改性生物质制备复合型煤粘结剂的研究

选用陕西彬长烟煤与当地玉米秸秆为原料,用NaOH溶液改性生物质,考察碱液的浓度、反应温度、反应时间,生物质加入量对生物质粘结效果的影响;调节一定比例MgCl2,MgO固化剂量与之复合作粘合剂,并以抗压强度、跌落强度为指标对型煤成型性能进行考察．研究结果表明：改性生物质和无机固化剂复合粘结剂效果良好,生物质改性最佳条件为碱液浓度1％,反应温度80℃,反应时间2h,生物质加入量10％,固化剂加入量为4％;复合型煤成型压力25MPa．     

农作物秸秆加工生物质型煤的研究

生物质型煤具有煤、生物质单独所不具备的可固硫、不冒烟、高热值、高挥发性的综合特性.本文选用陕西彬长烟煤及当地生物质秸秆为原料,制备出纯生物质型煤并对该型煤进行物理性能检测,结果表明:纯生物质型煤抗压强度、跌落强度较高,但浸水强度和复干强度差;通过加入不同量淀粉及无机固化剂对型煤制备工艺进行改进,得到物理性能较好的生物质型煤,得出型煤中淀粉的最佳用量为10%、MgO最佳用量4.5%、MgCl2最佳用量为3.0%.     

生物质型煤点火性能的理论分析和试验

对生物质型煤点火过程,点火温度因素及点火特征进行了理论分析,并通过试验加以验证,得出了生物质型煤点火性能的一些规律。为燃用生物质型煤及其锅炉设计提供一定的参考。     

生物质型焦的生产工艺及性能研究

研究了用生物质作粘结剂并采用干法冷压成型工艺将烟煤和无烟煤冷压成型,然后炭化制取生物质型焦的工艺,分析了生物质添加量、烟煤种类和配入量以及成型压强对型焦的抗压强度、光学组织、气孔结构、微观强度和以应性的影响,结果表明,随着生物质添加量的增大,型煤的抗压强度随之增大,但型焦的抗压强度降低;配入肥煤和焦煤所产型焦的光学各向异性强,大气孔少,孔隙率低、反应性人氏、反应后强度高;烟煤与无烟煤之间成焦后为非熔融粘结,导致型焦反应后强度明显降低,生物质、烟煤、无烟煤三者的配比以１８：５５：２７为最佳。     

基于柱塞式成型机的生物质成型设备优化设计

为了提高生物质成型设备的生产效率及压实成型效果,本文对生物质成型设备进行优化设计。在结构设计上将单出料口改为4个出料口;在生物质成型上将压实成型产品的形状设计为方形,有利于保型压实结构的设计;成型腔的设计既可以用作成型腔也可以用作保型腔,以确保成型块成型质量。同时,利用Solidworks三维设计软件进行虚拟样机建模,通过分析设备工作流程,对液压系统进行设计,并运用有限元分析理论,借助ANSYS Workbench对设备的关键零件——成型压杆进行了有限元分析,并使用Response Surface Optimization模块进行了多目标优化设计。研究结果表明,优化后模型的最大等效应力为166.73MPa,在保证强度和刚度符合力学的要求下,减小了原来的尺寸,节省了材料和成本,而且保证了成型压杆的强度和使用寿命,提高了生物质成型设备的生产效率和成型质量。该研究具有一定的实际应用价值。     

生物质型煤灰熔融性的实验研究

生物质型煤是一种新型型煤,利用煤泥、农业废弃物通过一定的生产工艺加工压制而成,不仅有利于废弃物的资源化利用,也可以减少环境污染.型煤灰熔融性是工业型煤的一项重要指标,直接决定着型煤燃烧或造气过程排渣方式的选择.作者分别以焦作煤泥、平顶山煤泥及鹤壁煤泥为煤样,通过正交实验的方法,对以煤泥为原料、以生物质为添加剂制成的型煤的灰熔融性进行了实验研究,结果表明:用生物质作为型煤添加剂制作的工业型煤,其灰熔融性能满足要求.     

生物质型煤灰熔融性的实验研究

生物质型煤是一种新型型煤,利用煤泥、农业废弃物通过一定的生产工艺加工压制而成,不仅有利于废弃物的资源化利用,也可以减少环境污染.型煤灰熔融性是工业型煤的一项重要指标,直接决定着型煤燃烧或造气过程排渣方式的选择.作者分别以焦作煤泥、平顶山煤泥及鹤壁煤泥为煤样,通过正交实验的方法,对以煤泥为原料、以生物质为添加剂制成的型煤的灰熔融性进行了实验研究,结果表明：用生物质作为型煤添加剂制作的工业型煤,其灰熔融性能满足要求.     

基于孔隙分形几何的生物质型煤固硫性能研究

鉴于以往对生物质型煤的固硫性能的研究多限于经典的脱硫剂硫化反应,应用压汞测孔法测量多种典型配比和两种典型孔隙系统的生物质型煤的孔隙特性。根据生物质型煤的孔径分布特征,建立孔隙分形结构模型,模拟相同分维的生物质型煤的孔隙率和比表面积;从孔隙分形结构的形核、生长的角度,探究生物质型煤的脱硫机理;进而得出生物质型煤分形结构存在的孔径范围,以及分维、均孔等分形几何参数与生物质质量分数的规律,最后,提出并解释了“人工分形体”概念,用以描述类似生物质型煤孔体系的孔结构。     

无烟造气型煤燃烧特性的实验研究

灰熔融性和热稳定性是造气型煤的2项重要质量指标,也是评价型煤燃烧性能好坏的重要依据.作者以济源无烟煤为原料煤,采用正交实验法,研究了MS-1型粘结剂、配煤和生物质添加剂的用量对造气型煤燃烧特性的影响.结果表明:优化MS-1型粘结剂的配方以及合理添加配煤和生物质可以提高造气型煤的燃烧特性.最后,依据实验确定出型煤工业生产的最优配方.     

生物质型煤燃烧特性研究

利用TG-DTG热分析技术对煤、生物质以及生物质型煤的燃烧过程进行分析,研究了不同生物质及添加比例对型煤燃烧特性的影响.结果表明：生物质燃烧的DTG曲线有2个明显的失重峰,第1个失重峰是挥发分燃烧峰,第2个失重峰是固定碳燃烧峰;生物质型煤燃烧过程是生物质和煤燃烧过程的综合,也显示双峰特征,且生物质可以改善型煤的燃烧特性,随着生物质添加量增加,其型煤的着火温度、燃尽温度随之降低,着火特性指数、综合燃烧特性指数随之提高,从而改善型煤的燃烧性能.     

褐煤超临界醇解影响因素的研究

采用自行开发的褐煤超临界醇解提质装置,研究反应温度、反应压力、醇解时间、醇解次数和醇煤质量比对锡林浩特褐煤在超·临界醇解中反应特性的影响。结果表明,无催化剂条件下,当反应温度为310℃、反应压力为17～18MPa、醇解时间为120min、醇解次数为3次和醇煤质量比为4．5：1时,锡林浩特褐煤的超·临界醇解的醇解率为54．03％（同条件下的单次醇解率为39．5％）,其反应达到最佳效果。     

糠醛渣及褐煤混合燃烧的燃尽特性

利用在小型流化床试验台上进行了糠醛渣、褐煤及其混合物的着火和燃尽试验。研究了不同混合比下的着火温度的确定,结果表明褐煤中加入糠醛渣后的着火温度明显发生变化。利用烟气分析仪对样品燃烧后所产生的CO2进行跟踪测量,得出各种样品的燃尽时间。在燃尽试验中考察了混合比、床层温度和粒径对燃尽的影响。结果表明燃尽时间随着床温的增加而减小,而随着粒径的增加而增加。混合比对燃尽时间的影响与其它两种因素不同,在一定混合比范围内燃尽时间随着糠醛渣的增加而减小。实验结果表明：提高床层温度、增大燃料混合比,有助于减少燃尽时间。     

用褐煤半焦制备磺化煤的研究

针对褐煤生产磺化煤存在的容易过氧化和机械强度差的问题，用正交实验法研究了褐煤经低温热解改质后的褐煤半焦生产磺化煤的可行性及原料性质，磺化温度，磺化时间，原料粒度等因素对所生产磺化煤质量的影响，结果表明，褐煤低温热解改质后的半焦是生产磺化煤的优质原料，其原料性质和磺化温度是磺化煤质量的重要的影响因素。     

Preparation and Characterization of Refuse Derived Fuel for Pyrolysis and Gasification by Bindless High Pressure Briquetting Technology

A new type of refuse derived fuel (RDF) for pyrolysis and gasification was prepared from municipal solid waste (MSW) in the presence of a small quantity of coal by bindless high pressure technology at room temperature. The physicochemical property of RDF was tested. Orthogonal experiment method was used to optimize the process parameters using dropping strength (mechanical strength) and thermal stability of the RDF as indices for quality of RDF. The result shows that the mixture of MSW and coal with a total moisture ranging from 5% to 17% can be easily compressed into RDF briquettes at a pressure above 70 MPa. When the briquetting pressure is higher than 100 kN and moisture content is about 10%, the qualified RDF can be obtained. The orthogonal experiment shows that the moisture can greatly affect the mechanical strength of RDF, while all the technique parameters have no obvious influence on thermal stability of RDF. The optimal parameters are a shaping pressure of 106 MPa, a moisture content of 10%, and a coal content of 20%.     

Sodium-modification of Ca-based bentonite via semidry process

In order to improve the quality of Hunyuan inferior Ca-based bentonite (Ca-Bent), semidry process was used to modify Ca-Bent into superior Na-based bentonite (Na-Bent). The factors affecting sodium-modification were investigated. The optimized experimental parameters are obtained as follows: Na₂CO₃ dosage 4.0%, ageing time 25 d, briquetting pressure 25 MPa and briquetting moisture 20%. Under the optimization conditions, the modified Na-Bent has a colloid value of 73.6 mL/(3g), dilation of 38 mL/g and water absorption in 2 h (2HWA) of 465%, respectively. The balling results indicate that the modified Na-Bent pellets have higher drop strength and compression strength than the Ca-Bent pellets.     

富蜡褐煤化学脱灰及其对萃取的影响

化学方法可以除去褐煤中的部分灰分,增加煤中有机质与溶剂的接触面积,影响煤的萃取率和萃取物组成.分别用HCl和NaOH溶液对褐煤进行预处理,考察酸、碱处理对富蜡褐煤灰分脱除的影响;采用多种溶剂萃取,研究褐煤化学脱灰对萃取率、萃取物组成的影响机理.结果表明:对于0.2～10mm富蜡褐煤,酸处理脱灰率随粒度增大先减小后增加,变化范围为13.24%～21.95%,粒径为1～3mm时为最小;碱处理脱灰率随粒度增大而减小,变化范围为72.02%～46.12%.酸处理能提高萃取率,溶剂极性越大,萃取率提高越明显,萃取物中直链烃小分子的含量明显增多;碱液处理会降低萃取率,溶剂极性越大,萃取率降低越大,导致萃取物中非直链烃小分子以外的成分流失.     

垃圾衍生燃料制备与特性研究

利用对辊成型的方法以城市固体废弃物(MSW)为原料采用无黏结剂冷压成型工艺制备了垃圾衍生燃料(RDF)，研究了掺煤量、成型压力等工艺条件对制备的RDF冷热强度、黏结性、反应活性等工艺性质的影响。结果表明，在RDF制备过程中掺入煤可以起到调节RDF热值的作用，保证RDF具有满意的冷热强度，提高反应活性，全面满足了贮存、运输和用于固定床焚烧或气化时对RDF的要求。在研究条件下，向MSW中掺入20％～30％，的煤、15MPa左右的成型压力是制备RDF的较优条件。     

硫酸钙晶须的制备及其在聚丙烯树脂中的应用

论述晶须及硫酸钙晶须的特性.以生石膏为原料,采用水热合成法,研究反应温度、反应时间、料浆浓度、Ca/Mg摩尔比等工艺条件对晶须形态的影响.在反应温度150℃、反应时间5 h、料浆质量分数为4%、n（Ca）/n（Mg）为10条件下,制备出了直径为1-5μm、长度为30-100μm的硫酸钙晶须.X-射线衍射分析表明,产品为无水硫酸钙晶须;同时对硫酸钙晶须的应用进行初步研究.根据实验结果,当晶须的填充量为5%时,聚丙烯的力学性能最佳,拉伸强度为39.18 MPa,断裂伸长率为125.41%.     

Enhanced-hydrogen gas production through underground gasification of lignite

Underground coal gasification is one of the clean technologies of in-situ coal utilization. Hydrogen production from underground gasification of lignite was investigated in this study based on simulation experiments. Pyrolysis of lignite, gasification activity, oxygen-steam gasification and the effect of groundwater influx were studied. As well, the advantages of lignite for stable underground gasification were analyzed. The results indicate that lignite has a high activity for gasification. Coal pyrolysis is an important source of hydrogen emission. Under special heating conditions, hydrogen is released from coal seams at temperatures above 350 ℃ and reaches its maximum value between 725 and 825 ℃. Gas with a hydrogen concentration of 40% to 50% can be continuously obtained by oxygen-steam injection at an optimum ratio of steam to oxygen, while lignite properties will ensure stable gasification. Groundwater influx can be utilized for hydrogen preparation under certain geological conditions through pressure control. Therefore, enhanced-hydrogen gas production through underground gasification of lignite has experimentally been proved.