哈密煤液化残渣焦气化反应活性

液化残渣是煤炭液化过程的重要副产物,将其作为气化原料进行利用有助于提高煤炭综合利用效率。基于高频炉开展不同温度条件下(1 000,1 300℃)快速热解实验制取哈密淖毛湖长焰煤焦及其液化残渣焦,采用热重分析仪考察不同气化温度(1 000,1 100,1 200,1 300℃)下煤焦和液化残渣焦的气化反应活性,并借助扫描电子显微镜、物理吸附仪和激光拉曼光谱仪对样品的理化特性(孔隙结构与碳结构)进行系统表征以关联解释焦样气化反应活性。结果表明,哈密煤焦及其液化残渣焦的气化反应活性受气化温度、孔隙结构和碳结构的共同影响。相同热解和气化温度下煤焦气化反应活性高于液化残渣焦,主要由于煤焦和液化残渣焦孔隙结构和碳结构的差异:前者孔隙结构较后者更为发达,且碳结构有序度低于后者、无定形碳结构数量高于后者;气化温度从1 000℃升至1 300℃时,煤焦与液化残渣焦的反应性指数分别从0.43和0.38提高到0.81和0.79,反应指数比值从0.88提高到0.98,表明提高气化温度可以促进气化反应进行,但孔隙结构与碳结构对气化反应活性的影响减弱;气化温度为1 300℃时,温度成为影响气化反应活性的主要因素,液化残渣焦的气化反应活性接近煤焦,这表明从气化反应活性角度而言,液化残渣可以作为气流床气化原料加以利用。     

多喷嘴对置式气流床气化炉内热态行为的研究进展

气流床气化具有原料适应性广、碳转化率高、单炉处理量大、环境污染小等显著优势,已成为当今煤气化技术的主流发展方向。气流床气化过程涉及高温、高压下多相流动与复杂化学反应的相互作用,炉内反应机理尤为复杂。开展多喷嘴对置式气流床气化炉内热态行为研究能为揭示气流床气化炉内反应机理、丰富和发展气流床煤气化理论体系以及为工业气化装置优化设计和长周期高效稳定运行提供重要依据。本文综述了气流床气化炉内温度场及撞击火焰结构、高温颗粒群动态特性(原位雾化、颗粒流动及演化行为)、火焰光谱辐射特性、煤灰熔融机理和流动特性、气化过程固体结构演变及其对气化反应机理的影响等多喷嘴对置式气流床气化热态行为关键科学问题的国内外研究进展。研究人员提出并验证了单视角重建气流床气化三维火焰结构及三维温度场的数学方法,揭示了气流床气化炉内热态颗粒形态、空间行为及壁面沉积过程统计学规律,基于火焰自由基分布特征揭示了撞击气化过程强化反应机理,获得了煤灰中不同矿物组分对煤灰熔融机理及流动特性的定性影响规律,系统考察了气化过程固体理化结构演变规律及其对气化反应的作用机制。展望了今后多喷嘴对置式气流床气化热态行为的研究方向。     

突出实践教育的新时期锅炉原理课程教学模式探索和实践

本文分析和阐述了突出实践教育的新时期锅炉原理课程教学实践和改革探索的主要内容、主要创新点及应用情况。实践证明,以突出实践教育为主线,以建立直观系统的认识、强化创新实践能力为 抓手,构建“五位一体”的锅炉原理课程教学模式,有利于建立新时期能与动力工程类专业核心课程教学新平台,全面提升学生的专业素质和实践能力,从而适应和满足新时期能源与动力工程专业发展的要求和学生综合素质培养的要求。     

生物质与煤（共）热解/气化过程中挥发分-半焦交互作用研究与进展

生物质和煤协同热化学转化是实现非化石能源和化石能源耦合高效利用的技术手段,对实现“双碳”目标具有重要现实意义。基于生物质等含碳燃料高挥发分组成和富氧特性,热化学转化过程不可避免地发生挥发分-半焦交互作用并影响原料性质和设备过程参数。综述了生物质与煤（共）热解/气化过程中挥发分-半焦交互作用的研究进展,总结了交互作用对挥发分的催化裂解规律、对半焦结构与性质的影响及生物质和煤协同热化学转化下的解耦研究思路三方面具体内容。针对目前挥发分-半焦交互作用机制解析过程所采用的研究方法及思路,提出了新的见解并对未来交互作用的重点研究方向进行了展望,以期为进一步认识交互作用的物理化学本质提供理论指导。     

生物质气化制合成气净化技术研究进展

主要综述了合成气中各种污染物的气体净化技术,根据处理方式和处理温度的不同,可分为冷/热气体净化。对于固体颗粒物污染物,冷/热气体净化都采用物理去除的方式;焦油冷气体净化一般采用物理分离方式,而热气体净化可以通过高温热裂解或气化过程加入催化剂实现;含氮污染物易溶于水,因此冷气体净化大多选择用水、酸性或有机溶剂直接吸收,热气体净化通常用催化氧化的方式;相比于含氮污染物,含硫污染物使用冷气体净化既可以选择液体溶剂吸收,又可以使用多孔碳材料等固体吸附剂进行吸附,金属氧化物被认为在高温下对含硫污染物有好的吸附性能。在冷气体净化中氯化物的去除一般通过氯化铵(NH₄Cl)沉积和氯化氢(HCl)蒸气吸收两种机制进行,在热气体净化中金属可以与卤化物以卤化物盐的形式一起被去除。     

纤维板水热转化氮在固液两相迁移与转化特性

废弃人造板氮含量高，热转化处理与应用存在NO_x污染问题。重点研究纤维板水热转化过程中氮在固液两相的迁移与转化，分析了水热热转化温度及停留时间对氮在固液两相的分布与转化的影响，对氮迁移转化路径与机理进行了探讨。结果表明，纤维板中的外源氮在水热转化过程中易向液相迁移，140℃水热转化0 min仅有约10%氮保留在固相中。进一步提升水热温度，部分液相氮迁移回固相中。水热温度提升到220℃前，氮在固相中的固集作用随温度提升显著增强，分析认为主要是半纤维与纤维素水解的富含氧官能团的中间产物强化了氮固集的Maillard反应。260℃水热条件下，长停留时间促进了木质纤维素水解产物在固相中的缩聚，液相游离氮也广泛参与了此反应过程，由此氮的固集作用被显著增强。低温水热条件下固相氮以胺氮为主，水热温度达到180℃后，缩合、聚合以及芳构化作用的增强使固相中氮转变为杂环氮，水热温度的进一步提升使杂环氮向更稳定的结构转化。同时，高温水热固相产物中胺氮始终保持一定份额，验证了液相游离氮在固相中固集作用的发生。对应固相氮的迁移，液相氮含量在140℃达到最大值，此后随着温度的提升其含量一直保持...