洗选对煤结构及其热解特性的影响

为了探讨煤炭洗选对煤结构及其热解特性的影响，本文选择贺西煤矿原煤(RC)、精煤(CC)、尾煤(TC)和脱灰煤(DC)，利用 X 射线衍射(XRD)及傅里叶红外光谱(FT-IR)分析了洗选前后煤炭的结构变化，通过热重(TG/DTG)实验研究了煤热解特性，并对热解焦微晶结构作出分析。结果表明：煤炭洗选前后主要是灰分变化，对煤炭微晶结构和大分子结构的影响并不明显；从微观角度分析发现洗选造成脂肪富氢程度(Hal/Har)和脂芳氢比降低，特别是化学处理造成脂链上富氢基团(CH3、CH2)的脱落，但对脂链结构没有影响。在煤的热解过程中，灰分的存在降低了煤炭的热解缩聚程度，增加了热解活化能，造成热解特征温度均向高温区推移；并阻碍了煤焦基本晶格单元纵向的热缩聚，抑制了煤焦的石墨化进程。     

热压脱水对褐煤结构及热解特性的影响

为探究经热压脱水后褐煤的物理、化学结构变化及其热解特性,在小型反应釜上采用热压脱水方法对内蒙古锡林郭勒褐煤进行脱水提质。通过红外光谱(FT-IR)、粒度分析仪、静态氮吸附仪等实验设备探索脱水后煤样的物理、化学结构变化。采用热重天平（TG/DTG）研究了脱水煤样热解和气化反应性的变化情况,并对脱水煤样在最大失重速率区间的动力学参数进行了计算。实验结果显示：温度对于脱水率的影响明显大于压力,而压力对于脱水率的影响主要表现在低温阶段,300 ℃时压力对于脱水率几乎没有影响。温度相同压力较大时,羧基浓度无明显变化,但压力对C-O键的生成起到抑制作用;随着实验温度的升高,C-O键浓度、芳香度先增大后减小。热压脱水煤样的比表面积、总孔体积、平均孔径、粒度都有所降低,但压力对粒度影响较小;微孔和中孔比例增加,大孔比例降低。在压力的挤压作用下褐煤颗粒内部孔隙缩小、坍塌,使脱水煤样在热解初始阶段反应活性降低;而在高温热解阶段反应活性增大。     

城市固体废弃物热解研究现状

目前城市固体废弃物的处理已经成为亟需解决的问题,相对于传统的处理方式,热解处理以其资源化、减量化、污染小等优点越来越得到人们的重视。文章就固体废弃物热解原理、影响因素等进行综述,并分别介绍了国内外固体废弃物热解处理现状,着重分析了催化热解技术现状;认为热解处理的发展应该以如何优化提纯热解产物并实现工业化应用为研究方向。     

汞在选煤边程中的迁移规律研究

基于原煤分级和全级入选不同工艺流程,测试了3个选煤厂不同洗选产品中汞含量,研究了汞在选煤过程中的迁移规律。结果显示:汞在精煤中被不同程度脱除,最小为23%,最大为76%;在中煤、矸石、煤泥中被富集,而且在矸石中的富集程度最大;降低原煤入选粒度可以增加精煤中汞的脱除率,并增加重产物中汞的富集率,因此在做燃料时要进一步研究其汞污染控制。     

田庄选煤厂煤在燃烧中汞的释放规律

以平顶山田庄选煤厂的块原煤、块精煤、块中煤、矸石、末原煤、末精煤和末中煤7种煤样作为研究对象,探讨了煤中汞在洗选加工过程中的迁移变化规律以及在不同燃烧温度下的释放规律.结果表明,通过物理分选,一些无机汞化合物被富集到重产物中;不论是原煤、中煤、精煤或矸石,在250～650℃下,释放出的总汞量最多,且其中的气态单质汞含量高于氧化态汞含量.     

炼焦煤尾煤热解特性及动力学研究

基于炼焦煤尾煤和原煤的热解实验对比,研究热解终温、升温速率和高矿物质含量对炼焦煤尾煤热解特性的影响,并求解炼焦煤尾煤热解的动力学参数。结果表明：热解终温和升温速率对炼焦煤尾煤的热解过程有重要的影响,高温有利于尾煤中高分子有机物裂解和挥发分析出,但高矿物质含量使尾煤热解在850 ℃后终温作用不明显;炼焦煤尾煤中矿物质含量对其热解具有抑制作用,使尾煤热解过程向高温段推移;炼焦煤尾煤的热解过程可以用3个二级反应描述,通过动力学参数拟合计算结果得出炼焦煤尾煤热解反应活化能为54.7~131.1 kJ/mol。     

钙、镍离子3种不同负载方式对褐煤热解-气化特性影响

为探究采用不同负载方式负载镍、钙离子后煤样的热解和气化反应性的变化情况,对酸洗脱灰后的内蒙古锡林郭勒褐煤(X-RC)分别采用离子交换、浸渍、机械混合法负载钙、镍离子获得了3种不同负载方式的实验煤样。采用热重天平研究了实验煤样的热解和气化反应性,并对实验煤样的反应动力学模型做了分析和计算。通过固定床反应器、扫描电镜-能谱分析仪探索了热解产物分布规律、半焦表面结构及钙元素分散程度。实验结果显示,对于目标气体产物CH4来说,使活性组分进入煤的孔隙中的浸渍法负载金属的煤样累积生成产率大于其他两种方法负载金属的煤样。与机械混合法负载的煤样的半焦相比,其他2种方法负载金属的煤样半焦表面裂纹更多且光滑,且离子交换法负载的钙分布更加均匀。球对称收缩核模型可较好地描述X-IM-Ca,X-MM-Ca煤样的半焦气化过程,而受化学反应控制的随机核模型(n=3)则能更好地反映X-EX-Ca和X-MM-Ca煤样的半焦气化过程;2D扩散模型和受化学反应控制的随机核模型(n=1)可较好地反映X-EX-Ni,X-IM-Ni,X-MM-Ni煤样的半焦气化过程。     

高灰煤焦气化活性及其动力学模型

在等温条件下进行了贺西煤焦的CO2气化实验,考察了灰分对煤焦气化特性的影响,分析了煤焦的碳微晶结构.结果表明,相同制焦条件下,原煤焦(RC)、精煤焦(CC)、尾煤焦(TC)及脱灰煤焦(DC)的石墨化度顺序为DC>CC>RC>TC,对应的气化活性为TC>RC>CC,说明灰分抑制煤焦石墨化,并在一定程度上提高了煤焦的气化反应活性;在反应初始阶段,高灰煤焦(灰分含量≥48.47%)的气化活性较高,气化活性指数Rs(TC)=1.304Rs(RC)=2.421Rs(CC),反应后期随灰层阻力增加,气化活性逐渐降低;受扩散控制的三维扩散模型能较好地反映高灰煤焦的气化过程,而低灰煤焦的气化过程则可通过受化学反应控制的收缩核模型描述.     

褐煤经四氢化萘处理后的结构及热解-气化特性分析

在小型反应釜上采用非极性有机溶剂四氢化萘(tetrahydronaphthalene, THN)对内蒙古锡林郭勒褐煤进行脱水,获取了不同温度下的脱水试样,运用傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)分析技术对比研究了在不同脱水温度下煤样中有机官能团的变化,通过FT-IR谱图的分峰拟合计算,对脱水煤样的化学结构变化特征进行半定量分析,并结合热重(thermal gravity analysis/differential thermal gravity,TG/DTG)和实验室固定床反应器(fixed bed reactor)考察了不同脱水温度下煤样的热解气化特性和热解气相产物分布规律,并对脱水煤样在最大失重速率区间的动力学参数进行了计算。试验结果显示:四氢化萘溶剂对褐煤的脱水提质是有效的,150~200℃时C O开始分解,而此时芳香环上的C C仍然相对稳定。随着脱水温度的升高,芳香类氢含量先减小后增大,脂肪类氢含量先增大后减小,芳香度和芳香碳在脱水温度范围内逐渐增大。煤样的脱水温度升高,热解气相产物H₂、CH₄、CO累积产率增大,CO₂累积产率减小;脱水煤样热解活化能随着脱水温度的升高而升高,进而导致脱水温度较高煤样热解失重率降低。     

原煤中汞分布赋存规律的测定与分析

在屯兰选煤厂原煤筛分浮沉试验的基础上,对各粒度级和各密度级煤中的汞含量进行测试,分析汞在煤中的赋存规律,建立了煤中汞含量与密度和灰分的数学模型.结果表明:对该选煤厂,原煤中汞含量随密度的增大而增加;随粒度增大也增加,但略有起伏;汞含量与灰分的相关性大,且变化趋势与密度相似.