呼伦贝尔褐煤负压热解特性研究

利用改进的格金低温干馏仪考察了呼伦贝尔褐煤的负压热解特性.研究表明,随着热解压力的降低(101.32kPa降到20.32kPa),半焦产率减少0.83%,焦油产率增加1.27%.通过对热解产物组成的分析发现:随着热解压力的降低,半焦中碳元素含量减少,氧元素含量增加,半焦整体结构变得松散;热解焦油中中性化合物的含量随热解压力降低呈下降趋势,酸性化合物的含量呈升高趋势;焦油中轻质组分含量随热解压力的降低逐渐减少,可能是轻质烷烃和烯烃发生裂解反应生成了气态烃类物质进入热解气中;重质组分逐渐增多,可能是煤中本应留在常压热解半焦中的组分随热解压力的减小挥发逸出进入焦油组分.     

煤炭地下气化焦油析出特性

基于煤地下气化模型试验,研究不同气化工艺条件下焦油的产率变化,探讨气化工况对焦油析出特性的影响.结果表明,焦油产率主要受气化温度及水蒸汽注入量影响,气化温度升高及水蒸汽存在强化了焦油的裂解过程.最佳气化工况条件下,煤气有效组分含量最高,焦油产率最低.采用GC-MS对地下气化焦油,地面气化焦油及焦炉高温焦油组分进行对照分析得:地下气化焦油主要由多环芳烃和酚类化合物组成.多环芳烃绝大部分为萘、蒽、菲及其衍生物,酚类化合物主要为苯酚、甲酚、二甲苯酚等低级酚,焦油中脂肪烃及杂原子化合物较少.现场试验与模型试验焦油族组分对比表明,煤气出口温度是影响焦油组成的重要因素,焦油中重组分百分含量随煤气温度降低而降低.与地面气化焦油及焦炉高温焦油组成对比表明,地下气化焦油与地面鲁奇加压气化焦油性质接近.     

氧化钙在流化床稀相段对焦油裂解的影响

为了解决在煤热解制取高质量燃料气过程中焦油带来的问题，提出了在流化床稀相段空间利用CaO作催化剂将焦油温和地转化为气体的新方法，考察了不同温度下氧化钙对煤热解生成焦油催化裂解行为的影响．结果表明：CaO在650C以下对焦油转化具有明显的催化作用，在700C以上CaO的作用变小．CaO的增加降低了除苯和C6—C10脂肪烃以外所有的焦油组份的产率，并分别在700℃以下和650℃以下提高了气体的产率和热值．     

木聚糖快速热解试验研究

为了了解半纤维素的快速热解机理,研究了反应温度和载气体积流量对半纤维量的热解影响.采用木聚糖作为模化物,在红外辐射加热反应器进行快速热解试验研究.试验结果表明,木聚糖热解生成的焦油产率随温度升高而增加,达到最大值后随着温度的继续升高,焦油发生二次裂解使产率降低;焦炭产焦随着温度的升高而降低,最后趋近稳定值;气体产物主要有H2、CO、CO2、CH4以及CnHm,其产率随温度升高而增加.随着载气体积流量的降低，木聚糖热解产生的挥发分在高温区的停留时间增加，导致挥发分二次裂解加剧而使焦油产率降低，同时气体和焦碳产率相应增加.     

催化剂对CH_4气氛下的煤热解特性的影响

采用3种活化CH_4的方式,利用管式炉分别考察了在CH_4气氛下添加2、Ni/Al2O3、Mo/HZSM-5这3种物质对煤热解特性的影响.结果表明,相比于N2气氛,CH_4气氛下热解产生的焦油增多,焦油中杂原子化合物减少,半焦中硫、氮质量分数降低.在CH_4气氛中添加3种物质均能使热解时产生的焦油品质提高.添加H_2使得热解的气体产率(体积)增加,半焦产率降低,但半焦的元素成分无明显变化;添加Ni/Al2O3使得气体产率增加,焦油中轻质组分增多,半焦中的硫含量降低、氮含量增高.添加Mo/H_ZSM-5使得气体产率下降,焦油中芳香族化合物增多,半焦的碳缩聚程度加深.     

污水污泥快速热解过程中氮迁移规律研究

在下坠床石英管式反应器中对徐州污水污泥进行快速热解实验,考察了热解温度对热解产物中氮的赋存形态的影响.X射线光电子能谱(XPS)分析表明:污泥中87.2%的氮存在于蛋白质中.气相色谱/质谱联用仪和傅里叶红外光谱仪分析表明:焦油氮主要以含氮杂环、酰胺类和腈类形态存在;400℃时,蛋白质中的氮开始转化为气体氮和焦油氮;随着温度升高,焦油氮由于二次热裂解生成气体氮;热解温度从400℃升高到700℃时,NH3,HCN,腈氮和含氮杂环产率逐渐增加,而酰胺氮逐渐减少.进一步的XPS分析得知:700℃时,18.5%的氮残留在半焦中,半焦氮主要以含氮杂环和质子氮形态存在.     

煤催化多段加氢热解过程的产物分析

以MoS2为催化剂在固定床反应器中对录甸褐煤的加氢热解及多段加氢热解过程的产品分布，性质进行了详细的分析。结果表明：多段催化加氢热解与传统的加氢热解相比，转化率及焦油收率均有所提高，尤其是油收率从51.8%提高到63.9%,同时气体收率减少一半，催化条件下煤多段加氢热解焦油与传统加氢热解焦油在组成上并没有特别显著的不同，但是各组分间的相对含量却有较大的差别，煤的多段加氢热解过程明显提高了焦油中轻质组分的含量，使焦油进一步轻质化，其中苯类，酚类和萘类分别增加了42%，37.8%和115.4%；由多段催化加氢热解所得的半焦的比表面积要比由传统催化加氢热解所得的大得多，而且平均孔径也明显减少，半焦的孔体积增加了一倍以上；多段催化加氢热解过程有明显的优越性。     

固定床反应器中生物质催化热解气化制富氢燃料气的研究

在小型固定床反应器上进行了新鲜草和小麦秸秆的催化热解气化制富氢燃料气的研究.采用正交试验设计方法考察了热解气体停留时间、生物质水分、热解温度、催化剂种类及用量对热解气体产率及其组成的影响规律.结果表明,生物质水分、热解温度、催化剂种类及用量是影响热解气体产率和H2产率的显著性因素;热解气体中H2含量为19%～45%,CO含量为9%～40%,CH4含量为5%～15%,CO2含量为16%～60%;单位质量(kg)干燥基生物质可产生气体0.4～1.3 kg.     

霍林河褐煤气体热载体错流热解特性研究

采用2 kg/h褐煤气体热载体错流热解实验装置,以经过加热后的氮气作为气体热载体,研究了气体热载体温度、原料粒度以及热载体平均停留时间对霍林河褐煤的热解产物分布特性的影响.结果表明:随着气体热载体温度由500℃升高到700℃,热解反应加剧,焦油产率、热解煤气热值、半焦破碎率和平均孔径均有显著增加;随着粒度由6～13 m...     

褐煤低温热解特性的实验研究

煤的热解一般是指煤在惰性气氛下受热分解产生煤气、焦油和半焦的复杂的物理和化学变化。而目前比较成熟且规模化的往往是利用煤的高温热解,而忽视了褐煤低温特性的研究。本文利用热重分析仪,从室温到500℃范围内,以不同升温速率、粒径对褐煤进行低温热解实验。结果表明:随着升温速率的提高,褐煤的失重速率增大;褐煤粒径的大小,对热解过程影响不显著,这些结论为以后的褐煤低温提质技术提供了一定的理论基础。     

固定床中煤与热载体颗粒混和热解规律的试验研究

本文对大同烟煤在热载体固定床（移动床）中的混和传热干馏规律进行了试验研究，获得一系列挥发份气体析出特性曲线和颗粒混和热解的总体传热系数．对煤粒径、热载体粒径及初始温度对混和传热干馏规律的影响进行了分析和讨论．本文所获得的试验结果可供热、电、气三联产成套装置中热载体固定床（移动床）干馏造气炉的工业设计参考使用．     

褐煤固体热载体热解-气化耦合工艺流程模拟

为实现褐煤的清洁高效利用,对褐煤固体热载体热解-气化耦合工艺进行了评价.利用流程模拟软件ASPENPLUS建立了该工艺的模拟流程,分析了处理规模为42t/h时褐煤干燥阶段和热解阶段的能耗、固体热载体与煤混合、分离、运输过程的机械能耗及燃烧半焦的比例.结果表明,该工艺可利用褐煤所含外在水分作为气化剂,节约了气化所需水耗,在水煤比为0.7的情况下,可节约水资源12.5t/h,褐煤热解可获得焦油产品2.6t/h,半焦24.3t/h,其中45%的半焦用于燃烧供热,55%用于气化;褐煤热解单元能耗占总能耗70%以上,是直接导致固体热载体用量大、燃烧半焦比例大以及系统辅助能耗大的主要原因.     

不同形态钠对伊敏褐煤碳黑生成特性的影响

为揭示褐煤的碳黑生成特性与Na在煤衍生碳黑形成过程中的作用,采用电感耦合等离子体发射光谱仪、X射线光电子能谱仪和傅里叶变换红外吸收光谱仪研究分别担载了空白、物理吸附态Na (ANa)与离子可交换态Na (INa)的酸洗伊敏褐煤在沉降炉中不同停留时间下热解所产生碳黑的产率、表面与整体化学特性.结果表明:在表面增长阶段,褐煤的碳黑产率增幅远超焦油产率降幅;当停留时间足够长时,碳黑产率有所降低,含氧官能团含量升高;担载Na可以降低碳黑产率,但INa对碳黑的抑制作用比ANa强得多,且INa可以使热解气溶胶中醚与砜的含量升高.这些现象说明:在褐煤二次热解过程中,小分子芳香化合物、脂肪族物质与轻质气体也会通过表面增长提高碳黑产率.褐煤热解气中含氧物质可以在停留时间足够长时表现出对碳黑的氧化作用. INa可以保持与焦炭或挥发分之间有机结合状态,在一次热解过程减少初级焦油释放,在二次热解过程中促进挥发分与含氧物质结合;而ANa在一次热解过程中作用不明显.在二次热解过程中,气化的ANa与INa抑制碳黑形成的作用机制相同.     

Pyrolysis and co-pyrolysis of lignite and plastic

The study firstly discusses the pyrolysis characteristics and kinetics by thermogravimetric analysis (TGA), and then investigates the pyrolysis of lignite and co-pyrolysis with plastic (polyethylene or polypropylene) in tube furnace. Meanwhile, the research focuses on the co-pyrolysis products under different mixing ratios as well as pyrolysis products at different testing temperatures and heating rates. The results show that higher final testing temperature and lower heating rate contribute to bond fission in lignite pyrolysis, resulting in less char product. In co-pyrolysis, lignite acts as hydrogen donor, and the yields of char and water rise with increasing amount of plastic in the mixture, while the yields of gas and tar decrease; and a little admixture of plastic will promote the production of gas and tar. Kinetic studies indicate that in temperature range of 530–600 °C, activation energies of lignite are higher than those of lignite/plastic blends, and as plastic mass ratio increases from 0% to 10%, samples need less energy to be decomposed during co-pyrolysis.     

云南昭通褐煤热解试验研究

介绍了用于云南昭通褐煤热解的试验装置及试验方法,研究了升温速率、热解温度两种关键因素对褐煤热解产物的得率及其分布的影响．试验结果表明随热解温度的升高,热解产气量增加,气体产品是的有效成分也在增加,焦油和半焦减少．升温速率增加,热解气得率增加,且气体中的可有效可燃成分在增加．     

用褐煤半焦制备磺化煤的研究

针对褐煤生产磺化煤存在的容易过氧化和机械强度差的问题，用正交实验法研究了褐煤经低温热解改质后的褐煤半焦生产磺化煤的可行性及原料性质，磺化温度，磺化时间，原料粒度等因素对所生产磺化煤质量的影响，结果表明，褐煤低温热解改质后的半焦是生产磺化煤的优质原料，其原料性质和磺化温度是磺化煤质量的重要的影响因素。     

溶剂沉降法脱除煤沥青中的喹啉不溶物

喹啉不溶物(QI)是煤焦化过程中带入的固体杂质,煤沥青中喹啉不溶物的脱除对于煤沥青的深加工非常重要。采用溶剂沉降法脱除煤沥青中喹啉不溶物,考察了溶剂配比、沉降温度、沉降时间以及溶剂种类对净化沥青QI含量和收率的影响。结果表明,在一定范围内,温度越高,越有利于QI的脱除,当温度达到160℃以上对沉降的影响较小;以洗油与煤油调制的混合溶剂较单纯溶剂油有更好的沉降效果;沉降时间越长,QI脱除率越高,净化沥青的收率越低。     

褐煤低温干馏特性实验研究

以印尼褐煤、云南褐煤及烟煤为研究对象进行了热天平低温干馏实验。主要考察了保温时间、升温速率对热解过程的影响。实验结果表明:终温500℃时,保温时间延长一小时对印尼褐煤的影响比云南褐煤、烟煤的热解影响要大,分别降低了17.75%、12.77%、12.48%;终温600℃时,保温时间延长一小时对云南褐煤热解的影响较印尼褐煤、烟煤大,分别降低19.38%、16.26%、14.16%;随着升温速率增大,印尼褐煤失重峰值增大且向高温端推移。在热重实验基础上,获得了煤的热解特性参数及动力学参数。