烟煤、贫煤及其混煤氮热解释放特性试验研究

试验研究了烟煤、贫煤及其混煤在管式炉热解过程中氮的析出特性,探讨了煤质特性、运行参数对氮析出特性的影响。试验结果表明：随煤化程度加深,氮的热解释放速率及最终释放百分比明显降低;加热速率越大,煤中氮的热解释放率越高;加热终温越高,氮的热解释放百分比越大;颗粒愈粗,氮的热解释放时间越长。混煤中氮的析出与单煤也有一定的相似性;随着混煤中含氮量的增加,热解过程中氮的析出率基本上保持线性增长。     

贫煤与不同煤种混烧NO排放特性试验

选用山东电力用煤,通过将贫煤与不同煤种进行两两掺混,利用管式炉等设备进行燃烧试验,由烟气分析仪测得烟气中所含NO浓度并记录处理数据,分析氧体积分数、温度对贫煤与不同煤种混烧时NO排放特性的影响规律。结果表明:随氧体积分数的增大,NO排放曲线呈现第一峰值增大且出现时刻提前、总排放量增大、总排放时间明显缩短的趋势。贫煤与褐煤混烧时选择合适的燃烧温度对NO排放有一定的抑制作用;与烟煤、无烟煤混烧时不同温度下NO总排放时间和总排放量接近。     

神木煤显微组分热解特性研究

在热天平上考察了湿度对神木煤显微组分热解的失重行为、红外光谱变化、半焦元素分布以及脱硫脱氮率的影响。结果表明：随热解温度长高,镜质组和惰质组在400－700℃出现明显的热解失重峰,且热解失重行为相似,但镜质组失重峰温低,失重速率大,脱硫脱氮率高;与惰质组半焦相比,镜质组半焦C含量较低,H,O,含量较高。在实验温度范围内,随温度升高,脂肪C－H键和芳香醚键、羟基等逐渐断裂分解,至700℃基本消失,同时半焦中C元素含量升高,H,O含量下降,N,S含量变化不大,同时湿度升高也有利于提高脱硫脱氮率。     

高碱金属准东煤结渣特性试验

为准确预测高碱金属准东煤结渣特性,利用沉降炉试验台对准东煤、宁煤、褐煤进行结渣特性试验,比较各煤种与实际电厂锅炉燃用时结渣状况的耦合性.试验结果表明,准东煤灰熔融温度tDT和tST分别为1 310℃和1 330℃,结渣倾向不强,与新疆部分电厂燃用准东煤后锅炉出现大面积结渣现象不符.沉降炉试验得到准东煤在1 250℃时,结渣棒即出现较难吹灰的块状渣,在1 350℃时,出现黑色熔融状油膜,表现为严重结渣倾向.与灰熔融温度相近的宁煤相比,相同温度下准东煤结渣倾向更严重,接近于灰熔融温度较低的褐煤.沉降炉试验预测准东煤以及宁煤、褐煤的结渣倾向性与在实际电厂锅炉燃用时的结渣状况的耦合性较好,是预测准东煤结渣特性的有效方法.     

煤的热解动力特性研究

本文对不同煤种进行了挥发份析出的热重分析实验，得到了不同煤种和不同升温过程的实验结果及热解动力学参数Ｋ和Ｅ。本文还建立了热解过程的数学模型，模型简单实用，其计算结果与实验数据符合较好。     

高档放顶煤工作面网格支架承载特性研究

通过观测孔庄矿井７１７７工作面ＺＷＭ网格式液压迈步放顶煤支架的阻力,分析了支架承载特性,提出了提高支架工作阻力利用率措施。     

烟煤与无烟煤混燃特性的热分析试验研究

利用德国NETZSCH SCHEME STA 409型热综合分析仪对燃烧性能相差较大的烟煤和无烟煤及其按不同比例掺混得到的混煤燃烧性能进行了热分析试验,并根据不同配比下混煤实验曲线的变化情况对混煤着火特性和燃烧特性的影响进行了探讨。结果表明:混煤的着火性能取决于烟煤所占比例,比例4:1的混煤着火性能较好;其综合燃烧性能随着烟煤比例的增大而增强,其中以混煤4:1的燃烧性能为最好。     

Illinois No.6煤中有机氮和硫赋存形态的研究

煤中氮和硫是造成环境污染的重要来源,其赋存形态的研究广受关注.选用美国标准煤Illinois No.6煤的溶剂不溶组分(萃余煤)作为反应物,在温和条件下进行加氢热解,对热解产物进行分级萃取,用气相色谱-质谱联用仪分析萃取物的组成.结果表明,非催化加氢热解产物的总萃取率为4.1%,而在Ni的催化作用下,总萃取率高达13.5%;且后者有机氮、硫化物种类(27种)明显多于前者(10种).所检测到的含氮、硫化合物的类型主要包括异氰酸苯酯、异硫氰酸苯酯、苯胺、喹啉、二甲亚砜、硫醇、苯硫酚、硫醚、噻吩和噻蒽.这说明以萃余煤作为反应物,通过温和热解结合分级萃取的策略能够有效地从分子水平上揭示煤中有机氮、硫的赋存形态.     

泄洪建筑物混凝土抗冲磨性能试验研究

结合响洪甸水库工程除险加固新建泄洪建筑物,针对过流断面混凝土抗冲磨和抗气蚀性能要求,在基准混凝土配合比基础上掺入外加剂和外掺料,测试抗冲磨混凝土各项性能指标。分析了混凝土的抗冲磨性能与混凝土的抗压、抗冲、抗渗、抗冻等性能之间的关系以及橡胶粉、硅粉对混凝土抗冲磨性能的影响。试验研究表明:高性能外加剂通过提高混凝土中凝胶量,改善水泥石及其骨料界面的结构,增强凝胶的粘结力,使混凝土具有良好的密实性,可提高混凝土的抗冲磨、抗裂、抗渗性能。     

煤/生物质恒温混燃的协同特性

为探讨煤/生物质恒温混燃的协同特性,利用自制实验系统对煤/生物质恒温混燃进行实验,探讨了掺混比、温度及煤种等对煤/生物质恒温混燃协同特性的影响规律。研究表明:在煤/生物质恒温混燃初期,煤粉燃烧受到一定的抑制作用,生物质掺混比加大或温度升高均能缩短抑制作用时间。此外,挥发分含量高的煤种受到的抑制作用较大;在混燃后期,掺混生物质对煤粉的燃烧与燃尽存在促进作用,生物质掺混比增大,促进作用加强,燃尽时刻提前程度增大。温度升高,促进作用减弱,燃尽时刻提前程度减小。此外,难燃的煤种受掺混生物质的促进燃烧和燃尽作用较明显。     

煤的微生物脱硫的实验研究

煤中硫的脱出可以减轻对环境的污染,而煤的生物充是很有前景的一种脱硫方法,利用空气搅拌法,研究了内蒙古自治区酸性矿井水、土壤液、城市污未和工厂废液对乌达雀儿沟煤中硫的脱出能力,经过２ｄ细菌２和１５ｄ脱硫,发现除城市污水外,其余的均能脱掉煤中部分硫,硫脱除率２６．９５－３８．７７％;而且,中性环境与酸性环境有着几乎一致的硫脱除率。     

Experimental study on the infrared precursor characteristics of gas-bearing coal failure under loading

The stress and gas pressure in deep coal seams are very high, and instability and failure rapidly and intensely occur. It is important to study the infrared precursor characteristics of gas-bearing coal instability and failure. In this paper, a self-developed stress-gas coupling failure infrared experimental system was used to analyse the infrared radiation temperature(IRT) and infrared thermal image precursor characteristics of gas-free coal and gas-bearing coal. The changes in the areas of the infrared temperature anomalous precursor regions and the effect of the gas on the infrared precursors were examined. The results show that high-temperature anomalous precursors arise mainly when the gas-free coal fails under loading, whereas the gas-bearing coal has high-temperature and low-temperature anomalous precursors. The area of the high-temperature anomalous precursor is approximately 30%–40% under gasbearing coal unstable failure, which is lower than the 60%–70% of the gas-free coal. The area of the low-temperature abnormal precursor is approximately 3%–6%, which is higher than the 1%–2% of the gas-free coal. With increasing gas pressure, the area of the high-temperature anomalous precursor gradually decreases, and the area of the low-temperature anomalous precursor gradually increases. The highand low-temperature anomalous precursors of gas-bearing coal are mainly caused by gas desorption, volume expansion, and thermal friction. The presence of gas inhibits the increase in IRT on the coal surface and increases the difficulty of infrared radiation(IR) monitoring and early warning for gas-bearing coal.     

不同褐煤在O_2/CO_2条件下燃烧特性的实验研究

利用热重分析仪,系统地研究了霍林河褐煤、印尼1#褐煤和印尼2#褐煤在空气和O2/CO2条件下的燃烧特性,比较了不同褐煤样品在燃烧过程中失重与温度和时间的关系.实验结果表明,褐煤在O2/CO2条件下的燃烧特性与空气条件下的燃烧特性存在明显的区别,富氧燃烧条件下CO2分压力的大小影响褐煤的反应活性.     

淮北矿区煤矸石与煤混合燃烧特性的研究

本文利用STA-409PC热重分析仪,研究了淮北矿区不同质量比的煤矸石与煤混配样品的燃烧性能与动力学特性。结果表明：随着混配样品中的煤比例的增加,其着火温度和燃尽温度都有所降低,综合燃烧特性指数都有所增大,着火和燃烧特性都得到改善。本文还利用Coats--Redfern积分法对上述样品燃烧过程进行了动力学分析,得出淮北矿区煤矸石与煤混煤的燃烧反应历程服从1．5级的化学反应,对优化超临界流化床（简称CFB）锅炉混配燃料的运行具有重要意义。     

软煤层巷道支护数值模拟研究

针对新义煤矿11011工作面回采巷道煤层松软、围岩变形大、现有微拱工字钢支护难以满足生产安全需要的问题,利用FLAC数值模拟软件分别对微拱工字钢和外扎腿U型钢支护下的巷道位移矢量特征、应力特征及塑性区范围进行了分析．结果表明,外扎腿u型钢支护,能有效地改善围岩的应力状态和控制围岩的变形量,适合该矿软煤层特征;通过对12011皮带运输巷进行的工业性试验的实测变形数据分析表明,外扎腿u型钢支护,降低了顶板与两帮收敛速度与位移,提高了软岩巷道围岩强度和自承能力,维护了巷道围岩的稳定性,支护效果良好,能满足新义煤矿安全生产的要求,可为类似条件下的巷道支护提供参考．     

松软煤层穿层钻孔水力压裂实验研究

分析了煤层水力压裂增透的原理,设计了两个穿层钻孔(一个压裂对象为构造软煤,另外一个为软煤的坚硬顶板)的压裂方案,在淮北矿业(集团)有限责任公司临焕煤矿进行了现场试验,采用压裂后钻孔瓦斯抽采浓度与流量等指标考察压裂效果.试验表明,水力压裂对松软煤层效果甚微.针对这一问题,提出了对松软煤层的坚硬顶板进行压裂以达到对该煤层卸压增透的目的,现场结果表明松软煤层顶板压裂能大幅增加松软煤层的渗透率,增强瓦斯抽放的效果.     

Main influencing factors and coal fly ash characteristics of gasoues fuel reburning process

The unburned carbon concentration in fly ash and the influence of main factors on the reduction of nitrogen oxides during gaseous fuel reburning process were experimentally studied in a 36 kW down-fired furnace when five typical coals with different qualities were served as the primary fuel. It is found that the higher nitrogen oxide reduction efficiency can be obtained by reburning process when the coal used as the primary fuel contains more volatile matter. But under the optimizational operating conditions, both above 50% nitrogen oxide reduction and low carbon loss can be achieved by reburning process even though the primary fuel is the low-volatile coal. The experimental results show that the reasonable residence time in reburn zone is 0.6–0.9 s, the appropriate gaseous reburn fuel percentage is 10%—15% and the optimal average excess air coefficient in reburn zone is 0.8–0.9. These results extend the ranges of the key parameter values for reburning process with respect to that the low-volatile coals are used as the primary fuel. Foundation item: Projects(50806025; 50721005) supported by the National Natural Science Foundation of China