热重法研究煤焦H2O气化反应动力学

利用热天平实验装置对霍林河、义马、兖州、平朔、神华、大同6种煤焦进行了水蒸气气化反应性实验，实验温度为850～1050℃．通过对实验数据处理，取得了6种煤焦的反应动力学参数等，利用这些参数对煤焦水蒸气气化的反应活性进行分析比较后得出，温度是影响煤焦气化活性的因素之一，对同一煤焦而言，其碳转化率、反应速度常数、反应性指数和平均比气化速率等这些表征煤焦的气化反应性的参数，均随温度的升高而增加；6种煤焦的反应活性顺序为：霍林河、义马、神华、兖州、大同、平朔．     

神木煤显微组分半焦的气化特性和气化动力学研究

在高压热天平上考察了神木煤显微组分半焦在不同温度和压力下的气化行为，利用DAEM（分布活化能模型）研究了显微组分半焦的气化动力学，结果表明：在相同条件下，镜质组半焦比丝质组半焦有较高的气化反应性，随气化温度和压力升高，镜质组和丝质组半焦的气化反应性都增加，利用DAEM（分布活化能模型）对镜质组和丝质组半焦的气化活化能的计算结果表明：显微组分半焦气化的活化能随反应的进行逐渐升高，镜质组半焦的气化速率高于丝质组半焦，气化活化能较低。     

木薯茎秆黏结剂型煤化学反应性及气化动力学

以大田无烟粉煤为原料,采用木薯茎秆制取的黏结剂粘接,制得木薯茎秆黏结剂型煤。研究生物质型煤在常压条件下的化学反应性和气化动力学。以水蒸气为气化剂,在900℃~1 100℃进行气化实验。运用等温热重法,测定了木薯茎秆黏结剂型煤的气化速率、碳转化率与气化反应时间的关系,考察了气化温度对型煤样水蒸气气化的影响。对气化实验数据进行拟合,得到型煤样气化的动力学参数。     

3种低阶煤热解半焦CO_2反应性的研究

分析了３种低阶煤热解半焦ＣＯ２反应性与热解温度、反应温度的变化关系，分析计算了半焦ＣＯ２反应动力学参数。     

3种低阶煤热解半焦CO2反应的研究

分析了３种低阶煤热解半焦ＣＯ２反应性与热解温度、反应温度的变化关系，分析计算了半焦ＣＯ２反应动力学参数。     

神府煤焦气化反应动力学研究

尝试从非等温热失重曲线推断煤焦-CO2气化反应模型，研究表明，非等温动力学研究法与等温热失重法有一定可比性；考察了煤焦气化温度、气化剂分压、煤焦粒度各因素对煤焦气化的影响，由等温热重法得出煤焦-CO2气化反应可用颗粒缩小的缩芯模型描述，并提出反应处于化学反应控制时的速率模型方程．     

煤焦-CO2气化反应性及其动力学模型

采用热重分析仪在不同的升温速率下，对义马，兖州和平朔煤的3种焦样进行了CO2气化反应性研究，计算了动力学参数，并进行了反应动力学模型的优化。结果表明，在本试验条件下，义马焦样气化行为可用扩散模型描述，平朔焦样可用随机核化模型描述，兖州焦样在不同升温速率条件下需用不同的模型描述。     

3种煤焦的CO2气化反应特性及动力学模型

为探索不同煤种的气化反应特性及其动力学,以神木煤、新疆准东煤和印尼加里曼丹岛煤3种煤质差异较大的低阶煤为原料,在水平管式炉上制备了3种煤样的900 ℃快速热解煤焦,并采用热重分析仪考察了3种煤焦的非等温和等温气化特性,用分布活化能模型和随机孔模型拟合了煤焦的CO2气化反应速率与碳转化率间的关系。研究结果表明：煤焦的非等温气化反应活性和等温气化反应活性存在一定的差异,气化温度、煤种及煤灰分中的碱金属均影响气化反应活性,煤焦的等温气化反应活性为印尼加里曼丹岛煤焦的最高,神木煤焦最低,气化温度对神木煤焦的影响更显著。分布活化能模型和随机孔模型计算的活化能存在一定的关联;随机孔模型能较好地拟合煤焦气化实验数据。     

固阳褐铁矿脱水反应动力学研究

利用热分析TG-DTA技术和X射线衍射技术对固阳褐铁矿脱水过程反应机制进行了研究。结合不同动力学机理模型对热分析数据进行了处理及相关性分析,确定了褐铁矿的脱水反应机制,采用Coat-Redfern积分法计算了脱水反应动力学参数。结果表明：固阳褐铁矿脱水反应过程分为两个阶段,第一阶段：140~320℃,失重率为4.78%,反应活化能E=28.54 kJ/mol,反应机理符合Avrami-Erofeev方程,为随机成核和随后生长的一级化学反应;第二阶段：320~465℃,失重率为3.84%,反应活化能E=61.92 kJ/mol,反应机理符合二级反应函数,为化学反应控制。XRD结果表明,随着温度的不断升高,褐铁矿在200℃时发生了物相转变,针铁矿的衍射峰不断减弱、消失,而赤铁矿的衍射峰逐渐增强,矿相变纯。     

煤半焦和残渣半焦的CO_2气化过程的反应动力学研究

对神华煤半焦(CC)和神华煤直接液化残渣半焦(RC)在不同温度下和CO2反应进行了研究,结果显示,由于矿物质的催化作用,残渣半焦CO2气化反应性略强于煤半焦;利用不同温度下的实验结果,采用均相反应模型(HM)和未反应缩芯模型(SCM)对煤和残渣的CO2气化动力学进行了模拟,得到煤半焦和残渣半焦均相反应模型和未反应缩芯模型的Arrhenius方程式。把模拟结果和实验数值进行比较,结果发现均相反应模型和未反应缩芯模型都能较好地模拟煤半焦和残渣半焦的CO2气化过程;未反应缩芯模型的模拟结果要好于均相反应模型的模拟结果。     

影响煤气化反应性的关键因素

简述了煤气化技术在煤化工领域中的地位及其发展趋势;详细分析了影响煤气化反应性的关键因素,包括煤本身性质、热解条件和气化条件。结果表明:煤阶越高、孔隙结构越不发达、热解条件越苛刻,煤的气化反应性越低;煤中的K、Ca、Mg和Fe等组分对气化反应具有催化作用;高温、加压和水蒸气利于煤气化反应的进行。从现有研究来看,对多种煤在高温、高压下的水蒸气和CO2气化反应性仍缺乏深入的认识,值得进一步研究。     

淮南煤焦CO_2气化反应特性及动力学研究

采用等温热重法分析研究了2种淮南煤焦在CO2气氛下的气化特性,使用2种方法求算反应动力学参数。     

基于MATLAB的固定床煤气化过程动力学模型的模拟研究

以原煤、半焦和焦炭为原料,二氧化碳、水蒸气为气化剂在固定床气化炉内进行气化,根据3种原料的动力学参数建立数学模型,用MATLAB软件编写模拟程序求解常微分方程组,采用打靶法对固定床气化炉从底部开始的每一个微元体进行模拟计算,根据模拟结果可知原煤、半焦和焦炭3种原料在固定床气化炉内气化反应温度随床层高度的增加先升高后降低,反应活性为原煤的最好,半焦次之,焦炭的反应活性最差。     

煤焦与水蒸气气化反应热力学分析

为研究煤气化反应的热力学过程,以煤气化反应中最重要的煤焦与水蒸气反应过程为研究对象,对反应热效应、吉布斯自由能、平衡常数、平衡转化率进行了分析,得出温度、压力、水碳比(物质的量之比)3个参数对气化反应的影响规律。结果表明:随着气化温度的提高,平衡转化率增加,供给气化反应体系的总热量增加,原料显热大量增加;而压力的提高使平衡转化率降低,供给气化反应体系的总热量增加,说明压力增加对提高煤的转化率不利;水碳比增大导致平衡转化率提高,供给气化反应体系的总热量增加,其原因是水碳比增大使化学反应热、原料显热大量增加,虽然转化率随着水碳比增大得以提高,但热损失增加。     

基于GA-BP算法的气化配煤灰熔点预测

为了提高气化配煤煤灰流动温度预测的精度和稳定性,提出将遗传算法(GA)与误差反向传播神经网络(BP)相结合的预测方法,采用GA优化BP神经网路的权值和阈值,再用BP算法训练网络,结合仿真实验分析比较了GA-BP网络算法与常规BP神经网络方法的精度和稳定性。结果表明:GA-BP网络改善了BP网络容易陷入局部极小值和收敛速度慢的缺点,经GA优化的BP神经网络预测方法的预测精度高于BP网络算法,将其应用于气化配煤灰熔点预测有效可行。     

煤焦气化反应及硫的析出特性分析

对来自河津、伊泰及灵石的3种煤焦与CO2和水蒸气在气化反应中的反应特性及硫的析出特性进行了研究,并对气化硫析出的2种主要产物H2S和COS进行监测分析。结果表明:在CO2气氛和水蒸气气氛中3种煤焦的气化反应性由大到小依次为伊泰煤焦、灵石煤焦、河津煤焦,且随着气化温度的升高煤焦的气化反应性增加,同时由于水蒸气要比CO2气化反应产生活性位的数量多,使得煤焦的水蒸气气化反应性高于CO2气化反应性。在CO2气化过程中,由于生成的CO气体量多,煤焦中的硫大部分以COS的形式逸出到气相中,几乎没有H2S生成;而在水蒸气气化过程中,煤焦中的硫以H2S形式逸出到气相中,没有检测到COS的生成,这主要是因为在还原剂存在的条件下煤焦中各种形态的硫都可被还原为H2S。     

煤矸石燃烧反应动力学研究

为了高效地利用煤矸石,有必要对其燃烧过程进行研究。本文利用热重法分析煤矸石的燃烧动力学特性。