TPD 法研究平朔煤半焦的灰分在气化中的作用

目的用 TPD(程序升温脱附)法研究平朔煤的灰分在气化中的作用. 方法使用 TPD 和 TGA(热重分析)方法对平朔煤含灰样与酸洗样在气化中形成表面复合物的能力进行测试, 考察其形成与发生分解的基本规律. 结果与结论平朔煤含灰煤半焦在 730 ℃可以测到 CO 脱附峰, 酸洗样在整个过程中无 CO 脱附峰. TPD 和 TGA 的研究表明, 平朔煤半焦中的灰分在气化中可以起催化作用, 730 ℃的 CO 脱附峰与灰的催化作用关系很大. XRD(X 线衍射)对煤半焦中灰分组成的考察表明, 含灰样中灰分主要成分为 CaO, 酸洗样中主要为 CaF2. 因此灰中的 CaO 是在气化中起催化作用的活性物种. 在气化中, CaO 与煤半焦在 730 ℃可以发生反应, 生成 CO, 同时金属氧化物被还原. 在该温度范围内, 被还原的 CaO 又可在 CO2 气氛中被氧化. 上述过程构成了催化气化的循环过程. 显然 CaO 对气化过程有催化作用而 CaF2 没有催化作用. 酸洗过程可以使 CaO 转化为 CaF2, 造成催化活性组分的损失, 是使煤半焦的反应性降低的原因.     

TPD法研究平朔煤半焦的灰分在气化中的作用

目的：用TPD（程序升温脱附）法研究平朔煤的灰分在气化中的作用。方法：使用TPD和TGA（热重分析）方法对平朔煤含样与酸洗样在气化中形成表面复合物的能力进行测试，考察其形成与发生分解的基本规律。结果与结论；平朔煤含煤半焦在730℃可以测到CO脱附峰，酸洗样在整个过程中无CO脱附峰，TPD和TGA的研究表明，平朔煤半焦中的灰分在气化中可以起催化作用，730℃的CO脱附峰与灰的催化作用关系很大，XRD（X线衍射）对煤半焦中灰分组成的考察表明，含灰样中灰分主要成分为CaO，酸洗样中主要为CaF2.因此灰中的CaO是在气化中起催化作用的活性物种，在气化中，CaO与煤半焦在730℃可以发生反应，生成CO，同时金属氧化物被还原，在该温度范围内，被还原的CaO又可在CO2气氛中被氧化。上述过程构成了催化气化的循环过程，显然CaO对气化过程有催化作用而CaF2没有催化作用。酸洗过程可以使CaO转化为CaF,造成催化活性组分的损失，是使煤半焦的反应性降低的原因。     

脱灰对两种烟煤半焦碳结构及CO2气化反应性的影响

利用XRD和激光Raman分析了两种典型中国烟煤脱灰前后半焦的碳结构变化,以等温热重法在常压和900～1 200℃温度范围内研究了半焦CO2气化反应性.结果表明,脱灰可以改变煤中局部大分子碳结构,导致煤焦的碳结构有序化程度降低,有利于气化剂渗入碳层内部,增加反应活性位;脱灰减少了热解气缩聚支撑点,降低了二次热缩聚发生.两个因素共同作用可提高脱灰半焦的CO2气化反应活性.神华煤灰催化成分含量较高,脱灰后催化作用消失,而脱灰引起的碳微结构变化使反应性增强,脱灰前后反应性差别不大;兖州煤灰催化作用相对较弱,而且灰分含量较高,脱灰对碳结构变化影响较大,因此脱灰后反应性明显增强.     

煤焦水蒸汽气化过程中不同煤种的反应特性与碳结构变化

为探讨诸化学因素对不同煤种气化反应速率的影响,于常压、微分反应器中对19种煤焦进行了催化、非催化水蒸汽气化实验。得出了气化速率与煤的含碳量,比表面积以及煤的结构关系和含碳量与催化效果的关系。由此导出了煤的催化气化动力学方程式。通过对不同转化率下未反应碳的X 线衍射分析提出了催化气化反应的机理。     

催化-氧化理论及其在活性炭制备中的应用

提出了制备活性炭的“催化－氧化理论”,并开发了一种具有“催化－氧化”性能的新型催化剂,主要由硝酸盐、含钾化合物和助催化剂混合而成。在炭化和活化过程中,催化剂分解生成氧气、氧钾和碳酸钾等,促进了煤分子芳环的断裂,增强了煤分子间的交联,并增加了活化反庆的活性点,氧化钾和碳酸钾与煤虽矿特反庆,将其转化为酸易溶物,为酸洗脱灰提供了便利。因此,该催化剂可以将煤的氧化、催化以及将煤和物质的转化统一起来,活性炭     

潞安煤灰化学性质调控及工艺条件选择

为提高高灰熔点潞安煤对大规模煤基合成油气化工艺的适应性,采用灰熔点测试仪、XRD射线衍射、热重分析仪等测试手段,研究了添加助熔剂和配煤2种灰化学性质调控方法对潞安煤灰熔融特性及气化反应性的影响,提出了山西潞安集团180万t/a煤基合成油项目气化工艺.结果表明:助熔剂的质量分数为0~7%时,CaO,Fe2O3,MgO使灰流动温度降低的最大值分别为150,73,68℃,随着助熔剂含量继续增加,Fe2O3,MgO的助熔效果明显提高.在考察的实验范围内,平均每加入1%的神木煤,灰熔融温度降低约3℃.莫来石含量的逐渐降低及铁橄榄石和钙铝榴石的不断形成是混煤灰熔融温度下降的主要原因.潞安原煤中的原生矿物质对煤焦气化反应性影响很小,添加助熔剂和配煤能显著提高煤焦的气化反应性.     

煤的水蒸汽气化动力学的研究

本文用热重法研究了煤的水蒸汽非催化气化反应的动力学.在常压、化学动力学控制条件下,考察了温度、水蒸汽分压及煤焦细孔比表面积对煤气化反应速度的影响,在实验条件范围内求出了煤的水蒸汽气化动力学方程.     

煤(焦)气化活性指数H_(CG)的解析与应用

在煤(焦)样程序升温热重分析的基础上,提出了一个可以简单、定量、准确表征煤(焦)气化反应活性的气化活性指数HCG,对我国典型煤(焦)样进行了程序升温热重实验,通过HCG与其他解析方法的对比验证了HCG的表征效果.结果表明:R0.5,Rmax和Tmax在表征煤(焦)的气化反应活性时存在一定的误差;而T0.5和HCG两个指标均可以准确、可靠地表征煤(焦)气化反应活性,但是难气化的煤(焦)T0.5均大于1 000℃,超出了普通热重分析仪的温度范围,应用受到限制;而HCG可以通过温度上限较低的热重分析仪测量计算得出,应用范围更加广泛,适于评价煤(焦)的气化反应性.     

中国典型无烟煤中矿物质对气化活性的影响

在水蒸汽和二氧化碳2种气氛下，采用热重方法考察了6种中国典型无烟煤中矿物质对气化活性的影响．结果表明：在水蒸汽气氛下，高温时脱灰无烟煤焦气化反应活性不变，低温时晋城、汝箕沟的脱灰煤焦气化反应活性降低，而阳泉、湖南、广东、龙岩的脱灰煤焦气化反应活性增加；二氧化碳气氛下，在所研究温度范围内晋城、汝箕沟的脱灰煤焦气化反应活性降低，而阳泉、湖南、广东、龙岩的脱灰煤焦气化反应活性增加；这与煤中矿物质含量和组成及脱灰后孔结构特征不同有密切关系．脱灰后的无烟煤焦与水蒸汽反应的活化能减小，确良而与二氧化碳反应的活化能随煤种的不同而变化．     

无烟煤熔融盐催化气化反应特性研究

根据煤催化气化原理及熔融盐特性,设计了一套小型熔融盐催化煤气化实验装置。针对无烟煤燃烧特性差的特点,在实验中研究了温度和二氧化碳流量对气化结果的影响,并对影响机理进行分析。     

粉煤灰廉价吸附剂资源化利用的现状和对策分析

粉煤灰是燃煤电厂排放的固体废弃物,其大量堆积造成环境污染和资源浪费,对粉煤灰的资源化利用近年来引起人们的广泛关注.粉煤灰呈多孔结构,具有良好的吸附性能,可用作处理废水中污染物质的廉价吸附剂.本文对粉煤灰吸附剂在水污染治理中的研究现状进行分析和总结,在此基础上,根据粉煤灰的组成和性质,提出粉煤灰资源化利用的方向为化学处理提高吸附性能和成型造粒以利于其工业化利用.     

两种煤配煤降低淮南煤高灰熔融性温度的研究

通过两两配煤的方法,对高灰熔融性淮南煤与4种灰熔融性温度较低煤进行配加,可以显著降低淮南煤的高灰熔融性温度,基本符合Texaco气化炉液态排渣要求。配煤灰熔融性温度的变化不是两种单煤灰熔融性温度简单的加和关系,而是非线形的关系,这与灰熔融过程中结晶矿物形成的种类不同有关。通过X-衍射分析,初步探讨灰熔融性机理。     

Triboelectrostatic Separation-anEfficient Method of Producing Low Ash Clean Coal

1　 IntroductionActive carbon has been used in fields ofmedicine,food,environmental protection,mili-tary,and so on,because it has a developed innerspace and a tremendous specific surface area.Thepresent active carbon produced from coal is in itslow- grade because of the high ash contentof feed-stock coal.To deeply remove ash and producelow- ash ( <3% or <2 % ) clean coal is the keystep to produce high- grade coal- base active car-bon.At present,the wet processing is the mainmethod of fine coal…     

极细粒煤泥分选新方法：选择性絮凝

采用选择性絮凝剂,对煤中可燃体与非可燃体进行分离,称为选择性絮 凝。笔者对大屯、八一、大武口等5个选煤厂和煤矿的极细粒煤泥进行了大量的 试验,证明该法可作为极细粒煤泥的分选方法,并具有较好的选择性。经分选, 一般精煤灰分为12-13％,最低为5.73％,可燃体回收率达90％以上,两产品 之间灰分差一般在50％左右,效果较好。因此,是一种较有前途的方法,可用 在分级浮选中,作为极细粒煤泥的分选方法。     

Effects of clay and calcium ions on coal flotation

The microflotation of three single minerals, mixed coal–kaolinite and mixed coal–montmorillonite were examined to study the effects of clay and calcium ions on coal flotation. The results show that the ash content of flotation concentrate increases by 3% in the presence of clay minerals, and the ash content would further increase by 3% in co-presence of clay minerals and high concentration of Ca²⁺. Scanning electron microscope (SEM) images and elemental spectrum analysis indicate that fine clay particles that coat on the coal surface, which is called slime coating, can affect the coal flotation. The slime coating would be induced much more easily in the presence of Ca²⁺.     

Form transition of sodium during combustion of black liquor coal slurry

Several typical ash samples from a 0.25 MW test furnace fired black liquor coal slurry were selected for investigation. The phases and compounds containing sodium in ash samples were acquired from X-ray diffraction analyses. As well, detailed analyses of the amounts of major mineral elements along thickness gradients of representative ash samples were carried out. The elements, including Na, Si, Al, S and Cl were analyzed by the advanced electron probe microanalyzer equipment, which provid evidence and interpretation for the analytical results of XRD. The findings indicate that the occurrence form of sodium has experi-enced important changes during the combustion of black liquor coal slurry, which translated into nepheline, thenardite, sodium sulfate, sodium chloride, sodium silicoaluminate, hauyne and other phases containing sodium, from NaOH, Na2CO3 and Na2S in raw fuel. Of all the sodium compounds, nepheline, thenardite and sodium sulfate are the most important forms of Na in solid com-bustion residues. Such a transformation of Na during the combustion of black liquor coal slurry resulted in a considerable impact on ash deposition and is not only different from the raw coal and papermaking black liquors, but is also affected by local circum-stances in the combustion furnace. Amounts of Na, S and Cl in ash deposits from low temperature zones were larger than those from high temperature zones. Our findings should provide important theoretical instructions for industrial applications of black liquor coal slurry.     

火电厂干贮粉煤灰试验研究

结合攀钢发电厂粉煤灰调温干贮的研究，经对室内击实和现场碾压试验成果进行分析比较，提出了经济合理的现场碾压施工方案和供粉煤灰堆贮设计的物理力学参数。     

Application of response surface methodology(RSM) for optimization of leaching parameters for ash reduction from low-grade coal

Coal is the world's most abundant energy source because of its abundance and relatively low cost. Due to the scarcity in the supply of high-grade coal, it is necessary to use low-grade coal for fulfilling energy demands of modern civilization. However, due to its high ash and moisture content, low-grade coal exerts the substantial impact on their consumption like pyrolysis, liquefaction, gasification and combustion process. The present research aimed to develop the efficient technique for the production of clean coal by optimizing the operating parameters with the help of response surface methodology. The effect of three independent variables such as hydrofluoric acid(HF) concentration(10–20% by volume), temperature(60–100 °C), and time(90–180 min), for ash reduction from the low-grade coal was investigated. A quadratic model was proposed to correlate the independent variables for maximum ash reduction at the optimum process condition by using central composite design(CCD) method. The study reveals that HF concentration was the most effective parameter for ash reduction in comparison with time and temperature. It may be due to the higher F-statistics value for HF concentration, which effects to large extent of ash reduction. The characterization of coal was evaluated by Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR) analysis and Field-emission scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray(FESEMEDX) analysis for confirmation of the ash reduction.     

提高炼焦精煤质量的投入产出分析

分析了提高炼焦精煤质量的投入产出变化的特点，根据４２个具有代表性的选煤厂的煤样资料，分析了提高精煤质量、降低精煤灰分后，因精煤产率变化对洗煤厂造成的经济损失；分析了冶炼行业由于降低精煤灰分后，高炉利用系数、焦比、熔剂消耗量、碴比的变化所得到的附加效益；并提出了计算这个效益的数学模型。最后，提出洗煤厂应按原煤质量允许的最低灰分进行洗选加工，这对国民经济是有益的。     

常压固定床煤气发生炉自动控制研究

研究了以无烟煤为原料的常压固定床煤气发生炉的自动控制 .通过对饱和温度、反应温度、煤的软化温度之间定性关系的研究 ,模拟出炉内各层次温度变化趋势 ;通过对炉出温度、加煤量、排灰量的工业数据分析 ,得出其定量关系 .经工业实践证实 :根据煤的软化温度及炉况监测的温度并辅以计算机手段可实现饱和温度的自动调节 ,使氧化层的温度趋近煤的软化温度 ;加煤量与炉出温度关系最为直接 ,可采用炉出温度信号控制加煤操作 ;加煤量、排灰量虽然均由发生炉负荷决定 ,但加煤量与排灰量之间的关系与发生炉负荷变化无关 ,可利用加煤操作控制除灰操作 ;实现了发生炉的综合自动控制 ,优化了发生炉各项工艺指标 ,并提高了发生炉的技术水平