反应气氛对碳酸钾催化煤加压热解特性的影响

以内蒙古不连沟次烟煤为原料,在加压热解装置中考察了530℃,3.5MPa条件下热解气氛(N_2+H_2,N_2+H_2O和N_2+H_2O+H_2)对碳酸钾催化剂催化煤热解产物产率及性质的影响.结果表明:碳酸钾的分解以及碳酸钾催化剂促进煤中含氧官能团的断裂,导致大量CO_2的产生;与N_2气氛下催化热解相比,N_2+H_2和N_2+H_2O气氛促进了焦油和CH_4的生成;在N_2+H_2O+H_2气氛下热解,焦油产率进一步增至7.62%,CH_4产率增至2.06%;相同气氛下有/无催化剂的热解实验结果表明,H_2对碳酸钾催化剂的催化作用影响较小,H_2O气氛下碳酸钾能促进碳水气化反应的进行;实验考察范围内,气氛的改变对热解半焦的比表面积及其气化反应特性的影响较小.     

烘焙稻壳与不同煤化程度的煤共热解特性

稻壳在250 ℃/30 min条件下烘焙后,与无烟煤、烟煤和褐煤3种不同煤化程度煤进行不同比例的混合,混合物分别进行热重分析和高温共热解特性研究。结果表明：热重分析中,添加烘焙稻壳有利于提高无烟煤和烟煤的转化率,其提高率低于5%,但是不利于提高褐煤的转化率;高温共热解实验中,随着烘焙稻壳添加比例的提高,无烟煤和烟煤与烘焙稻壳共热解固体产物减少,气体产物增加,而褐煤与烘焙稻壳共热解固体产量增加,气体产量略有下降;烘焙稻壳的添加有利于共热解产气中H2组分的增加和CO2组分的减少,通过改变烘焙稻壳在混合物中的比例可以对共热解气体组分进行调节。     

氧化铁与碳酸钾对煤温和气化的影响

对神木煤进行了流化床煤温和气化研究,考察了氧化铁、碳酸钾对煤温和气化产物产率,气体组成,半焦组成的影响。试验结果表明：添加氧化铁后,煤气中Ｈ２产率显著增加,ＣＯ产率明显下降,添加碳酸钾后,Ｈ２产率增幅较小,ＣＯ,ＣＨ４及其它气态烃产率基本不变,表明碳酸钾对烃类裂解反应无明显催化作用。通过对所得半焦组成分析,发现添加碳酸钾所得半焦中硫,氮含量比原煤热解半焦有所增加,添加氧化铁的得半焦中硫,氮含量无明     

固体热载体热解府谷烟煤的实验研究

以循环流化床锅炉的循环灰为热载体对府谷烟煤进行了热解实验,考察了热解温度(470℃~630℃)对气液固产物产率和特性的影响,分析了原煤中的硫和氮在气液固三相产物中的分布.结果表明,随热解温度的升高,半焦产率降低,煤气产率从0.97%增加到5.44%,焦油产率从1.96%增加到8.07%;焦油中的轻油含量占80%(质量分数)以上,随热解温度的升高而降低.半焦的灰熔点在1 000℃以上.原煤经过热解后半焦中的硫含量可降到原煤中硫含量的70%(质量分数)左右,氮含量可降到原煤中氮含量的90%左右.     

无烟煤制备脱硫脱硝活性炭的研究

通过内蒙古无烟煤和府谷烟煤的不同配比,摸索该种煤制备脱硫脱硝活性炭的可行性。根据不同配比的试验确定了内蒙古无烟煤和府谷烟煤在55:45比例的配方下,能够制备出性能优良的脱硫脱硝活性炭产品,对内蒙古地区无烟煤生产脱硫脱硝活性炭有一定的指导意义。     

市政污泥与烟煤的混合热解特性实验研究

采用热重分析法对市政污泥(污泥SZ)与大同烟煤(煤样DT)及其混合物进行了热解实验研究,揭示了污泥SZ和煤样DT及其混合物热解特性的异同,研究了污泥SZ和煤样DT及污泥SZ的掺比量对两者热解特性的影响,结果表明,市政污泥的挥发分析出特性远好于烟煤;市政污泥和烟煤的热解特性存在显著差异,主要表现在总失重率、失重速率及挥发分析出温度区间等;污泥SZ与煤样DT的掺混对两者的热解过程都有催化作用,而且各自最大催化作用时的掺比量也不相同;市政污泥与烟煤混合物的热解特性与两者的混合比例有关。     

停留时间对低阶煤快速热解产物分布、组成及结构的影响

利用自由落下床反应器,研究了快速热解过程中颗粒停留时间对神木烟煤和内蒙古褐煤热解过程的影响,并进一步延长快速热解新生半焦停留时间考察了半焦的二次热解过程。结果表明,快速热解过程中颗粒停留时间的增加促进了挥发分的析出,神木烟煤热解焦油产率持续增加,内蒙古褐煤热解焦油产率先增加后降低。停留时间对焦油品质有明显影响,随时间的增加,两种煤快速热解轻质油中苯类和苯酚类单环化合物含量均先增加后降低,进一步延长停留时间,多环芳烃化合物含量显著增加。快速热解半焦的二次热解主要促进了气体的生成,焦油产率和组成无明显变化,挥发分的进一步析出促进了半焦微孔的发展,神木烟煤和内蒙古褐煤半焦比表面积均显著增加。这表明,在以高品质焦油为目标产品时,采用较低的反应温度、较适宜的煤粒停留时间的快速热解工艺条件是可取的。     

固定床烟煤与木屑共热解的协同反应性研究

在自制的固定床反应装置上对木屑和烟煤以及两者的混合物进行了热解特性研究,考察了木屑与烟煤在不同掺混比例和热解终温下的共热解反应特性。研究结果表明:协同作用发生的程度与热解反应条件有关,烟煤与木屑共热解的协同反应性不仅体现在气、液产物收率方面,同时对气体组成也有显著影响;因木屑灰分中的碱金属化合物对热解焦油的催化裂解作用,使得共热解反应在较高热解终温和较低木屑掺混比条件下表现出更为显著的协同作用;在木屑掺混比(木屑质量分数)为25%、终温540℃条件下,热解气产率的协同值达到22.6%,焦油产率协同值为-27.3%;H自由基与烟煤热解产生的自由基结合成CH4等烃类气体或转移到焦油组分,是一种重要的协同作用机理。     

烟煤与造纸污泥混配物的热解特性研究

采用TGA/DSCI/1600HT型同步热分析仪,在氮气气氛下对烟煤、造纸污泥及两者混配物的热解特性进行了研究.结果表明:造纸污泥与烟煤混配物的挥发分综合释放特性指数(即D值)高于烟煤;造纸污泥的加入使混配物的热解反应比单一烟煤更加容易进行,且其挥发分析出特性也明显优于混配前的单一烟煤.     

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。     

不同气氛下煤—废塑料共热解特性的对比研究

实验在１０ｇ固定床反应器中考察了兖州高硫煤与５％聚乙烯（ＰＥ）混合分别在焦炉煤气（ＣＯＧ）,Ｈ２和Ｎ２气氛下共热解产物收率及硫、氮分布。结果表明,与原煤热解结果相比,添加５％ＰＥ后兖州烟煤在焦炉气气氛下共热解中净煤热解焦油（扣除ＰＥ自身热解产油量）增加５．７％,水分降低１．８％,增加的焦油量与降低的水分分别占原煤热解焦油及水分产量的２３．２％和１７．３％;在Ｈ２气氛下热解焦油收率略有降低,半焦和水     

固体热载体热解煤中氮的迁移特性

在固体热载体快速热解装置上考察了锅炉循环灰对内蒙古羊市塔烟煤热解过程中氮的迁移转化特性的影响.结果表明,在考察温度(530℃~660℃)内,在气相氮中仅含有HCN和NH3,无N2产生.循环灰对煤结构及焦油分子中氮杂环的裂解没有催化作用,与惰性石英砂作为热载体的实验结果相比,热解温度600℃时,循环灰作为热载体使气相中HCN-N和NH3-N的产率分别降低了24.53%和29.86%.并通过向惰性石英砂中添加碱性矿物质对循环灰中影响煤热解过程中气相氮释放的主要物质进行了考察.     

不同煤真空热解过程中气态产物的在线分析

利用高分辨质谱对在真空热解过程中淮北烟煤、无烟煤和天然焦形成产物进行实时在线检测,结合煤质结构和特征,通过图谱分析了煤种和热解温度对热解产物的释放规律.结果表明,较低热解温度时,热解产物组成随煤化程度变化较小;较高温度时,随煤化程度的升高,高分子量产物相对含量逐渐减少;随着温度的升高,烟煤和无烟煤高分子量产物所占比例明显增加;含氧基团在200 ℃～400 ℃开始释放,到600 ℃则主要生成CO2.     

生物质与烟煤程序升温共热解产物特性分析

研究了富含半纤维素的玉米芯(CB)和富含木质素的松木屑(SD)分别与烟煤(YL)程序升温共热解产物产率和组成变化规律,并对焦油族组成进行分析。结果表明:生物质与煤共热解造成热解产物组成和产率显著变化,且其变化程度与生物质的组成和结构有关。对于富含纤维素的玉米芯与烟煤共热解过程,玉米芯质量掺混质量比为75%时,共热解气体产率减小18.87%,其中CO2产率减少29.15%,而热解水产率增加16.77%。由于半焦和玉米芯中碱/碱土金属,尤其是K对焦油中重质组分裂解具有催化作用,共热解焦油中沥青质产率减小43.40%,而极性组分增加63.21%。与富含半纤维素类的玉米芯不同,富含木质素的松木屑与烟煤共热解造成气体和焦油产率增加,而半焦和热解水产率略有减小,气体中CO2和CO略有增加。松木屑中活性H的转移作用,造成共热解焦油中脂肪烃产率增加,极性组分产率减少。松木屑掺混质量比为50%时,脂肪烃增加89.30%,而极性组分减小17.40%。     

烟煤与生物质固定床共热解实验研究

对烟煤与木质素类生物质松木屑、纤维素类生物质秸秆在固定床反应器中共热解行为进行了系统的实验研究,并对气体产物和焦油组成进行了分析.结果表明,烟煤与两种生物质共热解时存在明显的协同作用,挥发分产率的实验值较计算值有所增加,且使用松木屑时增幅较大.松木屑与烟煤共热解时焦油中愈创木酚类含量显著提高,在400℃松木屑配比为80%时,增量高达25.89%.焦油中酚类含量比计算值高,而PAH和烃类含量则明显降低,同时焦油产生了一定的轻质化.     

生物质/煤共气化协同作用的产生及强化机制

生物质中碱金属的催化作用是引起共气化协同作用的根本原因。然而,共气化过程中碱金属易与煤中矿物质反应生成硅铝酸盐等没有催化活性的物质,导致不能发挥出有效的催化作用。因此为了部分抑制共气化过程中生物质碱金属的失活,强化协同作用,通过固定床热解、共热解焦水蒸气气化实验,考察了小麦秸秆和晋城无烟煤共气化过程的反应性和协同作用,并通过添加钙基添加剂的方式,强化了协同作用,提高了共气化反应速率。研究发现共热解焦在气化过程中虽然表现出协同作用,但仍然存在K的失活。考察了钙基添加剂的种类、添加量、添加顺序等对共气化反应的影响,结果表明：钙基添加剂使共热解焦比表面积增大,碳结构无序化程度增强,活性位点增多,并通过与煤中SiO₂等矿物质的结合,部分阻止了K的失活,使共热解焦中水溶性K含量升高,反应速率提高。Ca(Ac)₂表现出最优的共气化反应促进作用,其最优添加量为7.5%。气化反应动力学的研究表明,Ca(Ac)₂的添加降低了共热解焦的气化反应活化能。修正随机孔模型(S-MRPM)适合描述小麦秸秆焦、晋城煤焦和共热解焦的气化反应特性,随机孔...     

煤及其模型化合物快速热解过程中HCN和NH3逸出规律的研究

利用高频热解装置对褐煤、烟煤和无烟煤三种不同煤阶的煤及模型化合物吡咯、吡啶进行了热解实验,分别考察了煤热解终温为1200℃,平均升温速率为2.7,8.0,11.9,17.1,22.9℃·s-1和不同热解终温(600～1200℃)下煤及吡咯、吡啶快速热解过程中HCN和NH3的生成规律,并且对煤热解过程中HCN和NH3逸出...     

研究烟煤热解过程的实验方法

烟煤受热分解时,析出大量的挥发产物。热解过程的动力学对于焦炭和热化学分解产品的产率和质量具有重大的影响。探讨烟煤热解过程实质及其特征,将有助于扩大炼焦用煤原料基地和发展煤炭资源综合利用。研究烟煤热解的挥发产物析出过程的实验方法很多,文献上所报导过的,大致可以分为三类:重量法、容量法和气液分离法。     

煤的快速热解:三个煤在20公斤/小时流化床热解器中的行为

用一个公称能力为20公斤/小时的流化床反应器研究了澳大利亚的loy Yang褐煤、Liddell烟煤和Millmerran次烟煤的快速热解。叙述了此装置及其操作性能。报导了每种煤的焦油和碳氢化合物气体产物的收率与热解温度的关系,同时也报导了热解产物的分析数据。无水无灰基Log Yang褐煤和Millmerran次/烟煤的最高焦油收率分别为23%重量比(在     

煤与生物质共热解的协同特性研究

通过对玉米秸秆和平顶山烟煤在不同粒度及升温速率下的热重分析,说明平顶山烟煤和玉米秸秆最大失重率对应的峰值温度分别为500℃和350℃左右,二者热解温差较大,无法形成协同作用;在达到相同失重量的情况下,热解温度越高,其升温速率也越高。在一定升温速率下,随着粒度的变化,玉米秸秆的热解温度变化不大,而平顶山烟煤的变化相对较大。通过对比实验1(将样品从常温加热至850℃并保温30 min)和实验2(直接放入850℃高温中并保温30 min)的挥发分,说明实验2的挥发性物质比实验1平均值升高约1.75%;随着混合物中煤质量分数的增加,实际挥发物质比理论挥发物质总体有升高趋势,说明生物质的存在对煤的热解有一定程度的协同作用。