用热分析法研究煤的热分解特性

采用热分析法对煤热分解特性进行了大量试验研究,探讨了影响煤热解的因素,研究了混煤的热解特性,提出了反映煤热解特性的煤热解产物释放特性指数ｒ,并用热解反应动力学方程研究煤的热解过程。     

煤粉燃烧特性的判别方法

由于常用的可燃基挥分判别煤燃烧特性存在不足，在此介绍了新的煤粉燃烧特性判别方法，提出了热解产物释放特性指数Ｒ。     

用热分析法研究煤的热分解物性

采用热分析法对煤热分解特性进行了大量试验研究,探讨了影响煤热解的因素,研究了混煤的热解特性,提出了反映煤热解特性的煤热解产物释放特性指数ｒ,并用热解反应动力学方程研究煤的热解过程。     

煤粉热解特性实验研究

利用热天平,以高纯氩气为气氛气体,研究了细化鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性。实验结果表明,不同粒度的细化和超细煤粉的热失重过程可以分为四个阶段,在1400℃之前DTG曲线有两个失重峰。从室温至400℃之间的,各样品的失重特性无明显区别。在400-980℃间,粒度对煤粉失重速率间存在较好规律性。升温速率对鹤岗细煤粉热解特性的影响表现在,随着升温速率的提高,挥发分的初析温度降低;热解最大失重速率增大,达到最大失重速率的温度升高,煤粉的热解特性指数D值增大,即升温速率的增加有利于细煤粉的热解。此外,在10℃/min加热条件下,对比了平均粒径基本相同的鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性,发现挥发分含量接近,而灰分含量较高的鹤岗煤的热解特性明显优于准噶尔煤。     

生物质混合物与煤共热解的协同特性

该文选取了秸秆、稻壳、玉米芯、木屑、沙柳枝和叶、旱柳枝和叶、紫花苜蓿、芦苇、碱草等13种农业和林业废弃物、草木类及不同生长期的薪炭林等生物质，按等比例混合制备成粉状生物质混合物，在不同的工况下采用热重分析仪，分析研究生物质混合物与典型的褐煤、贫煤和烟煤煤粉的单独热解特性，以及分别与3种煤均匀掺混20%、33%与50%生物质混合物的共热解特性，合理定义了共热解中煤挥发分开始热解的温度。对热解试验数据与计算特性参数的分析表明：不同比例生物质混合物和不同煤化程度煤在共热解过程中，产物的产率基本等于单独热解生物质和煤的产物产率的加权平均值；与单独热解试验结果比较，生物质混合物与煤挥发分的各自析出开始和终止温度均随着生物质掺混比例不同与煤种不同有不同程度的变化，并对其规律进行了机理分析，认为生物质与煤共热解过程中存在协同作用。     

典型煤种加压热解与气化实验研究

为了解压力对煤粉颗粒热解特性与固体煤焦的气化活性的影响，及其与煤粉颗粒特性的关联关系，采用加压热重分析仪在常压和3MPa下分析了4种我国典型工业用煤的热解失重特性，同时对煤焦的孔隙结构和化学组成进行了分析，并采用常压热分析仪比较了所得煤焦的CO2气化特性。结果显示高压不利于煤颗粒的热解，增加了煤焦的产量，而煤焦中H元素的含量明显降低；煤焦的气化活性也有明显降低。压力对不同煤种的影响因煤特性而异，褐煤焦的比表面积明显减少，而烟煤、无烟煤与贫煤的比表面积却有所增加，进而对煤焦气化特性的影响也有明显不同。     

不同粒度煤粉颗粒元素含量变化特性研究

长期以来，一些学者结合煤粉颗粒粒度分布、煤粉工业分析，在煤粉颗粒粒度与煤的着火、燃烧及燃尽特性等方面作了不少研究。但对煤粉在不同粒度下煤中元素组成变化的影响研究还不够。煤在送入磨煤机粉碎过程中，由于煤的粒度减小，煤粉被磨细，煤中的矿物质会解离出来，因此煤粉在不同粒度下的元素含量、煤粉中组分及其物理特性会有很大变化。文中采用德国元素分析系统公司的VARIO EL III元素分析仪测量不同煤粉在不同粒度下的元素组成，对邢台和阳泉电厂用煤各4种不同粒径下的煤粉进行了实验研究。结果表明煤粉颗粒粒度对煤粉中不同组分特性有很大的影响，并从而影响煤粉中元素的百分含量。文中还进一步推断了这两种煤的硫元素存在形态和矿物质特性。     

燃煤电厂实现多联产的新途径

分析燃煤电厂煤粉、制粉系统及电负荷的特点，指出燃煤电厂利用煤在等离子反应器中热解制乙炔实现多联产具备优越条件；介绍等离子体反应器特性，分析煤在等离子反应器中热解制乙炔工艺机理和中试进展；建立燃煤电厂利用煤在等离子反应器中热解制乙炔模糊综合评价模型，通过对具体燃煤电厂利用煤在等离子反应器中热解制乙炔技术经济模糊评价研究，分析其潜在的优势及发展前景。     

煤颗粒物性及热转化特性随粒径变化规律研究

与常规煤粉(百微米)相比,超细煤粉(20mm)的颗粒性质与热转化特性均可得到明显改善。本文以神华烟煤为研究对象,采用元素分析仪、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜对不同粒径煤粉的元素组成、官能团分布及微观表面形貌进行了分析,采用热重分析仪(TGA)对不同粒径煤样的热解及燃烧特性进行了研究。结果表明:随着煤粉粒径的减小,C元素含量逐渐增加,煤粉表面变得更加粗糙,煤粉表面羟基官能团增多,而芳烃C=C及CH_3官能团减少;煤的热解过程可分为干燥、快速热解和热缩聚3个阶段;随着粒径的减小,热解最终失质量逐渐减小;在煤的燃烧过程中,随着煤粉粒径的减小,着火温度T_i、燃尽温度T_f具有减小的趋势,而最大燃烧速率(dω/dt)_(max)与综合燃烧特性指数S具有增大的趋势,煤粉的燃烧特性随着其粒径的减小而得到明显改善。     

准东煤热解、燃烧和气化过程中Na的行为及高岭土的捕获作用

针对准东煤利用过程中颗粒物的生成和Na行为的控制,通过高温沉降炉实验研究准东煤煤粉分别在热解、燃烧和气化时颗粒物的生成特性及Na元素的贡献,并研究3种气氛下添加高岭土对颗粒物生成的影响和Na的捕集特性。结果表明,在煤粉燃烧过程中,热解阶段有一定程度的Na元素挥发;但是焦颗粒燃烧及其后阶段仍然是Na元素挥发的主要阶段。煤粉气化气氛反应有利于Na元素以Na Cl的形式挥发。添加高岭土可有效抑制煤粉热解、燃烧和气化气氛下细颗粒物的生成。高岭土能很好地捕集不同气氛下的反应气相中的Na元素,且气化气氛下高岭土的捕集效果最好。     

煤焦CO2气化反应中石灰石催化特性研究

研究了新鲜石灰石和经过煅烧/碳酸化反应(CCR)反复循环后的石灰石在烟煤煤焦CO2气化反应中的催化特性.结果表明,固定碳转化率随新鲜石灰石添加比例的增加而增大,石灰石添加比例为5％时其催化特性达到最佳,且催化活性随气化温度的升高而降低;在不同热解温度下添加2.5％新鲜石灰石制得的煤焦的气化特性与气化温度密切相关,当气化温度高于热解温度时,催化活性基本不受热解温度影响;随着CCR循环次数的增加,低温气化时石灰石催化活性比新鲜石灰石略低,但仍可作为煤焦气化反应的有效催化剂.     

应用TG-FTIR研究鹤岗烟煤的热解特性

采用TG-FTIR联用技术研究了鹤岗烟煤的热解过程。研究表明,在升温速率为30℃/min时,该煤的热解过程可以分为4个阶段,其中在430～650℃区间发生剧烈热解反应,DTG曲线在489℃时出现最大值。热解气体的逸出情况由FTIR进行实时检测,并且定性分析了CH4、CO2、CO和焦油的析出情况。通过比较TG/DTG曲线和FTIR数据,发现TG和FTIR的分析结果是一致的。假定煤热解反应为一级反应模型,分不同的温度区间采用Coats-Redfern法求解煤热解反应动力学参数,计算结果与实验符合较好。     

热解条件及煤种对煤焦气化活性的影响

该文对煤焦的常压CO2气化活性与热解制焦条件及煤种的关联耦合进行了分析研究。采用加压热重分析仪与常压热重分析仪联用对不同煤种在不同热解压力与热解终温制得煤焦的CO2气化活性进行对比分析,并提出最大比气化速率和平均气化速率用于表征煤焦的气化活性。最大比气化速率能准确表征煤焦的最大气化活性,其随热解压力的升高先减小后增大,而随热解终温的升高先增加后减小。小龙潭褐煤具有较高的最大气化活性,而神府烟煤和平寨无烟煤的最大气化活性较低。平均气化速率可很好地描述煤焦的气化过程和气化完全信息,两者结合可全面、有效地反映煤焦的气化特性,为气化炉的设计提供科学依据。     

烟煤煤粉及热解产物对NO的还原特性实验研究

在固定床反应器中，不同温度下将烟煤煤粉及其热解产物分别对NO进行还原性实验，研究了热解气体、焦炭以及煤粉的还原作用。结果表明，煤粉在不同温度下析出的热解气体因组成不同而具有不同的还原性。随温度升高，热解气体和焦炭的还原效果均越好。同温度下，在反应前期热解气体对NO的还原作用优于焦炭对NO的还原作用，后期则后者优于前者。煤粉对NO的还原效果均比同温度下的热解气体或焦炭的单独还原效果好，但比各自单独还原的效果总和要差，这是因为同时存在同相还原和异相还原以及二者相互竞争的影响。煤粉还原反应的前期同相还原起主要作用，后期则异相还原起主要作用。加速煤粉热解气体和焦炭的分离有利于煤粉对NO的还原。在煤粉再燃区，没有燃烧的煤粉对NO的还原贡献更大。     

过氧化钙对煤粉燃烧效率的影响

利用热分析法研究了过氧化钙(CaO2)的分解及其对煤化程度不同的煤粉燃烧效率的影响,分析了CaO2的助燃催化作用机制。结果表明,CaO2分解温度区间与煤粉的挥发分析出温度区间较为吻合,CaO2分解释放的氧气可促进热解气体的氧化反应和固定碳的燃烧反应,催化煤的燃烧释热。动力学计算表明,CaO2可降低燃烧各阶段反应活化能,提高燃烧过程的反应速率。比较分析发现,煤的热分解过程与CaO2的分解过程的协同程度和煤的着火方式对此助燃催化有重要的影响。     

Effect of Pyrolytic Film Thickness on the Texture Evolution of PZT Thin Films

This paper describes the effects of pyrolysis temperature and film thickness before annealing on the orientation and microstructure of the lead zirconate titanate (PZT) thin films prepared by chemical solution deposition method (CSD). Different thickness of the pyrolytic films were obtained by repeating deposition and pyrolysis with different times. The orientation and microstructures of the PZT thin films were characterized by X-ray diffractometry (XRD) and field-emission scanning electron microscope (SEM). The results show that the thickness of the pyrolytic films was the principal factor that affects the crystalline structures in PZT thin films.     

氧化性气氛下煤热解脱硫的实验研究

在氧化性气氛中采用固定床反应系统对合山原煤进行了热解脱硫效果考察。主要考察了热解温度、热解时间对煤中挥发分和硫变化的影响。结果发现:随热解温度的升高,挥发分的损失量增加,而半焦的含硫量呈现先是升高而后下降的变化趋势;随热解时间的延长,挥发分的损失量增加,而半焦的含硫量呈现先是下降而后升高的变化趋势。     

煤热解过程中FeCl3对氮分布规律的影响

通过水平管式炉中对贵州六枝煤的实验,研究了在不同热解气氛下FeCl,的添加对煤粉热解过程中氮分布规律的影响。FeCl3添加方式包含两种,一种是物理混合,另一种是煤样与FeCl3的水溶液混合。热解气氛有N2,CO2和Ar。用CO2作为热解气体是为了研究在富氧条件下高浓度CO2对热解过程中氮分布的影响。实验结果发现,在1273K温度下,Ar为热解气氛下,酸洗煤添加FeCl,会抑制HCN的生成。但是在N2气氛下,HCN生成量却增加,这是由于高浓度的N2抑制了FeCl3的催化作用。在CO2气氛下,HCN的量明显降低,这是由于在CO2气氛下FeCl3不仅促进挥发分的二次分解,还促进了焦氮的转化。在Ar和N2气氛下热解时,两种FeCl3的添加方式均能大幅度地降低NH]的生成,在CO2气氛下没有测到NH3的量。     

煤热解过程中氮分配规律的试验研究

利用热重分析仪对煤的热解过程进行试验研究,考察不同终止温度和试样粒径对烟煤或无烟煤中挥发分氮和焦炭氮转化率的影响.结果发现：碳化程度深的煤热解时,氮更多地保留在煤焦中,反之氮更容易随挥发分析出,形成气态含氮产物;高温有利于氮从煤焦中析出;煤的粒径对挥发分氮析出作用明显,煤粉越细,挥发分氮转化率越高.