸秆作为型煤粘结剂的可行性。实验研究了NaOH溶液浓度以及生物质种类对型煤机械强度的影响,并采用显微镜、SEN和能谱分析了生物质型煤的成型机理。微观结构分析表明改性生物质具有粘结作用;碱液浓度与纤维的降解程度成正比;生物质纤维的降解程度直接影响其制得型煤的机械强度。结果表明,1％NaOH溶液改性的稻草秸秆具有较好的粘结性,所制备的型煤机械强度较好。     

生物质型煤燃烧特性的研究

笔者对型煤的工艺、燃烧机理进行了分析，同时通过试验得出了影响生物质型煤燃烧速度的主要因素。为生物质型煤工业锅炉和民用炉具的设计提供了理论依据。     

污泥与麦秸共热解制备吸附剂的研究

利用外热式固定床反应器,在400～700℃范围内对脱水污泥和麦秸的混合物进行共热解,研究了热解条件对炭粉吸附特性的影响。实验结果表明：在相同的秸秆掺混比下,400℃制得的含炭吸附剂的碘吸附值最高,在406.6～542.1 mg/g之间;孔径分布较宽,以中孔为主,微孔和比表面积较小。总孔容积随热解温度的升高而增大,700℃热解的纯污泥总孔容积最大,达到0.223 6 mL/g,中孔占71.9%。污泥与秸秆以5∶5的混合比例热解后所得固体吸附剂总孔容有所下降,但孔径分布集中,中孔含量达到81.1%,大孔含量高达18.9%。     

木薯茎秆作为型煤粘结剂的研究

论述了国内外利用木薯茎秆制备生物质型煤的研究现状,提出了致力于木薯茎秆的资源开发和利用,对能源发展和环境保护具有重要意义。探讨了NaOH溶液改性木薯茎秆作为型煤粘结剂的可行性。通过单因素试验考察了NaOH质量分数、热处理温度、热处理时间、改性生物质添加量对生物质型煤抗压强度的影响。最后通过正交试验优化了型煤制备工艺条件。研究表明,改性生物质添加量是影响型煤抗压强度的主要因素,当NaOH质量分数为2%,热处理温度为95℃,热处理时间为2.5 h,改性生物质添加量为20%时,生物质型煤的抗压强度高达563 N/个。     

生物质型煤燃烧污染特性的理论分析研究

提出了生物质型煤燃烧污染特性的理论基础,经大量燃烧污染特性的试验测量及分析,得出一些低氮氧化物和二氧经硫燃烧及型煤配料规律,试验结论与理论分析是相符合的,实测的结论对生物质型煤锅炉设计,燃烧运行有参考价值。     

温度对循环流化床双床气化中热解炉产物的影响

在循环流化床双床煤高温热解气化试验台上,以神木烟煤为燃料在不同温度下进行了热解气化试验,该试验台利用上下返料器将热解炉和气化炉耦合在一起,其中热解炉为N2气氛,气化炉通入空气作为气化剂,试验主要研究热解炉底部温度对热解煤气及热解炉底渣的影响。试验结果表明:随热解炉底部温度升高,热解煤气中H2体积分数升高,CH4,CO2体积分数降低,CO体积分数先降低后升高,热解煤气主要组分气体的收率增加。试验所取热解炉底渣样品的孔比表面积分布和孔比体积分布主要集中于中小孔(0—50 nm),其总比表面积和总孔体积大小顺序为在817℃最大,844℃次之,766℃最小,在N2气氛、1 200℃条件下,CO2反应的活性大小顺序为817℃最大,766℃次之,844℃最小。     

生物质型煤技术研究

生物质型煤是由原煤、生物质和固硫剂混合压制而成的一种新型型煤,生物质型煤技术将不可再生物的化石能源与可再生的生物质能结合起来,具有综合利用能源和减少环境污染的双重功能,介绍了生物质型煤技术在国内外的发展现状,分析了生物物质型煤技术的几个关键问题,论述了中国发展和质型煤技术的重要性和工业化应用中存在的问题,展望了生物质型煤技术的发展前景及方向。