煤红外快速热解过程中床层对二次反应的影响

针对煤快速热解研究中样品添加量少(mg级)、焦油收集难等问题，本研究利用压片法制备微薄厚度(mm级)的煤层，并采用红外加热装置考察大添加量(g级)、微薄煤层的快速热解特性。对比堆积煤样和不同煤压片厚度(1.5~3 mm)与个数(1~2)的压片煤样热解特性发现，压片煤层热解过程的二次反应受到明显抑制，焦油产率急剧增加，在1000℃时达9.96%，为格金分析的1.5倍，实现油气产量的同步增长。模拟蒸馏分析发现，堆积状态下焦油以沥青质为主，而微薄煤层制焦油含大量轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油。GC-MS和FTIR分析表明，随煤层厚度和个数的减少，焦油组分和含量提高，芳香烃类和含氧官能团吸收增加，进一步验证煤快速热解过程中煤层厚度对焦油产率和品质的影响，揭示在二次反应充分抑制下煤高温热解的初级反应特性。     

Evolution mechanism of active groups and thermal effects of Chinese lignite in low-temperature oxidation

Abstract

The evolution of active groups at low temperature was examined using Chinese lignite by infrared technology and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results showed that the hydroxyl, aliphatic ether, methylene, and methyl groups played important roles in the low-temperature oxidation of lignite below 200?°C. Carbonyl and carboxyl groups were important intermediates. Thus, a multi-step evolution mechanism involving the hydroxyl, aliphatic ether groups, and alkane was reasoned to describe the low-temperature oxidation of lignite. In addition, according to the oxidation kinetics experiment and the evolution laws of the active groups, the ratios of the reaction lines were determined considering the accuracy of thermal effects. The thermal effects and the heat release intensities of each temperature interval were obtained based on the evolution mechanism and the reaction ratios. The shortest spontaneous combustion period of lignite was calculated and compared with the experimental value, which proved that the reasoned evolution mechanism of the active groups and the calculations of the thermal effects were reliable.     

煤粉锅炉污染物限值排放综合控制系统研究

燃煤锅炉产生的SO2、NOx是大气污染物的重要组成部分,随着环境形势的日益严峻,国家环保政策对电站锅炉和中小型工业锅炉的污染物排放标准提出了更高要求。煤粉工业锅炉烟气净化系统采用手动调节方式控制,系统惯性大,已不能满足最新环保排放标准。针对这些问题,基于可编程控制器(PLC)和以太网通讯架构,结合神东矿区某煤粉锅炉站限值排放改造工程,设计了集成化的污染物排放控制系统。在分析各系统工艺流程的基础上,分别提出了脱硫、脱硝系统的优化控制策略。脱硫系统基于站内原有NGD系统进行改造,增加了脱硫剂储运设备,在灰钙循环和增湿活化控制的基础上设计了自动脱硫剂补充和调节逻辑。脱硝系统增设了臭氧制备和输送装置,采用SNCR-臭氧协同方式,并设计了串级启动和自动投送控制逻辑。控制系统采取分布式硬件架构部署,采用西门子SIMATIC系列PLC作为主控制器,基于优化的控制逻辑,分别组态脱硫子系统、SNCR子系统及臭氧子系统。通过以太网络构建通讯子网,共享各子系统内部数据,以保证设备之间的安全联锁,以及脱硫、脱硝系统对锅炉负荷情况的跟踪响应,试验结果表明,控制系统能够在起炉后10 min内将SO2浓度控制在100 mg/m^3以内,在锅炉变负荷工况条件下可维持SO2浓度低于设定限值。多台锅炉连续运行时,各炉脱硫剂缓冲仓平均用料周期约为80 min,平均补充周期约为4.5 min,平均等待时间约为7 min,控制逻辑能够保证脱硫剂连续不间断供给。起炉后控制系统依次投入SNCR及臭氧系统,自动调节尿素溶液和臭氧的投加量,能够在20 min内将NOx浓度控制在100 mg/m^3以内。与改造前相比,锅炉站长周期运行时SO2、NOx排放浓度均显著下降,由100~200 mg/m^3降低至50~100 mg/m^3;根据运行期间80 h数据,SO2排放浓度平均值由163.55 mg/m^3降低至72.54 mg/m^3,NOx排放浓度平均值由160.85 mg/m^3降至71.06 mg/m^3,均满足国家与地方的环保排放标准。污染物排放波动性较改造前亦有所降低,SO2浓度标准差由21.04降至18.14,NOx浓度标准差由25.09降至15.84。     

煤炭产业环境保护的路径探讨

煤炭在促进经济的同时也给生态环境带来了严重的影响,采取有效措施减少煤炭产业对环境的污染,具有很重要的现实意义。为改善环境污染问题,分析了煤炭产业的环境保护问题并提出相应的解决措施。分析认为,需在国家、地方政府、企业层面强化生态环境保护;从提升资源配置、促进煤炭产业转型升级、加强创新驱动等方面促进资源合理开发;需通过制度保障提升科研协作的成效,促进煤炭绿色开采及清洁利用。在注重环保的同时,落实环境一体化产业政策,向环境依存度较低、知识密集型方向发展,可促进行业可持续发展。     

腐蚀对模块式钢结构选煤厂设备支架振动响应影响的测试及分析

选煤厂采用模块式钢结构作为设备支架,受设备使用及养护不当造成结构构件严重腐蚀,构件截面削弱,导致结构产生过大振动,通过对结构各层振动响应测试,得到各测点水平向及竖直向振动速度幅值。经分析得出腐蚀后对结构整体刚度影响程度,为后期采取措施及安全生产提供依据。     

大块煤破碎装置的设计与应用

岳城煤矿2135厚煤层工作面在开采实践过程中,片帮大块煤会造成带式输送机的堵塞,引发运输故障,需要停机检修。基于该问题设计了一种对大块煤进行有效破碎的装置,应用中设备操作简便,有效地解决了带式输送机机头卸载点和转载机入口的堵塞问题,为企业创造了较好的经济效益。     

管路清理器在煤矿排水系统中的应用

该文介绍了国内管路清理现状,分析目前国内管路清理方法的优缺点,推出一种新型管路清理方法——管路清理器。该方法采用特制的清理器,具有易操作、无污染等特点,在煤矿排水系统应用中取得良好的效果。     

液压支架快速撤除技术研究应用

新汶矿业集团经过探索和实践,研究运用了差异互补式全掩护支护技术、掩护支架自牵引联动装置工艺、矿车运输、滑移运输多用轨道、自动找正装车平台、液控调整装置等新技术、新工艺,做到了液压支架综合流程快速回撤,实现了高效化、连贯化安全回撤,取得了良好的经济效益。     

酒钢焦煤仓储系统能力的效验

酒钢公司焦化工序新建4#焦炉项目即将建成投产。4#焦炉的供料工作也迫在眉睫,为了确保4#焦炉顺利投产,保证公司焦化工序的炼焦煤正常供给,我们对现有焦煤料场的储存能力和现有设备装备的生产能力等性能进行了效验。认为用焦煤系统现有的设备、设施,来保证集团公司逐年上升的焦煤用量是无法满足生产需求的。本文简要核算了其卸供料能力。     

四川矿区典型煤层地应力场瓦斯渗透性规律实验研究

在深部开采或复杂地质条件下,地应力对煤岩渗透率的影响明显,进而影响煤矿瓦斯抽采的效果。对四川矿区不同典型煤层条件下的原煤进行了实验研究,分析矿区典型地应力特征条件下煤岩渗透率的变化规律,拟合了煤岩渗透率与有效应力的函数关系模型。研究发现:煤岩的渗透率与有效应力呈规律性的反比例关系,并存在拐点。这一发现为该矿区根据地应力条件进行煤层强化增透措施选取提供了依据,该研究成果在四川矿区白皎煤矿的保护层开采应用中取得了较好的效果,瓦斯抽采效果良好。