柠条与低阶煤共热解特性初探

为研究柠条与低阶煤共热解特性及相互作用,利用热重分析仪研究了不同煤种和不同混合比例条件下,柠条与4种内蒙古盛产低阶煤的共热解。结果表明：不同煤种与柠条共热解相互作用趋势只在中温区表现不同,混合比例对共热解相互作用的大小有影响,对整个过程的相互作用趋势无影响。由作用率Δα的计算值得柠条与煤共热解过程的作用效果可分为4个阶段：在柠条剧烈失重温度段对应为第一、二阶段,先为煤粉抑制柠条挥发分的析出,后为柠条挥发分促进煤的热解;第三阶段,为柠条焦炭热解温度段,柠条焦炭与煤相互作用,受煤品种的影响,柠条与煤共热解为协同或抑制作用;第四阶段,为共热解过程的高温段,柠条灰分中的矿物质促进煤的热解。     

微负压系统中不同粒径煤粉热解半焦特性研究

为了研究煤粉粒径对煤快速热解半焦特性的影响,对微负压系统中煤快速热解产生半焦的收率、灰分、挥发分含量和结构等特性进行了分析.结果表明,随着粒径增加,煤粉热解的活化能逐渐增加,低温区大粒径煤粉热解挥发分逸出量高于小粒径煤粉逸出量.热解半焦收率随着煤粉粒径减小逐渐增加,挥发分中焦油收率却随着煤粉粒径的减小而增加.小粒径煤热解生成的半焦结晶程度较低,边缘碳原子和其他缺陷较多,半焦炭层结构较不致密.极小颗粒中矿物质含量较高导致煤粉粒径越小,所得半焦的灰分含量越高,大粒径煤粉由于在低温区间失重速率快,挥发分逸出量大而导致半焦中残余的挥发分含量较低.     

固定床内煤热解过程中的颗粒特性分析

本文在自建的小型固定床上研究了煤在固定床内热解的颗粒特性，考察了诸多因素（温度、热解时间以及粒径大小）对煤颗粒破碎特性的影响。     

煤焦燃烧过程中细模态颗粒物的生成机理及研究进展

实现燃煤颗粒物(PM)污染排放控制必须深入了解颗粒物排放规律及生成机理。煤粉燃烧过程中产生飞灰颗粒粒径分布为粗模态,细模态和超细模态3种。与粗模态PM相比,细模态PM占比较大,其小粒径与富集性特点影响人体健康及大气环境。同时,相对于形成过程与机理相对成熟的超细模态PM,细模态PM形成机理及研究进展尚缺乏系统总结,抑制细模态PM排放存在困难。笔者分析了细模态PM的形成机理(焦炭颗粒的破碎、矿物质熔融聚合、外在矿物质破碎、表面灰粒的脱落)及主要影响因素,探讨了模拟研究进展并指出未来研究重点。煤灰PM粒径分布主要是焦炭颗粒破碎与矿物质聚合行为这2个因素相互竞争的结果。破碎行为使得细模态PM数量增多粒径减小,而矿物质聚合使得PM数量减小,有利于粗模态PM形成。影响PM形成的主要因素有孔隙结构、燃烧模式与焦炭粒径。孔隙率较高的煤胞型焦炭相较于其他结构焦炭更易发生破碎,产生更多细模态PM。增加温度与氧含量,降低粒径均有助于PM生成,但较高温度下灰粒的聚合可能导致粒径分布倾向于粗模态PM。破碎行为对焦炭燃烧特性模拟大致分为群体平衡模型和逾渗模型2类。基于细模态PM形成机理与影响因素,认为逾渗模型考虑了焦炭本身孔隙结构,更适于模拟焦炭破碎行为。本征动力学燃烧模型与逾渗模型的结合是准确预测灰颗粒粒径分布的关键,是下一步的研究重点。     

桦甸油页岩热解过程中的破碎粉化特性

提出了描述破碎粉化程度的多粒径表征指标,利用自行设计的转鼓式热解反应器系统地研究了桦甸油页岩在不同热解条件下的破碎粉化特性,并对破碎机理进行了分析。结果表明,热力-机械力耦合加载的方式下,粉化率是两种作用力单独加载方式之和的3.96倍,说明两者产生了协同作用,其中热力作用是煤颗粒发生破碎的主要影响因素,其实质是颗粒内部孔隙结构的演变,机械外力作为外在因素,其作用是增强宏观破碎现象;相对破碎率和粉化率与孔隙结构的变化趋势相一致;入料粒度越小,整体破碎程度越小;含油率越高,破碎程度越大,中矿油页岩因方解石含量较高在热解过程中不易分解为细小颗粒,因此粉化率最低;破碎和粉化是两个相对独立的概念,两者之间不存在相关性。     

桦甸油页岩热解过程中的破碎粉化特性

提出了描述破碎粉化程度的多粒径表征指标,利用自行设计的转鼓式热解反应器系统地研究了桦甸油页岩在不同热解条件下的破碎粉化特性,并对破碎机理进行了分析。结果表明,热力-机械力耦合加载的方式下,粉化率是两种作用力单独加载方式之和的3.96倍,说明两者产生了协同作用,其中热力作用是煤颗粒发生破碎的主要影响因素,其实质是颗粒内部孔隙结构的演变,机械外力作为外在因素,其作用是增强宏观破碎现象;相对破碎率和粉化率与孔隙结构的变化趋势相一致;入料粒度越小,整体破碎程度越小;含油率越高,破碎程度越大,中矿油页岩因方解石含量较高在热解过程中不易分解为细小颗粒,因此粉化率最低;破碎和粉化是两个相对独立的概念,两者之间不存在相关性。     

内蒙古褐煤热解过程中的破碎/粉化特性

为了揭示内蒙古褐煤(X-L和B-L)在热解过程中的破碎/粉化特性,提出了描述颗粒破碎/粉化的表征指标,利用实验室固定床和流化床试验装置研究不同热解条件对颗粒破碎/粉化的影响。结果表明,单独热力加载方式下的粒度变化率和粉化率分别为6.83%和2.95%,单独机械力加载方式下的粒度变化率和粉化率分别为2.72%和1.54%,单独热力加载方式下的粒度变化率和粉化率均高于单独机械力加载方式;单独热力加载方式下颗粒的总孔体积为原煤总孔体积的4.34倍,大孔和介孔的容积均大幅扩充,验证了半焦孔隙结构和粒度分布的改变主要与热力加载有关,机械力加载只会造成颗粒表面的破碎;在热力和机械力耦合加载作用下粒度变化率为9.76%,粉化率为5.09%,均高于单独热力或机械力加载方式;煤中挥发分越高,热解焦油产率越高时,颗粒粉化率越大;建立了煤热解破碎前后平均粒径关联的函数模型,与试验值对比相对误差较小(B-L对应相对误差≤3%,X-L对应相对误差≤10%),能够预测褐煤在热解过程中的破碎/粉化程度。     

阳泉烟煤颗粒在流化床燃烧过程中的破碎研究

在小型流化床燃烧实验台上研究阳泉煤颗粒在流化床燃烧过程中的破碎特性.实验中考虑了灰分对燃烧破碎过程的影响,引入指数α来反映破碎比的变化趋势,破碎比随着粒径的变大而变大,且向着床温变化相反的方向变化,表明颗粒的高温碰撞对破碎是起决定性作用的.常温机械破碎和固定床热应力破碎实验表明,单纯机械破碎和单纯热应力对颗粒破碎所起的作用不大,但在高温条件下的颗粒碰撞,机械力与热应力叠加后,破碎效果大大加强.     

生物质颗粒度对燃烧特性影响

以稻壳为例考察了不同稻壳粒径对热解及燃烧特性、传热系数、焦炭燃烧的影响,利用TG/DTG6200热重差热分析仪对不同颗粒度稻壳粉做了热解实验,得到了不同的TG、DTG、DTA曲线.结果表明,稻壳颗粒度越小,其挥发分析出温度越低,析出时间越短,传热系数增大,升温速率增大,有利于燃烧,但过小的颗粒度同时增大了散热损失,当粒径低于临界尺度时,易出现熄火现象.焦炭燃烧过程受粒径大小的影响,粒径减小,燃烧反应速率加快,燃烧时间缩短,有利于燃烧.     

煤热解过程中氮的分配及存在形态的研究进展

介绍了不同热解条件下煤中氮行为研究方面的基本情况,对煤中氮的存在形态和影响氮在热解产品分配因素如煤种,温度,压力,停留时间,粒径,煤阶等作了初步探讨,并给出了ＨＣＮ和ＮＨ３可能的形成途径。