煤热解半焦结构及其对制备型煤成型特性的影响

以不同热解条件下制取的陕西烟煤(YL)半焦为原料,使用预糊化淀粉为黏结剂冷压成型制取成型燃料,分析不同热解条件下获得的煤焦成型后的物理特性,研究热解条件对半焦挥发分和表面含氧官能团的影响规律,揭示热解半焦特性对其成型的影响机理。结果表明:热解停留时间和热解终温对半焦成型特性具有显著影响。热解停留时间增加和热解终温升高会降低半焦挥发分含量和表面含氧官能团,影响黏结剂颗粒和半焦颗粒之间的黏结作用,从而会降低半焦成型后的冷压强度和跌落强度。结果表明:挥发分质量分数在16%以上的半焦成型后冷压强度大于450 N,适宜成型;热解终温小于600℃且热解停留时间小于5 min的半焦表面含氧官能团含量较高,成型后冷压强度大于450 N,可用于成型。半焦的成型特性受其挥发分含量和表面含氧官能团的综合影响。     

铁合金用褐煤半焦成型研究

利用云南丰富的褐煤资源制备了腐植酸钠作黏结剂,并用来成型铁合金厂应用的褐煤半焦.研究了黏结剂腐植酸钠的制备方法及褐煤半焦成型工艺,并对不同配比的型焦作了各种强度指标测试.结果表明,腐植酸钠作为半焦成型的黏结剂具有良好的综合指标.实验研究表明:当黏结剂腐植酸钠的配入量大于8%时,褐煤型焦的各项指标达到了铁合金厂的使用要求.     

SCC-1型高效复合黏结剂在型焦生产中的应用

为了解决焦粉的再利用问题,提高能源利用效率,缓解焦粉露天堆放造成的粉尘污染,采用无机矿物质和有机高分子化合物复配制得SCC-1型复合黏结剂用于焦粉成型生产型焦。研究了焦粉的成型工艺,对工艺路线和工艺参数进行了选择和优化。用SEM分析了型焦的成型机理,并对型焦的性能进行研究。结果表明：采用SCC-1型复合黏结剂制备型焦,具有成型工艺简单,黏结剂用量少,不需要烘干工序,设备投资少,生产成本低等优点,大部分焦粉颗粒被SCC-1型复合黏结剂润湿后通过“黏结剂固体桥”连接而成型,制得型焦的冷压强度、落下强度、耐水性、热稳定性、反应活性等性能指标均满足工业生产工艺要求,具有很高的推广应用前景。     

长焰煤热碎半焦的成型-干燥特性研究

低阶煤热解后易碎裂及粉化,导致大量热碎半焦的生成,其运输半径短、易形成扬尘并伴有自燃,热碎焦难利用已成为制约热解技术发展的瓶颈之一。对热碎半焦进行成型充分利用热碎焦的天然梯级粒度分布,解决了产品输配难的问题,同时作为洁净煤产品可广泛应用于目前农村地区的散煤替代,是最经济有效的解决途径。以长焰煤热碎半焦为对象,定量研究了长焰煤热碎半焦的成型-干燥特性。选择水溶性黏结剂腐植酸钠和具有较好热态强度及稳定性的无机黏结剂膨润土作为复合黏结剂,通过成型压力机测试了不同黏结剂配方下的型煤冷压强度,采用鼓风干燥法明确了最优干燥制度,最后进行了50 kg成型中试验证。结果表明:腐植酸钠与膨润土复配的黏结剂成型效果优于单种配方,最佳成型配比为腐植酸钠6%、膨润土5%,相应的成型水分为28%、成型压力为20 MPa、粒度上限3 mm的煤粉中低于1 mm比例为65%;型煤采用3个温度区间的干燥制度,避免了干燥温度跃升过快造成的型煤内外变形速率大和裂纹多、机械强度降低等问题,最优干燥制度条件为:起始温度60℃下0. 5 h、过渡温度100℃下1 h、最终温度130℃下1. 5 h。采用最佳的成型和干燥条件进行中试验证,获得的热碎半焦型煤挥发分为10. 55%(≤12%),发热量为28. 97 MJ/kg(≥24 MJ/kg),硫分为0. 33%(≤0. 5%),冷压强度为459 N (≥400 N),灰分为11. 69%(≤25%),各项指标均优于GB34170—2017《商品煤质量民用型煤》和DB 11/097—2014《低硫煤及制品》,论证了该工艺方法的可行性。     

反应型焦生产技术研究现状及展望

为解决半焦粉难以高效高值化利用的难题,将半焦粉成型处理得到反应型焦,分析反应型焦生产技术,论述了成型所需黏结剂、成型工艺以及成型设备等多技术集成和匹配,提出了该工艺存在问题以及今后的发展方向。反应型焦的制备原料是难以大规模利用的半焦粉,因此能有效解决粉煤热解提质产生大量粉末的问题,实现小于5 mm半焦粉的高效高附加值利用。反应型焦可直接用来生产电石、参与炼铁和硅铁的化学反应,使反应物原位接触,热质传递面积大,有效提高了反应速率,实现原料的循环利用,并结合接触黏合和粒度级配技术,在使用较少黏结剂的情况下能得到强度较高的反应型焦,减少成本。反应型焦生产技术将成型工艺和电石、硅铁、炼铁等工艺相结合,能有效改善电石、炼铁、硅铁等工艺,提高反应速率,节省能耗。     

用半焦粉末制备型煤特性实验研究

以半焦焦粉为主要原料,采用冷压成型工艺制备型煤.重点研究了黏结剂、原料粒度和水分等因素对型煤性能的影响.结果表明,以有机黏结剂制备的型煤抗压强度最大,发热量高,但热稳定性较差;以无机黏结剂制备的型煤抗压强度低,发热量小,但热稳定性好;采用复合黏结剂可以取长补短,发挥出最佳黏结效果.     

固体热载体热解焦粉成型工艺及性能研究

为解决粉煤固体热载体热解工艺中焦粉无法直接利用,易造成粉尘污染等问题,采用高分子聚合物复配制得SCC-2型复合黏结剂,研究了固体热载体热解焦粉的成型工艺,分析了型焦的物化性质。结果表明:固体热载体热解焦粉最佳成型工艺条件为:固体热载体热解焦粉-3 mm质量分数大于80%;SCC-2型复合黏结剂质量分数为30%,添加量为焦粉质量的15%~20%。采用SCC-2型复合黏结剂成型的型焦灰分和固定碳略有增加、发热量升高;冷压强度、落下强度和浸水强度均较高,分别达到580 N/个、83%和220 N/个;型焦热稳定性和防水性能好,化学反应性随温度的升高而增大,1 000℃时还原率可达96%,满足工业生产要求。型焦可代替部分块炭使用,有效解决了固体热载体热解焦粉再利用难题,具有较好的推广应用前景。     

活化污泥基黏结剂制备型煤型焦试验研究

为实现粉煤的综合利用,以城市污泥为黏结剂的基础组分,采用化学方法活化,利用粉煤成型技术制备型煤,对工艺条件进行研究,考查了成型压力、污泥含量、干燥时间对型煤冷压强度和湿压强度的影响,确定了最佳工艺条件。结果表明,污泥含量为12%、成型压力12 MPa、干燥时间8 h时,制得型煤的冷压强度为1 522.5 N,落下强度为97.7%,型煤600℃干馏2 h制得型焦的强度、灰分、挥发分、发热量等主要指标均达到《陕西省地方洁净型煤技术标准》。利用活化污泥可制备出适用于工业生产的洁净型煤。     

粉煤成型机理研究进展

阐述了无黏结剂成型机理和粉煤有黏结剂冷压成型机理,说明无黏结剂成型机理主要包括沥青质假说、腐植酸假说、毛细管假说、胶体假说以及分子黏合假说;粉煤有黏结剂冷压成型时,黏结剂与粉煤的作用力主要有固体桥联联结力、静电吸引力、液体桥联联结力;两种机理均无法全面解释型煤成型机理和指导型煤生产实践。在此基础上,提出粉煤成型机理研究新方法,可从了解型煤微观结构入手,研究型煤硬度、弹性、塑性和表面物理化学性质等原煤自身性质以及粒度、水分、烘干温度和成型压力等工艺参数与不同黏结剂作用时型煤微观结构形态及变化规律,建立型煤制备过程/工艺-微观结构-宏观性质之间的关系来探寻粉煤成型机理。     

淀粉类黏结剂对型煤与型焦强度的影响

采用淀粉作为黏结剂,将低变质粉煤冷压成型、干馏制备出型焦,通过测定型煤与型焦的抗压强度、落下强度和浸水强度,采用扫描电镜分析型煤与型焦的微观结构,研究原淀粉、糊化淀粉和碱化淀粉对型煤与型焦强度的影响.结果表明,糊化淀粉的黏结作用最好,型煤的抗压强度最大,为3 930N/ball;碱化淀粉作黏结剂制备的型焦抗压强度与落下强度较好,其数值分别为2 410N/ball和49%.     

添加剂对焦粉型焦性能的影响

分析了热压成型及冷压成型方法的优劣。选择增强剂、固化防水剂等添加剂对水玻璃粘合剂进行改性,研究了添加剂对型焦性能的影响。实验结果表明,焦粉成型添加剂加入量为:水玻璃粘合剂12%,增强剂0.2%,固化防水剂0.3%,成型焦球生(干)型焦落下强度、生(干)型焦压缩强度、耐水性、热稳定性、反应活性等性能可满足工业生产的工艺要求。     

改性花生壳基型焦性状研究

采用六组不同粒级的神木粉煤为原料,质量分数1. 5%和2. 5%NaOH改性花生壳为粘结剂,通过干法冷压成型制备型煤,而后高温干馏制备改性花生壳基型焦。利用红外光谱仪表征其官能团结构,测定改性花生壳基型焦的抗压强度、跌落强度和机械强度等宏观性质。结果表明,神木煤粒度(3～1. 5) mm,质量分数2. 5%NaOH改性花生壳基型焦的性能强度更优,跌落强度98. 4%,抗压强度5 187. 15 N,抗碎强度与耐磨强度分别为82. 08%和17. 92%。NaOH浓度对型焦的性能强度影响不大。随着粉煤粒度减小,型焦宏观性能强度降低。神木煤粒度0. 425 mm,抗碎强度急剧降低至0,耐磨强度高达100%。改性花生壳基型焦红外谱线相对简单,出峰数目少,不同粒级神木煤型焦的红外谱峰峰型相似,出峰位置一致,但峰强弱略有差异。     

腐植酸钠粘结焦粉试验研究

本文介绍利用风化煤为原料,自制粘结剂进行焦粉成型和型焦造气试验,其结果说明在试验条件下,制得型焦的的机械强度和工业测定半水煤气成分完全满足合成氨生产用焦的要求。焦粉成型工艺简单,成本低。若能完善,推广这一技术,将给用焦炭制氨企业带来较大的经济效益。     

焦粉型球的研制及工业中试

介绍了利用廉价的焦粉加入复合粘结剂生产焦粉型球代替煤气发生炉所用块焦的研制、工业中试和试烧过程。型球的配方合理 ,技术上可行 ,生产流程先进 ;生产的型球冷强度、热稳定性好 ,能满足人工煤气发生炉的制气工艺要求 ,生产的煤气组分及热值与块焦的基本相同 ,具有显著的经济效益     

黏结剂对长焰煤制备民用洁净焦炭强度的影响

在我国广大农村地区,居民仍使用劣质散烧原煤,严重破坏了大气环境。提供优质的煤基洁净燃料是从源头上解决劣质煤散烧所带来环境问题的重要手段之一。但由于传统民用炉具为层燃式,对所用燃料具有强度和块度的要求。因此,如何保证燃料的成型与强度是一个关键问题。基于此,本文以长焰煤为原料,与复合助剂先经冷压成型,再通过热解制备得到洁净焦炭。同时,系统地研究了复合黏结剂添加量、热解温度等对洁净焦炭强度的影响。结果表明：加入1%聚乙烯醇（PVA）、30%洗油渣（WOR）,在800℃下可得到抗碎强度为94.7%的洁净焦炭,可满足相应的强度要求。复合添加剂中的PVA为冷态黏结剂,其遇水会在煤粒间形成高黏性网状胶体,促使煤颗粒之间黏结,保证其冷态强度。而WOR为热态黏结剂,其在高温热解过程将转化为高黏结性的类胶质体,将原本松散的、无黏结性的惰性颗粒黏结,最终形成高强度的民用洁净焦炭。该研究对高强度民用洁净焦炭的制备提供理论指导。     

利用气煤和焦粉制备优质铸造焦的研究

针对中国主焦煤资源短缺而气煤储量相对丰富的资源特点，采用气煤为主焦化煤种，配用焦粉做瘦化剂，并添加一定量的沥青作粘结剂，通过系列配煤方案制备铸造型焦，获得可制备一级铸造焦的优化配煤方案为45：50：5。实验结果表明，随着气煤和沥青配入量减少，焦炭的M40提高，气孔率Ps降低，焦炭显微结构越趋向于致密化。在实验配比条件下，沥青添加量降低对于焦炭强度提高的影响较气煤显著；而气煤配比减少对于焦炭气孔率降低的影响较沥青显著。     

一种新型耐水性型焦用胶粘剂的制备

分别由两种不同种类的胶粘剂制取复合胶粘剂,并由该复合胶粘剂制取型焦,根据型焦的各项性能优选复合胶粘剂。实验结果表明,优选的复合胶粘剂是由无机水玻璃和有机聚乙烯醇(PVA)混合而成;当W(复合胶粘剂)=13%时,型焦的各项性能达到最佳值,其冷热强度分别为4.98 MPa和2.55 MPa,固定碳含量为76.42%。     

活性焦质量控制因素研究

为了提高活性焦的性能,改善其在大气污染及水治理方面的处理效果,分析了活性焦生产工艺中原料煤、黏结剂对其质量的影响,提出了这两者基本的选择原则。在对生产工艺进行总体分析的基础上,认为可以通过配煤提高产品孔隙率。阐述了成型、干燥、炭化和活化等制备过程的工艺参数的控制要点,重点讨论了炭化升温速率、炭化终温和加料量的影响,论述了斯列普活化炉炉压、炉温控制参数范围。最后提出随着活性焦市场竞争的加剧,应当加大研发力度,不断拓宽活性焦的应用领域,才能提高其在市场上的竞争力。