五彩湾煤半焦水热脱钠提质及其燃烧特性的演变

利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)分析新疆五彩湾原煤及其热解提质半焦中钠的赋存形式,考察了水热脱钠前后半焦的钠含量,采用热重分析仪和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)方法建立五彩湾煤焦燃烧反应动力学模型,获得半焦燃烧动力学参数并分析脱钠对半焦燃烧特性的影响。结果表明:五彩湾原煤及其半焦中钠的赋存形式以水溶性钠为主,半焦总脱钠率高于原煤,水溶性钠的存在不利于半焦燃烧。600 ℃热解半焦的水热脱钠率高达82.59%,在所有实验焦样中,经水热脱钠后的半焦燃烧特性指数最高,燃烧活性最好。     

低阶煤干燥过程水分析出动力学行为分析

使用热重分析仪对伊敏褐煤(YM煤)和天池能源次烟煤(TC煤)进行干燥过程实验研究,采用等转化率等方法对低阶煤热重数据进行分析,得到煤中水分析出活化能E。根据求得的活化能,由Achar方程和Coats-Redfern方程确定最概然机理函数,并确定干燥过程级数n和指前因子A。同时,采用差式扫描量热法(DSC)对煤中不同赋存形式的水分进行定量分析,以此验证热重分析结果。结果表明:低阶煤水分析出的活化能E为45~55 k J/mol,干燥过程遵循简单级数模型f(α)=(1-α)n,n≠1。YM煤水分析出活化能为53.28 k J/mol,干燥过程级数n=1.82~1.95,指前因子A=(3.52~3.96)×108s-1;TC煤水分析出活化能为47.44 k J/mol,干燥过程级数n=1.39~1.44,指前因子A=(6.62~8.17)×107s-1。DSC的定量分析结果表明,低阶煤中以自由水和弱束缚水为主的不稳定组分含量达到70%~80%。干燥过程中,自由水先析出,其析出活化能略高于纯水蒸发活化能;强束缚水在干燥末期析出,其析出活化能随干燥过程的进行急剧升高,且远大于纯水蒸发活化能。     

高碱煤燃烧过程中结渣机理研究进展

总结了高碱煤燃烧过程中结渣机理的研究现状,概述了高碱煤中碱金属的赋存形式及其在燃烧过程中的演变规律与高碱煤燃烧过程中的结渣机理.煤中赋存的碱金属化合物在燃烧过程中与烟气中的其他化合物反应生成气态的碱金属原子、碱金属硫酸盐、碱金属碳酸盐、碱金属氯化物、碱金属氢氧化物及固态或熔融态的含碱金属矿物质.硫酸钠及硫酸钙在受热面表面形成内白层并捕获烟气中灰颗粒,与之反应生成低熔点化合物,促进渣层的生长.硫酸钠及硫酸钙亦可在固态或熔融态的灰颗粒表面形成液态黏性的涂层.这种带有涂层的颗粒与烟气中含铁矿物质的颗粒加剧了结渣的形成.结合高碱煤结渣的特点,概述了高碱煤的结渣防治技术.     

准东煤高温燃烧过程中含钙矿物质的转化规律

采用3种萃取液（水、醋酸铵和盐酸）对准东煤进行逐级萃取实验,使用高温气氛炉对准东原煤及萃取后的煤样进行燃烧实验,使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和X射线衍射物相分析仪对萃取前后的固体煤样及燃烧后煤灰样品分别进行Ca元素分析和矿物检测。研究结果表明,准东煤中的钙元素主要以醋酸铵溶钙和盐酸溶钙形式存在。在燃烧过程中,准东煤中含钙矿物质与含硅、含铝矿物质反应生成硅钙石、斜硅钙石与钙铝石等;其中经水萃取后碱酸比减小,灰熔融温度升高,盐酸溶钙与含硅、含铝矿物质反应生成硅钙石、硅铝石等,不溶钙主要以稳定的硅铝酸盐形式存在。     

城市污泥焚烧过程中Pb、Cd的迁移特性

以城市污泥为研究对象,利用电热管式炉对其进行焚烧实验,研究了不同焚烧温度和不同停留时间下Pb、Cd的迁移和转化特性。研究结果表明：随着焚烧温度的升高,焚烧底渣中Pb、Cd残留率下降趋势明显,底渣中Cd的残渣态转化为可还原态及可氧化态,而Pb由可氧化态向残渣态转化,且焚烧底渣中Pb和Cd的残渣态所占的比率均在90%以上,有利于降低焚烧底渣中Pb和Cd的浸出浓度。在焚烧温度900 ℃下,随着焚烧时间的延长,Cd和Pb残留率在20 min时达到最低,底渣中Cd的残渣态向可氧化态转化,Pb的残渣态比率几乎不变,且焚烧底渣中Pb和Cd的残渣态所占的比率均在90%以上。     

生物质成型炭燃烧特性研究

使用固定床反应器对成型棉秆、成型木屑及二者混合成型生物质进行炭化实验,利用快速氧弹量热仪、热重分析仪等对生物质炭的成型质量、着火温度、燃尽温度和综合燃烧系数S进行研究。应用Coats-Redfern积分法建立其氧化反应动力学模型,分析成型炭的反应动力学参数和燃烧机理。结果表明,随着炭化温度的升高(400～600℃),成型炭的热值提高,灰分产率增加,燃烧性能变差。相同炭化温度下,棉秆成型炭的燃烧性能优于木屑成型炭,但灰分高、热值低。在木屑中掺混棉秆可有效改善成型炭的燃烧性能。燃烧动力学方面,成型生物质炭化后,其燃烧过程由内扩散阻力控制的片状燃烧反应机理变成化学反应阻力控制的球状燃烧反应机理,反应活化能增加。通过先成型再炭化制得的成型炭,其灰分产率(4.9%～9.1%,wt)和固定碳产率(67.8%～83.8%,wt)均符合欧标要求,尤其灰分产率明显低于欧标;与商用机制烧烤炭相比,该成型炭燃烧性能优,反应活化能低(18.71～41.99 kJ/mol)。     

五彩湾煤微波脱钠提质研究

为探究微波处理对五彩湾煤脱钠提质的影响,使用微波炉及电加热炉对五彩湾煤进行水洗脱钠后并对水洗后五彩湾煤进行微波和传统鼓风干燥试验,使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪对原煤及水洗煤样进行Na含量分析。研究结果表明,五彩湾煤中钠元素主要以水溶性钠形式存在。煤样经200℃微波加热水洗及传统热风干燥后脱钠率可达到51.6%,相同条件下微波水洗脱钠率高于传统电加热水洗脱钠率。传统电加热水洗后煤样微波干燥的条件下,总脱钠率随微波功率增加而增加,200℃微波干燥条件下最佳停留时间为10 min。相同条件下微波干燥脱钠率较传统热风干燥脱钠率高。