褐煤干燥成型工艺技术综述

褐煤干燥成型技术是将成本低廉的富含水分的褐煤在一定温度下经脱水后转化成为具有类似烟煤性质的提质煤。提质后的褐煤更有利于综合利用、运输和贮存,且具有可观的经济价值。介绍了国外7种褐煤干燥工艺技术和褐煤热压成型技术;着重论述了管式间接干燥工艺和高压热压成型工艺的干燥过程、成型过程、工艺特点及优缺点;通过工艺设计数据、物料衡算基准和关键设备配置,例举了褐煤干燥成型工艺设计应用实例;分析和论证了褐煤成型过程的性能保证和安全性保障。对褐煤干燥成型生产装置进行了技术经济评价,结果表明：建设1套百万吨级的褐煤干燥成型工厂,其建设投资约为3.8亿元,型煤加工成本约为60元/t。     

褐煤干燥提质和无粘结剂成型技术的研究现状及进展

论述了褐煤中水分的存在形式,即褐煤中的水分主要由外在水分、内在水分和结晶水组成,其中外在水分较易脱除。介绍了国内外褐煤干燥提质技术、针对高水分褐煤干燥研发的新技术及与褐煤干燥相关的其他提质技术的研究进展,其中,新研发的褐煤干燥技术中,过热蒸汽流化床褐煤干燥技术(WTA)具有效率高、能耗低、安全等特点,在单位能耗方面具有明显优势。通过对褐煤无粘结剂型煤的成型工艺及型煤耐水性能的试验研究,说明褐煤无粘结剂成型技术制备的型煤样品质量良好,吸收水分的速率大大降低,热解与燃烧活性也有所下降。最后分析了褐煤无粘结剂成型机理,即主要有沥青假说、腐植酸假说、毛细孔假说、胶体假说和分子粘合假说5种。     

成型褐煤热解特性分析

分别采用热重法和差示扫描量热法对成型后褐煤的热解特性进行了分析,并采用Freeman—Carroll法计算出了型煤热解动力学参数。结果表明,300℃型煤开始发生激烈的热解反应,到431．8℃时,热解最为激烈。型煤热解反应为1级反应;反应温度为450℃左右时,活化能为241．94kJ／mol;成型后褐煤的化学性质较成型前稳定。     

型煤自身特性对其燃烧的影响

分析了几何特性、成型压力、工业分析成分、添加剂和粒度分布对型煤燃烧特性影响 ,比表面积大、体积小、挥发分高的型煤容易着火 ;添加剂可增加型煤的反应活性 ,降低着火温度 ,但添加剂中的某些成分会降低炭熔点 ;型煤中的不完整颗粒及粉末 ,有利于型煤的着火 ,不利于燃尽     

干燥对褐煤爆炸危险性的实验研究

为探究干燥前后褐煤的爆炸危险性,基于粉尘爆炸机理,通过粒度分析和爆炸性测定实验,分析了干燥前后褐煤粒径分布变化、扬尘特性及爆炸危险性变化.结果表明,干燥褐煤大粒径颗粒频数减小,小粒径颗粒频数增加,粒径变小,扬尘量增加;干燥褐煤最小点燃能量、粉尘云/层最低着火温度较干燥前褐煤都有所降低.干燥褐煤较原煤更易扬尘达到爆炸极限浓度,且更易发生着火燃烧爆炸,干燥褐煤爆炸敏感性和危险性都增加.     

褐煤物化结构对水分复吸的影响

阐述了褐煤中水分的赋存形态及其在受热过程中的转化行为。分析了不同提质干燥过程中褐煤物化结构的变化,探讨了褐煤物化结构与水分脱除及复吸的关系。结果表明:褐煤表面丰富的孔结构和大量亲水性含氧官能团是其水分较高的主要原因。干燥提质过程中,孔结构坍塌和交联反应的剧烈程度对于抑制复吸非常重要。加热过程中褐煤表面活性含氧官能团的数量、形成和分解行为直接影响褐煤的持水和吸氧能力,含氧官能团的分解会使煤的疏水性增加,自燃倾向性降低。最后说明褐煤提质的关键是水分的高效安全脱除,脱水煤表面氧化和水分复吸的抑制,并提出了抑制提质褐煤复吸水分的可能途径是依据不同组成、结构褐煤的水分赋存和脱除行为,针对性地改善干燥操作条件,调节样品孔径分布、比表面积和表面含氧官能团的存在形态及数量。     

蒙东褐煤干燥特性实验研究

研究了蒙东地区两种不同煤化程度褐煤的干燥过程,并对干燥至不同程度的褐煤进行分析.在干燥过程中不同煤化程度褐煤干燥速率变化趋势较为一致,煤化程度对干燥速率有一定的影响.煤化程度较低的乌拉盖褐煤其平均干燥速率较高,达到最大干燥速率的时间点较早.干燥过程改变了褐煤的微观结构,干燥后水分较低的褐煤其比表面积与原煤相比有所增加.随着干燥后水分的不断降低,褐煤中的含氧官能团表现为先减少后增加的趋势.与宝日希勒褐煤相比,乌拉盖褐煤中含氧官能团开始增加的时间点较早,更容易被氧化.     

甘蔗渣与褐煤低温共热解产物特性分析

采用自制的低温热解装置研究褐煤与甘蔗渣(SB)共热解过程中添加甘蔗渣对褐煤热解特性的影响.结果表明:随着甘蔗渣掺混比的增加,热解油产率呈现先增大后减小的趋势.在甘蔗渣掺混比为20%(质量分数,下同)时,热解油产率达到最大值16.7%,比褐煤单独热解得到的焦油产率增加了13.7%,与焦油计算值产率出现0.57%的最大正偏差.热值分析得出共热解过程有利于褐煤和甘蔗渣的能量富集,共热解半焦比原煤半焦的热值大;焦油的FTIR谱表明,添加甘蔗渣会促进褐煤中—OH和—CH_3官能团的断裂和分解,会使甘蔗渣中羧基官能团以其他含氧官能团形式转移到焦油中,有利于焦油轻质化;热重分析表明,热解过程分为三个阶段,甘蔗渣的添加对褐煤的快速热解阶段影响显著,使褐煤的最大失重速率增加,提高了8.96%,最大失重速率所对应的热解温度降低了98.8℃,甘蔗渣的添加一定程度上促进了热解反应的进行.     

型煤着火特性的试验研究

型煤的着火特性是直接影响型煤燃烧的关键因素。为了研究型煤的着火，笔者选用5种煤样，在实验室型煤着火燃烧试验装置上进行试验，分析了挥发份、固硫剂和成型压力对型煤着火的影响。并与在热天平上测得的煤粉着火特性进行对比，分析了几种常见因素对煤粉和型煤着火影响的异同。     

干燥褐煤的FTIR分析及热解实验研究

为比较空气和过热蒸汽干燥对褐煤化学结构和反应活性的影响,在流化床干燥器中对褐煤进行干燥,采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对原煤和干燥后样品的化学结构参数进行分析,并通过热重分析(TGA)实验对比了不同干燥方式褐煤的热解特征参数和动力学参数.结果表明:褐煤在空气和过热蒸汽干燥过程中,随着温度的升高会逐渐失去羧基和羰基含氧官能团,当温度高于135℃时,空气中干燥的褐煤发生表面氧化反应,而在蒸汽中干燥的褐煤,温度达到160℃仍没有发生氧化反应.干燥后的褐煤与原煤相比,活化能增加,反应活性降低.相同温度下,过热蒸汽干燥后褐煤的活性大于空气干燥后褐煤的活性.     

工业型煤推广应用中存在的问题及解决途径

阐述了工业型煤对治理我国煤烟型大气污染的重要意义 ,从型煤机械、型煤工艺及型煤燃烧的角度 ,分析了工业型煤技术在推广使用中存在的主要问题 ,并提出了今后工业型煤技术开发研究的主要方向     

煤燃烧过程中各形态硫析出规律的研究

利用改进的自动测硫仪,以高有机硫北宿烟煤和高黄铁矿硫阳泉无烟煤作为研究对象,在不同温度下对原煤和脱无机硫煤在煤燃烧过程中硫析出特性进行了研究,另外对原煤和脱无机硫煤在热解和燃烧时硫形态的变化进行了研究．实验表明：黄铁矿硫、有机硫、煤中有机硫的分布在不同温度下具有不同的析出能力;煤热解和燃烧过程中各形态硫可以向其它形态转移,使硫的析出变得十分复杂．其结果对研究煤燃烧过程中硫的析出规律及燃中固硫有一定帮助．     

固硫、防水锅炉型煤的工业化试生产及燃烧试验

经质量检验及燃烧试验证明 ,固硫防水锅炉型煤具有优良的综合性能 ,是一项投资少、见效快、可解决煤的高效洁净燃烧并改善环境空气质量及节约能源的有效实用技术。     

BCFC的制备和成型机理及燃烧特性

通过实验确定了生物质煤基燃料炭(BCFC)的制备工艺,研究了BCFC的成型机理和燃烧特性.结果表明,BCFC的制备工艺是将禹州煤、玉米秸秆和黏结剂按照81∶6∶13的质量比混合成型,再经700℃炭化处理.生物质型煤的内部结构、禹州煤和有机黏结剂的黏结性是BCFC成型的保证.市售燃料炭在燃烧初期燃烧强度较大,但持久性逊于BCFC,这与二者挥发分、固定碳和发热量的差异有关.     

An Experimental Study on Binderless Briquetting of Low‐Rank Coals

The potential of binderless briquetting as a means of transforming low‐rank coals into low moisture high grade solid fuel products has been studied. Using two dried low‐rank coals, binderless briquettes with high mechanical strength have been successfully produced through mechanical compression. An increase in heating value was achieved as a result of moisture reduction in the briquettes compared to as‐received coals. The residue moisture content in the briquettes had a predominant effect on briquetting characteristics and there existed an optimum moisture content for the maximum briquettes strength. The chemical structure and wettability of binderless briquettes were analyzed using FTIR and contact angle measurement. The results showed that hydrophobicity and chemical structure significantly affected the briquette properties.     

工业型煤燃烧脱硫的试验研究

以工业锅炉炉前成型燃烧技术为基础,通过理论分析和试验,对炉前成型煤燃烧脱硫的特点、影响脱硫率的一些因素进行了试验研究。     

粒度对煤粒燃烧和热解影响的理论分析

在化学热力学和动力学理论中引入表面项,并由此来分析和讨论粒度对煤颗粒燃烧和热解反应的影响规律.研究结果表明,煤颗粒的粒度对其燃烧和热解反应的热力学性质和动力学参数有明显的影响,粒度越小,影响越大;减小煤颗粒的粒径,化学反应的吉布斯函数差减小,煤颗粒燃烧和热解的趋势增大,使着火温度和热解温度降低,自燃容易发生;并且减小煤颗粒的粒径,其摩尔表面能增大,导致其燃烧和热解的表观活化能降低和速率常数增大,使煤颗粒的燃烧和热解速率加快,使转化率、燃尽度和热解度增加.     

煤与牛粪生物质混合成型的研究

为了解决牛粪的利用问题,利用牛粪自有的木质素、纤维素、半纤维素等的黏结作用,将牛粪与煤经过中低压型煤成型机压制成型。研究了黏结剂与原料性质对生物质型煤强度的影响。结果表明:随着黏结剂添加量的增加,型煤强度逐渐增加,当黏结剂添加量超过10%时,型煤强度增加幅度逐渐变缓,黏结剂添加量不宜超过15%;随着无机黏结剂配比的增加,型煤强度先快速增大后缓慢降低,当黏结剂配比为5%有机黏结剂+6%无机黏结剂时,型煤强度最高;随着煤样粒度的减小,牛粪湿度的增加,型煤强度逐渐增加。最后分析了牛粪添加量对型煤燃烧性能的影响,说明生物质添加量越多,型煤初期燃烧速度越快,生物质添加量由20%增加到80%时,型煤燃烧速度变化不大。     

神木煤显微组分半焦燃烧特性

引　言煤是由许多有机显微组分和少量矿物质组成的有机岩石 ,煤的岩相显微组成是确定煤类型的重要特征 ,因此在研究煤的反应性时应同时考虑到煤的岩相显微组成才能得到较为符合实际的结果 .近年来 ,对显微组分热解半焦燃烧反应性的研究已有报道[1～ 4 ] .Ｋａｎｄｉｙｏｔｉ等[5] 对南非煤的研究结果表明 ,在 70 0℃下所得热解半焦的燃烧反应性随镜质组(Ｖｉｔｒｉｎｉｔｅ)含量的增加而升高 ,随丝质组 (Ｆｕｓｉｎｉｔｅ)含量的增加而降低 .但对同一煤种 ,在 15 0 0℃所得热解半焦的燃烧反应性正好相反 .而对南非煤(87%Ｃ ,ｄａｆ) ,随丝质…