半焦煤样成浆性研究

为高效利用半焦,增加煤气化原料来源,采用剪切和球磨的方法,对榆神能化半焦煤样进行成浆试验,研究添加剂种类、用量、水煤浆浓度对水煤浆黏度和稳定性的影响。通过半焦和褐煤配煤成浆试验,验证配煤制浆应用于实际生产的可行性。结果表明,半焦单独成浆,添加剂选用MX,添加量为0.2%,入料浓度为69%时,理想黏度为800~1 200 m Pa·s,浆体抗剪切性能较好、稳定性佳,适合做锅炉用水煤浆。配煤成浆时,文玉褐煤与榆神能化半焦质量比为3∶7或2∶8时,可使用添加剂FX和MX,添加剂量为0.3%,成浆浓度61%左右,水煤浆黏度为(1 000±200)m Pa·s,稳定性72 h析水率7%,无硬沉淀,均可达到实际生产需要,适合做气化用水煤浆。在选择合适添加剂的基础上,半焦单独成浆,半焦与褐煤配煤成浆均可达到实际生产要求。     

煤热解半焦物化特性表征研究进展

论述总结了煤热解半焦的各种物化特性表征方法研究进展,重点阐述了煤热解半焦的化学成分组成表征、结构特征表征、其它物化特性表征等研究方法,为各种煤热解半焦的利用研究提供参考。最后对煤热解半焦物化特性表征方法的研究方向提出了建议。     

成型热解对褐煤成浆性的影响

为提高褐煤水煤浆的成浆性,以新疆褐煤、半焦及型煤半焦为原料,对其成浆性进行对比分析。结果表明:粗细煤粉质量比6∶4,最佳添加剂用量1.2%时,型煤半焦制备的水煤浆成浆性最好,最大成浆浓度为60.1%,表观黏度为1153 mPa·s。在级配、添加剂用量相同的条件下,褐煤和半焦的最大成浆浓度分别为48.7%和56.8%。煤样工业分析和表面结构研究表明随着提质改性程度的增加,新疆褐煤、半焦及型煤半焦的水分和挥发分依次降低,固定碳升高,孔半径减小,比表面积增大,孔容积变化不明显。说明褐煤经热压提质改性后,煤化度升高,结构渐趋紧密,孔隙率降低,有利于提高褐煤成浆性。     

煤加压富氢热解及半焦气化特性研究

为研究加压固定床气化过程中热解区和气化区的反应,模拟固定床富氢气氛热解与半焦气化过程,利用加压富氢热解装置考察了压力、加热终温以及富氢比例对煤热解的影响,分析了各因素对热解影响的机理,以富氢气氛热解半焦为原料,通过加压热重分析仪进行试验研究,研究不同温度和不同热解半焦原料的条件下碳转化率与CO_2反应速率随时间的变化规律,分析富氢比例对气化反应活性的影响。结果表明:常压富氢气氛热解试验中,随着富氢比例的升高,提供大量H,H浓度增大,煤在热解过程中自由基会不断与H结合生成稳定组分,其中包括大量小分子的挥发物以及部分焦油析出,使半焦中挥发分降低0.69%,半焦收率降低4.8%;加压条件下半焦收率较高,半焦收率随压力的增大变化幅度不大,且没有明显规律,挥发分总体逐渐降低,但变化较小;随着终温的升高,挥发分析出量逐渐升高,伴随着挥发分析出,富氢氛围中的H将与自由基结合生成小分子结构而逸出,半焦收率与挥发分均逐渐降低;增加富氢比例能提高半焦的成熟程度,富氢比例由0增加到35%,H浓度增大,煤中小分子可迅速加氢生成挥发物,同时大分子也会加氢变为稳定结构,半焦挥发分降低了1.46%,半焦收率降低了2.50%;富氢热解能明显促进CO和CH_4的生成,在35%H_2时产量分别达到91.2和63.8 mL/g。由气化特性试验可知:提高气化反应温度,有助于提高富氢半焦与CO_2的气化反应性;富氢气氛与惰性气氛下热解半焦的气化反应活性相近,表明加氢热解能够提高焦油产率与焦油品质,同时对半焦的气化活性影响不大。     

宁东煤成浆性能的影响因素研究

煤化工企业生产中通常采用生产废水制备水煤浆,以减少生产废水的处理量。以宁东煤为研究对象,以水煤浆黏度和流动性为试验指标,通过试验考察COD、TDS、p H值、添加剂用量等因素对水煤浆成浆性能的影响。试验结果表明:水煤浆黏度较流动性更敏感,当添加剂质量分数为0.25%时,制备的水煤浆黏度、流动性满足气化系统工艺要求;制浆水中的COD含量不仅影响水煤浆黏度,还影响其流变性,正常情况下COD质量浓度应控制在400 mg/L以下;制浆水中COD质量浓度大于400 mg/L时,可通过改变添加剂用量和更换添加剂种类等方法改善浆体性能;p H值和TDS值对水煤浆的影响较小。     

神木煤显微组分热解半焦CO_2活化特性研究

通过对神木煤显微组分不同温度下（500℃,700℃）热解得到的半焦和半焦CO2活化特性进行研究,发现富惰质组半焦比表面积和孔隙结构明显优于富镜质组半焦;热解半焦均存在较宽泛的中孔、大孔,从500℃到700℃,富镜质组半焦生成的微孔多于富惰质组半焦。在实验条件下,500℃和700℃的半焦CO2活化性能均是富镜质组〉原煤〉富惰质组。热解从500℃提高到700℃,富镜质组半焦的CO2反应活性明显提高。惰质组的结构疏松,在活化过程中容易造成孔壁塌陷,形成大孔,从而导致富惰质组半焦比表面积减小。     

内蒙古褐煤热解半焦燃烧特性研究

为实现内蒙古乌拉盖褐煤的高效利用,以粒度小于6 mm乌拉盖褐煤为原料,用马弗炉模拟工业炭化炉热解条件,制取了乌拉盖褐煤中低温热解半焦,测定了热解半焦的工业分析、发热量、哈氏可磨性指数,分析了半焦的燃烧动力学,研究了热解条件与半焦燃烧特性之间的关系。结果表明:热解终温对乌拉盖褐煤热解半焦燃烧特性影响最大,升温速率和保温时间对半焦燃烧特性影响不显著。乌拉盖褐煤热解半焦反应活化能随热解终温、保温时间的升高而增加,燃烧特性指数随热解终温、保温时间的升高而降低。热解终温为600℃时产生的半焦具有最高发热量24.50 MJ/kg,比原煤提高77%;燃烧特性指数最高为1.4×10-7%2/(min2·℃3),适宜燃料比为7~9,是很好的燃料。     

油页岩半焦热解特性

利用热重分析仪对油页岩半焦热解特性进行了研究.综合考虑制取半焦所获得的页岩油品质、半焦成分、发热量和循环流化床设计,认为干馏温度介于500～600℃为宜;干馏度对半焦热解初析温度和低温段热解过程有影响,但对高温段热解影响不明显,高温干馏所制取的半焦其热解过程包含于低温所制取的半焦热解过程中;随升温速率的提高,相同温度下的半焦热解度降低,当升温速率超过40℃•min^-1后,升温速率对半焦热解过程影响不大;最后采用Coasts法计算了油页岩半焦热解动力学参数,计算结果可供数值仿真和工程设计参考.     

生物质型煤热解半焦的燃烧特性研究

为开拓低阶粉煤资源高效分质利用途径,在前期制备的能满足直立炉热解要求的生物质型煤的基础上,利用同步热分析仪研究了生物质型煤热解半焦的燃烧性能,并与原煤、原煤半焦及型煤的燃烧性能进行了对比,考察了热解温度对半焦燃烧性能的影响规律。由结果可知,生物质型煤热解半焦的燃烧特征温度低于原煤半焦;随热解温度的升高,原煤半焦的燃烧特征温度呈线性增加,而型煤半焦燃烧特征温度的增加幅度较小;在热解温度较高时,型煤半焦的燃尽性能较好;型煤半焦的综合燃烧特性略差于相同热解温度的原煤半焦,但差别很小。热解温度为650℃的型煤半焦具有最好的燃尽性能和综合燃烧特性。     

添加剂对生物质／煤复合水煤浆成浆性能的影响

研究并制备一种添加牛粪代替部分煤粉的新型水煤浆,并对多种水煤浆添加剂进行筛选,发现添加剂种类及用量,对水煤浆的性能有显著影响。通过实验,最终选出最佳的添加剂使用方案,即将0．3％的木质素磺酸盐OT-4水煤浆添加剂和0．2%的萘磺酸盐水煤浆添加剂复配使用,水煤浆的粘度将降到最低（678mPa·s-1）。     

煤气化废水成浆特性及添加剂的适配性

利用煤气化过程中洗气工艺段产生的有机废水（简称“洗气水”）、实验室中的去离子水分别与神华煤制备水煤浆,并进行了成浆性、流变性、稳定性以及添加剂适配性的实验。研究结果表明,洗气水水煤浆的定黏浓度能达到61%以上,比去离子水水煤浆高1%～2%,假塑性特征也更加明显;比较不同添加剂的成浆效果,发现亚甲基双萘磺酸钠和萘系添加剂的效果较好;水煤浆的稳定性与添加剂的结构有关,木质素磺酸钠由于能形成稳定的络合结构因此浆体具有较好的稳定性;与去离子水水煤浆相比,洗气水水煤浆的触变性和稳定性有所降低。利用洗气水制备水煤浆,不仅实现了废水的资源化、无害化利用,而且能提高浆体的成浆浓度,具有较好的工业应用前景。     

造纸黑液制水煤浆添加剂成浆性能的研究

针对淮化德士古气化炉所用的义马煤和鲁南化肥厂使用的配煤 ,进行了造纸黑液制添加剂实验室和工业制浆性能的考察。结果表明 ,其在工业应用中的添加量范围在 1.2 %～ 1.6 % (浆基 ,添加剂含固量 2 0 % ) ,对义马煤和鲁南配煤分别可以制出浓度在 6 4 .5 %和 6 9%之间 ,稳定性能良好 ,满足工业生产要求的水煤浆     

热改质对宁东羊场湾煤成浆性能影响研究

采用低温(200℃~450℃)加热的方法,对宁东地区羊场湾煤进行改质实验,并考察改质对煤成浆性能的影响。实验结果表明:250℃~300℃时,煤的内水含量减少到最小,煤样的表面含氧官能团特别是羧基和羟基含量是影响煤成浆的主要因素,低温改质可大大提高煤的成浆性能。最佳的低温改质条件是:改质温度为350℃,加热时间30 min。     

低阶煤热解提质多联产技术的研究

阐述了新疆哈密地区低阶煤具有高水分、高挥发分、低灰、低硫等特点。通过煤炭热解、半焦成浆、半焦活化、半焦燃烧和焦油馏分试验,对热解提质与其他工艺优化组合的多联产应用的技术和经济可行性进行论证。结果表明：热解半焦具有低硫和灰熔融性较高的特性,完全符合喷吹煤标准;半焦可替代混合煤制浆,成浆浓度可达62．00％以上,黏度适中,流动性、析水情况均较好;半焦活化后对高浓度焦化废水污染物具有很好的吸附效果,挥发酚脱除率达99．65％,处理后废水含酚2．23mg／L;半焦在减少细粒物排放,降低锅炉积灰方面具有明显优势;焦油馏出温度〈360℃的馏分体积分数为48．96％,且酚油体积分数达15．68％。最后对热解提质多联产技术的经济性进行分析,采用LCC技术干燥热解处理低阶煤利润可达52264万元／a。     

伊泰煤、神府煤及其配煤的水煤浆成浆性比较与分析

通过伊泰煤、神府煤及其配煤的成浆性试验,在煤浆浓度、黏度和目测流动性等方面进行了比较与分析,并讨论了粒度级配对煤浆浓度的影响。结果表明,伊泰煤可以制得浓度和流动性均较好的水煤浆,制得的水煤浆粒度呈双峰分布,煤浆浓度较神府煤水煤浆略高。随着煤浆中粗粒子(8目~40目)的增加,煤浆浓度增加,但对水煤浆气化过程中大颗粒煤粉的碳转化率也有影响。     

复配分散剂与不同煤化程度煤成浆性能的研究

为了考察复配分散剂对不同煤化程度煤的成浆性能的影响,以木质素磺酸钠与萘磺酸钠复配分散剂对山西王坡煤(WP)、淮北朱仙庄煤(ZXZ)、内蒙古上湾煤(SW)3种不同煤化程度的煤样进行了制浆试验。结果表明:复配分散剂对上湾煤样所成浆的流动性和稳定性产生较大影响,但成浆浓度不高;对较高煤化程度煤样的成浆性提高效果明显,选用3号分散剂王坡煤的成浆浓度达到最大66.8%;朱仙庄煤选用4号分散剂可以制成流动性和稳定性较好的煤浆,其煤浆浓度达67.0%。木质素磺酸钠及萘磺酸复配分散剂的协同作用对不同煤化程度煤样成浆性的影响与煤的结构有关,此复配分散剂对煤化程度较高煤的成浆性提高较有利。     

低阶煤热解条件对高炉喷吹半焦燃烧性能及动力学特性的影响

采用热重分析法研究了不同热解条件下半焦的燃烧性能和动力学特征,利用Ozawa法求取动力学参数。结果表明,热解温度越低、保温时间越短时,半焦的燃烧性能越好;热解升温速率对半焦燃烧过程的反应程度影响不大;粒度越大,燃烧性能差异性越明显。热解温度对半焦燃烧性能影响较大,550℃是本研究中制备高燃烧反应性半焦的适宜热解温度。两种不同粒度原煤制得的半焦均随转化率增大,活化能减小。1~3 mm原煤在热解温度为550℃时所得半焦在燃烧过程中符合反应级数模型,化学反应为限制性环节,反应最概然机理函数为f(α)=(1–α)2。     

粒度级配对神华煤成浆特性影响的试验研究

为了研究粒度级配对神华煤成浆特性的影响,通过筛分和干法调浆,探讨了不同粒度分布煤粉的成浆性,结果表明:在添加剂用量为0.3%(干基/干煤)时,具有连续级配特征的原始煤粉可制备出质量分数为61%的煤浆;利用筛分法,分别去除原始煤粉中0.045 mm以下、0.045 mm^0.15 mm、0.15 mm^0.3 mm和0.045 mm^0.3 mm部分,得到4种具有不连续级配特征的样品,其所制煤浆流变性发生了较大变化,其中去除0.045 mm^0.3 mm部分的样品的成浆质量分数提高了3个百分点,在黏度符合要求的前提下流动性大幅提高;连续级配和非连续级配的煤浆均存在黏度与流动性不统一的现象,当级配中粗细颗粒粒径差较大且细颗粒含量达到一定值时,这种现象更加明显。采用粒度级配技术制浆,其细颗粒含量存在一个合理的区间。