准东煤与污泥共热解过程中NO_x前驱物释放规律

借助热重-质谱联用(TG-MS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)以及原位漫反射傅里叶变换红外光谱(in situ DRIFT)等实验手段对准东煤与污泥的混合物进行共热解实验,研究了污泥质量百分比为25%、50%、75%时混合物热解主要NO_x前驱物的释放规律,探讨了准东煤中矿物质以及混合物中官能团的变化对NO_x前驱物释放的影响。实验结果表明:混合热解过程中NH_3、HCN的产率不随污泥掺混比的增大而增加,掺混比为50%左右时NO_x前驱物的释放量相对较低。准东煤内在碱金属及碱土金属以及混合热解过程中各官能团的协同效应对NO_x前驱物释放具有抑制效果。     

添加木质素对污泥热解过程氮转化的影响

利用热重-质谱联用仪（TG-MS（在线检测添加不同比例木质素的污泥热解和主要含氮气体释放特性，并利用傅里叶红外光谱仪（FTIR（在线检测热解过程固体残焦表面官能团的变化规律，分析木质素对污泥热解过程氮转化的影响，从而揭示氮的迁移机理。结果表明：污泥热解过程NH₃的生成主要来自蛋白质的脱氨作用，加入木质素后热解过程中产生了大量羰基，抑制了氨基酸的分子内环化和分子间缩聚反应，而促进了直链酰胺的生成，最终在OH自由基攻击下转化成HNCO和HCN；NH₃的增加并非来自HCN和OH的反应，而是由未缩合的氨基脱除生成；另外，添加40%左右的木质素对于减少污泥热解过程中NO_x前驱物的排放有积极意义。     

Fe2O3对甘氨酸热解特性及氮转化的影响

选用污泥中典型氨基酸-甘氨酸（Gly）为研究对象,利用差式热值分析-质谱联用技术（DSC-MS）和固定床实验研究了Fe₂O₃对甘氨酸热解特性、NO _x 前驱物生成规律以及氮转化特性的影响。结果表明：热解特性实验中,由于Fe₂O₃将Gly的第一热失重阶段一分为二,导致其热解过程由2个阶段增至3个;Fe₂O₃使Gly热解起始温度及气体析出温度降低50℃,并通过促进半焦的二次裂解反应使Gly失重率增加23%。与Fe₂O₃对Gly热解过程的影响一致,Fe₂O₃将含N气体析出过程同样分成3个独立的阶段。固定床实验中,在Fe₂O₃/N=0.5时,Fe₂O₃最大程度地抑制了NO _x 前驱物（NH₃和HCN）析出,使其减少30%。由于Fe₂O₃促进肽脱水缩合、环化和芳香化反应,使得更多P-N、N-5和N-6固定在半焦中,半焦氮残留率增加5%。     

气氛、温度对煤热解过程中NH3和HCN释放的影响

为了实现煤的洁净转化,研究煤热解过程中N转移的机理,实验在固定床反应器上采用程序升温法对云南煤在不同温度下进行了氩、甲烷、15%水蒸气/氩和15%水蒸气/甲烷气氛下的煤加氢热解研究,主要对热解过程中产生的No2主要前驱物NH3和HCN的释放规律进行了考察,实验表明云南煤热解释放的NH3随热解温度的升高而增加,但是HCN...     

污泥-煤粉协同燃烧工艺中热解过程的特性研究

将干燥后的上海市生活污水处理厂污泥和蒙西烟煤煤粉分别按照5%∶95%,10%∶90%,30∶70%的质量比掺混，取(6.5±0.5) mg共混物利用热天平进行热重实验，升温速率为30℃/min,终温为800℃。选取干基污泥和干基煤粉质量比为30%∶70%的共混物在热裂解-气相色谱质谱联用仪(Py-GC/MS)上进行快速热解实验，研究了两者协同燃烧中污泥掺混对煤粉热解挥发分释放的影响。结果表明：污泥单独热解挥发分的主要释放峰集中在320℃,440℃与730℃,有别于煤粉单独热解挥发分的主要释放峰位置480℃和635℃。煤粉掺烧10%和30%比例的污泥后，600℃以下热解活化能明显降低；污泥掺烧比例越大，热解活化能降低越多。600℃以上热解活化能变化不大。700℃时掺烧污泥会生成更多的碳数为1～8的小分子气态有机物，这区别于煤粉或污泥单独热解的情况。污泥热解产物富含醇、酸、酯和酮，煤粉热解产物以碳氢化合物为主。掺混热解后，酯类产率降低，酸增多，酚类和烃类平均相对分子质量降低。这与污泥中灰的催化作用以及污泥为反应提供了H·和OH·有关，是600℃下活化能降低的主要原因。     

羧酸钠对准东煤热解过程的影响

将酸洗后的准东煤（H-form coal）进行离子交换得到含羧酸钠的离子交换煤（Na-form coal）,再次酸洗脱钠得到的二次酸洗煤（H-form-1 coal）作为对照试样,在固定床反应器上进行热解。借助便携式气体分析仪、热重分析仪和红外光谱仪研究总挥发分和焦油产率、热解气体组分、焦炭反应活性以及焦炭官能团的变化。研究表明：温度高于600℃时,羧酸钠会减小挥发分产率,抑制CH₄、C₂H₄、C₂H₆气体的产生,高于800℃时促进了CO的生成;羧酸钠抑制了焦油的生成且在700℃时抑制作用最为明显;羧酸钠显著提高了焦炭的反应活性,700℃时效果更为明显。羧酸钠的存在对热解过程中煤焦官能团有显著影响。     

兰炭与生物质混合燃烧对NOx、SO2排放及燃烧特性的影响

生物质与兰炭掺混燃烧被认为是解决大量碳排放、NO_x和SO₂ 等空气污染相关问题的潜在途径。分别通过热重试验和滴管炉试验研究纯兰炭、兰炭与生物质混合物空气分级燃烧特性,分析掺混比对混合燃料着火温度、燃尽温度、结渣特性、沾污特性及燃烧特性指数的影响,确定适宜空气分级燃烧比例、最佳燃烧温度和最佳掺混比。结果表明,掺烧生物质可有效降低混合燃料着火点,其着火点由474℃降至300℃,掺烧生物质后燃尽温度略降低,兰炭掺混生物质燃烧未明显提高燃烧特性指数;兰炭粉掺混生物质燃烧有高灰分沉积倾向,结渣倾向小。相比掺烧前,不同温度掺烧生物质后出口NO_x和SO₂质量浓度均较低,1 200℃出口NO_x和SO₂质量浓度降幅均较高,分别达87.27%和80.2%。未空气分级时,综合出口NO_x等参数得出,适宜生物质质量分数为30%～40%,最佳燃烧温度1 200～1 300℃。分级燃烧时,生物质质量分数30%的NO_x初始排放随温度变化平缓,稳...     

调理剂对深度脱水污泥热解特性的影响

采用Fenton试剂（Fe²⁺+H₂O₂）、CaO和煤调理污泥,然后进行深度脱水。用Plackett-Burman（P-B）进行实验设计,研究了这4种调理物质与温度、通气速率和水分共7个因子对污泥热解的影响权重。结果表明,除H₂O₂外,其余6个因子对污泥热解均有影响。其中温度影响最大,高温有利于热解可燃气体生成。而通气速率越快,热解产气越少。此外,CaO、煤和水的单独影响实验证明3种因子的存在都有利于CO和H₂的生成,且CaO和煤作为调理剂时增强效果好于其与污泥物理混合。污泥内残留水也优于外加水,但水分受温度的影响较大。由此可见,深度脱水湿污泥热解在制可燃气体方面具有一定的优势。     

基于Aspen Plus的煤-炼化污泥高温气化特性分析

高温气化-熔融技术是炼化污泥无害化处置和资源化利用的关键技术之一。炼化污泥-煤高温共气化可将危废中的重金属、飞灰熔融,二英高温热阻断,同时以合成气为产品,可实现处置过程趋零排放和产品高值化利用。本文基于Aspen Plus软件,建立了煤-炼化污泥高温气化过程的平衡模型,研究了氧耗比、掺混比对气化特性的影响以及两者共气化的协同作用。结果表明：随着氧耗比增加,合成气中CO和H₂先增加后减小;随着掺混比的增加（10%~50%）,气化所需的最佳氧耗比由0.72降至0.43,合成气热值由11.1MJ/m³降至10.4MJ/m³。炼化污泥与煤共气化,可更高效地利用污泥中的水分且具有一定的节氧效果;有效合成气（CO和H₂）相较单独气化而言增加了1.0%~7.1%。此外,为满足高温熔融（1350℃）要求,掺混比应不高于30%。     

Loy Yang褐煤热解过程中HCN和NH3形成的主要影响因素

引　言热解是煤燃烧和气化的初始步骤 ,作为煤有机成分之一的N在煤热解过程中将随挥发分的释放而转化为NH3、HCN和少量的HNCO等气态NOx 前驱物、N2 以及焦油N和焦N[1,2 ] ,这些NOx 前驱物及焦N在后续的燃烧、气化过程中将转化为NOx/N2 O或者N2 [3,4 ] .煤燃烧过程中释放的NOx/N     

木屑与煤慢速共热解产物特性研究

采用TG-FTIR联用的分析方法对木屑与煤共热解产物进行分析,结果发现,木屑与煤共热解产物不是两者单独热解的简单叠加,而是木屑与煤协同反应相互促进或抑制的结果。煤化程度越高木屑与煤共热解过程中CO和CH₄的产率越多,CO₂的产率越少,液体和固体产物越多。木屑与煤掺混比例对于共热解产物的影响规律性不是非常明显,对于CO和CH₄,掺混比例5:5时产率最低;CO₂在共热解温度<500 ℃时,掺混比例5:5时产率最高,而在共热解温度>500 ℃时,随着煤的掺混比例的增加产率逐渐减小。木屑与褐煤的共热解固体产率随着掺混比例的增加逐渐增大,木屑与无烟煤的共热解固体产率正好相反。     

含氮模型化合物用于化学链燃烧的氮氧化物释放特性

以谷氨酸、甘氨酸和苯丙氨酸作为生物质的含氮模型化合物,进行化学链燃烧实验,主要考察了反应温度、氨基酸种类、碱金属钾元素等对化学链燃烧还原反应过程中氮氧化物释放特性的影响。结果显示,挥发分氮的释放迅速,温度的升高有利于NO和NO₂的生成,N₂O的生成会出现波动。模型化合物的氮含量越高,可能越不利于氮向氮氧化物的转化。钾元素对苯丙氨酸的化学链燃烧过程中NO的释放抑制作用较强,而对其他氨基酸化学链燃烧过程中氮氧化物释放的影响则不太显著。     

生物质和煤共热解特性及催化剂对热解的影响

为研究生物质和煤程序升温共热解特性及相互作用,利用热天平和管式炉反应器对白松木屑和五彩湾烟煤的共热解特性及催化剂对生物质和煤共热解的影响进行了研究,并考察了共热解半焦的孔结构特性。结果表明：不同比例的生物质和煤在共热解过程中,两者基本保持了各自的热解特性,由于生物质和煤的主要热解阶段温度相差较大,共热解过程中没有发生明显的协同作用。生物质和煤共热解半焦产率实验值大于计算值,当生物质质量分数从75%减少至25%时,半焦产率实验值与计算值之间的差值从0.81个百分点增加到1.07个百分点。橄榄石和载镍橄榄石（NiO/olivine）的添加促进了共热解反应发生的深度。载镍橄榄石催化剂添加（原料和催化剂质量比1：1）的条件下,共热解碳转化率提高了0.5%~5.1%,随着混合物中生物质比例的增加,催化剂的催化效果更加明显。     

热解条件对西湾煤与秸秆流化床加压共热解的影响

在流化床加压热解装置中考察温度、压力、气氛和生物质掺混比等条件对西湾煤与秸秆共热解特性的影响,结果表明:在600℃,0.3 MPa,100%N₂气氛条件下,随着生物质掺混比增加,共热解油产率先增加后降低,实验值均大于计算值;当生物质掺混比为30%(质量分数)时,共热解油的实验值达到最大(16.90%),高于计算值(13.05%);热解压力由常压升至1.0 MPa时,受高氢分压作用下较多的氢分子参与自由基的加氢饱和作用,共热解油产率先增加后降低,在0.3 MPa时共热解油产率达到最大(17.90%);100%(体积分数,下同)N₂,100%CO₂和50%CO₂+50%H₂气氛下的共热解油产率分别为16.73%,16.55%和16.07%;与焦油相比,共热解油的密度变化不大,在元素中碳的质量分数由79.32%降低至71.80%,硫的质量分数由0.60%降低至0.31%,n(H)/n(C)增加;共热解油中脂肪烃、芳香烃和含氧化合物的质量分数降低,酚类组分的质量分数增加,三环及以上的多环产物裂解为小分子化合物,油品质量得到改善。     

不同规模的煤燃烧装置中燃料-N向N2O和NOx的转化（英文）

With focus on investigating the effect of combustor scale on the conversion of fuel-N to NOx and N20, experiments are carried out in three combustors, including single coal particle combustion test rig, laboratory scale circulating fluidized-bed boiler （CFB） and full scale CFB in this work. For single coal particle combustion, the majority of f-uel-N （65%-82%） is released as NOx, while only a little （less than 8%） fuel-N yields N20. But in labora- tory scale CFB, the conversion of fuel-N to N20 is increases, but the conversion of fuel-N to NOx is quite less than that of single coal particle combustion. This is because much char in CFB can promote the NOx reduction by in- creasing N20 formation. In full scale CFB, both of the conversion of fuel-N to NOx and the conversion of fuel-N to N20 are smaller than laboratory scale CFB.     

褐煤与大豆荚共热解的产物特性分析

利用自制的低温热解装置研究褐煤与大豆荚共热解的产物特性,考察大豆荚掺混比和催化剂Fe₂O₃对热解产物特性的影响。通过FT-IR、GC-MS、SEM-EDX和UV-vis分析共热解产物的性质,并将半焦用于亚甲基蓝吸附实验。研究结果表明：掺混比30%时,共热解焦油的产率达到最大值11.98%,比煤焦油产率增加44.86%,与计算值的正偏差最大（0.8%）,同时,大豆荚的添加有促进焦油生成的协同作用。大豆荚的添加有利于共热解焦油中含氧杂环的断裂,使共热解焦油中直链烷烃增多,芳香族化合物减少,使重质组分转化为轻质组分,从而提高焦油品质;同时,大豆荚的添加使共热解半焦的含氧基团增加,微观形貌变粗糙。而Fe₂O₃的加入使共热解焦油中酚、醇类物质增加;加Fe₂O₃共热解半焦的褶皱更加明显。共热解半焦对亚甲基蓝的吸附率为33.62%,比煤半焦的吸附率提高8.84%,加Fe₂O₃共热解半焦的吸附率为55.57%,比共热解半焦提高65.29%。     

催化裂化再生过程脱硝技术

系统论述了当前主要的脱硝技术、流化催化裂化（FCC）再生工艺及FCC再生过程NO_x产生和转化规律。O₂是影响催化剂脱硝活性的主要因素,从反应器尺度精确控制烧焦再生反应,严格控制过剩氧含量,是提高脱硝效率的一条可行途径。提出了通过再生器内部结构和工艺设计创造出具有氧化区和还原区多层多区的新型再生工艺脱硝思路。从降低NO_x角度考虑,再生温度应不高于700℃,再生烟气中CO浓度不低于4%,O₂浓度至少低于1%。这种新的再生器脱硝是一种经济、高效的脱硝技术,已在中石油大港石化FCC工业装置得到了初步验证,为FCC再生装置和其他化工过程脱硝提供了新思路。     

淖毛湖煤慢速热解过程官能团相互作用

采用滴管炉,在短停留时间下,制备具有一定低温反应活性而消除主要低温交联位点的淖毛湖煤（NMHcoal）快速热解半焦（NRPchar）,再将NMHcoal和NRPchar混合进行慢速热解,研究官能团间的相互作用。热重分析结果表明,NMHcoal/NRPchar混合比为5∶5,温度为500℃热解时具有较强的负协同作用。固定床热解结果表明,NMHcoal热解生成的挥发物部分扩散至NRPchar中,?CH₃与芳碳自由基以及?O有更多的结合概率与时间,使焦油中含甲基的萘、酚类增多,半焦中烷基化邻氧芳碳结构与醚类结构增加。析出的酚类增多,使半焦中连氧芳碳结构减少。NRPchar中生成较多的多环芳烃前体,它们与酚类物质发生反应生成多环芳烃和CO,使共热解焦油中5、6环化合物含量增加,而另一部分滞留在半焦中使其比表面积降低。     

条浒苔与稻壳共热解协同效应

为了进一步探究大型海藻与陆生生物质共热解的协同效应,选取条浒苔与稻壳生物质作为代表进行了单样以及不同混合比例的共热解台架试验。通过三相产物产率的计算,以及生物油产物的GC-MS、FT-IR、热值分析和对气相产物的GC分析,研究了条浒苔与稻壳共热解协同效应的影响。共热解的气相产物产率在各个混合比例下均高于理论值,说明共热解对气相产物的生成具有促进作用,同时共热解气相产物中甲烷、乙烷、乙烯、丙烷为主的小分子烃类物质产率高于理论值,生物油中以乙酸为代表的小分子产物明显增多,分析认为条浒苔灰分中Na、K等碱金属具有促进大分子产物进一步裂解的催化作用,进一步验证了条浒苔与稻壳共热解的协同效应。