呼伦贝尔褐煤负压热解特性研究

利用改进的格金低温干馏仪考察了呼伦贝尔褐煤的负压热解特性.研究表明,随着热解压力的降低(101.32kPa降到20.32kPa),半焦产率减少0.83%,焦油产率增加1.27%.通过对热解产物组成的分析发现:随着热解压力的降低,半焦中碳元素含量减少,氧元素含量增加,半焦整体结构变得松散;热解焦油中中性化合物的含量随热解压力降低呈下降趋势,酸性化合物的含量呈升高趋势;焦油中轻质组分含量随热解压力的降低逐渐减少,可能是轻质烷烃和烯烃发生裂解反应生成了气态烃类物质进入热解气中;重质组分逐渐增多,可能是煤中本应留在常压热解半焦中的组分随热解压力的减小挥发逸出进入焦油组分.     

催化剂对CH_4气氛下的煤热解特性的影响

采用3种活化CH_4的方式,利用管式炉分别考察了在CH_4气氛下添加2、Ni/Al2O3、Mo/HZSM-5这3种物质对煤热解特性的影响.结果表明,相比于N2气氛,CH_4气氛下热解产生的焦油增多,焦油中杂原子化合物减少,半焦中硫、氮质量分数降低.在CH_4气氛中添加3种物质均能使热解时产生的焦油品质提高.添加H_2使得热解的气体产率(体积)增加,半焦产率降低,但半焦的元素成分无明显变化;添加Ni/Al2O3使得气体产率增加,焦油中轻质组分增多,半焦中的硫含量降低、氮含量增高.添加Mo/H_ZSM-5使得气体产率下降,焦油中芳香族化合物增多,半焦的碳缩聚程度加深.     

褐煤在合成气气氛下的低温热解及半焦燃烧特性

在固定床反应器中进行了3种褐煤在惰性及合成气气氛下的热解实验,研究了不同气氛下褐煤热解的产物分布及产物性质(包括气体组成,半焦性质等),并对所得半焦的燃烧特性进行了对比.结果表明,与惰性气氛下相比,褐煤在合成气气氛下热解时焦油收率提高1.5%～1.9%.合成气气氛下热解时,热解气中的H2S和COS含量明显比惰性气氛下升高,表明合成气气氛对褐煤热解有较好的脱硫效果.合成气气氛下所得热解半焦的氧含量要低于惰性气氛下的,表明合成气对褐煤热解脱氧有较好的效果.两种气氛下所得热解半焦的着火点、最大燃烧温度和燃尽温度比原煤略有升高,合成气下热解半焦的特征燃烧温度的提高程度较惰性气氛下的小.合成气中的CO能够与煤热解产生的水发生水煤气变换反应产生高活性的氢,抑制了交联反应,提高了油气收率.     

用热重法研究不同煤种的多段加氢热解过程

在了解煤加氢热解特性的基础上,对不同煤种的多段加氢热解过程进行了热重分析,结果表明：在煤加氢热解峰温附近的停留能显著增加煤的转化率,这主要是因为氢气的供应与自由基的生成速度的充分匹配;采用快速升温多段停留的工艺可以达到慢速升温时的转化率,可节省反应时间并增加油的收率;不同煤种的多段停留效果取决于煤本身的结构特点,具有较高H／C比的煤的多段停留效果较显著,说明外在氢的存在促进了煤中内在氢与自由基的反应,多段加氢热解过程可提高煤的脱硫率、脱氮率。     

低阶煤与冷轧氧化铁红共热解半焦的燃烧特性

采用固定床热解装置制备神木长焰煤与冷轧氧化铁红热解终温为550℃的共热解半焦。扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明,冷轧氧化铁红可以催化煤的热解,增加半焦表面的裂纹及孔隙;X-射线衍射(XRD)分析结果表明,煤与冷轧氧化铁红共热解降低了半焦碳的微晶结构的石墨化程度,提高其氧化反应活性;由热分析结果可知,共热解半焦的综合燃烧特性指数(Sn)比原料煤半焦高63.5%,燃烧反应活化能比原料煤半焦低39.7%,表明共热解半焦的燃烧性能优于原料煤半焦,煤与冷轧氧化铁红共热解可改善半焦的燃料品质,拓宽半焦作为燃料的利用领域。     

呼伦贝尔褐煤中低温快速热解实验研究

以呼伦贝尔褐煤为研究对象,陶粒为固体热载体,考察了固定床快速热解过程中温度、颗粒尺寸、反应时间等因素对煤热解产物产率和组成的影响,目的在于能够获得最多轻质油品的热解条件.结果表明,热解时间对气体产品的组成、焦油产率影响不明显.煤粒径对焦油产率影响显著.在热解温度550℃、煤粒径为1.10～1.18mm下,热解30min,焦油收率最高,达到6.2%,与慢速热解相比提高了19.2%,其中正己烷可溶物达77.1%.     

煤多段加氢热解过程的DAEM动力学解析

以分布活化能模型(DAEM)的最新分析为基础，将双中心无限平行反应假设引入加氢热解过程，对线形升温与两段停留操作方式下的加氢热解过程(多段加氢热解)进行了数学描述，对寻甸褐煤的催化加氢热解过程进行了数学模拟，发现催化剂的使用不仅能够降低反应体系的活化能，而且能够使活化能分布的范围变窄，多段停留升温方式同样降低了反应体系的活化能，且催化剂的用量存在最佳值0．2％，模型回归显著性分析表明所提出的数学模型可有效地表述煤的多段加氢热解过程。     

氧化钙在流化床稀相段对焦油裂解的影响

为了解决在煤热解制取高质量燃料气过程中焦油带来的问题，提出了在流化床稀相段空间利用CaO作催化剂将焦油温和地转化为气体的新方法，考察了不同温度下氧化钙对煤热解生成焦油催化裂解行为的影响．结果表明：CaO在650C以下对焦油转化具有明显的催化作用，在700C以上CaO的作用变小．CaO的增加降低了除苯和C6—C10脂肪烃以外所有的焦油组份的产率，并分别在700℃以下和650℃以下提高了气体的产率和热值．     

义马煤的热解及产物分布的研究

利用DTA,TG与红外光谱对义马煤的热解行为进行研究.考察了升温速率,样品粒度以及催化剂等因素对义马煤热解的影响.结果表明:随着升温速率的提高,热滞现象明显,热解的总产气量也随之增多;粒度越小,热解速率越大;Fe2S3在热解过程中的催化作用较明显,可使煤的热解失重率提高7%;热解过程中有机质发生裂解、缩聚等反应,导致义马煤热解后所得固体残留物中羟基有较明显的增加,而脂肪基团、环烷烃基团含量明显减少.     

污水污泥快速热解过程中氮迁移规律研究

在下坠床石英管式反应器中对徐州污水污泥进行快速热解实验,考察了热解温度对热解产物中氮的赋存形态的影响.X射线光电子能谱(XPS)分析表明:污泥中87.2%的氮存在于蛋白质中.气相色谱/质谱联用仪和傅里叶红外光谱仪分析表明:焦油氮主要以含氮杂环、酰胺类和腈类形态存在;400℃时,蛋白质中的氮开始转化为气体氮和焦油氮;随着温度升高,焦油氮由于二次热裂解生成气体氮;热解温度从400℃升高到700℃时,NH3,HCN,腈氮和含氮杂环产率逐渐增加,而酰胺氮逐渐减少.进一步的XPS分析得知:700℃时,18.5%的氮残留在半焦中,半焦氮主要以含氮杂环和质子氮形态存在.     

木聚糖快速热解试验研究

为了了解半纤维素的快速热解机理,研究了反应温度和载气体积流量对半纤维量的热解影响.采用木聚糖作为模化物,在红外辐射加热反应器进行快速热解试验研究.试验结果表明,木聚糖热解生成的焦油产率随温度升高而增加,达到最大值后随着温度的继续升高,焦油发生二次裂解使产率降低;焦炭产焦随着温度的升高而降低,最后趋近稳定值;气体产物主要有H2、CO、CO2、CH4以及CnHm,其产率随温度升高而增加.随着载气体积流量的降低，木聚糖热解产生的挥发分在高温区的停留时间增加，导致挥发分二次裂解加剧而使焦油产率降低，同时气体和焦碳产率相应增加.     

云南昭通褐煤热解试验研究

介绍了用于云南昭通褐煤热解的试验装置及试验方法,研究了升温速率、热解温度两种关键因素对褐煤热解产物的得率及其分布的影响．试验结果表明随热解温度的升高,热解产气量增加,气体产品是的有效成分也在增加,焦油和半焦减少．升温速率增加,热解气得率增加,且气体中的可有效可燃成分在增加．     

Pyrolysis and co-pyrolysis of lignite and plastic

The study firstly discusses the pyrolysis characteristics and kinetics by thermogravimetric analysis (TGA), and then investigates the pyrolysis of lignite and co-pyrolysis with plastic (polyethylene or polypropylene) in tube furnace. Meanwhile, the research focuses on the co-pyrolysis products under different mixing ratios as well as pyrolysis products at different testing temperatures and heating rates. The results show that higher final testing temperature and lower heating rate contribute to bond fission in lignite pyrolysis, resulting in less char product. In co-pyrolysis, lignite acts as hydrogen donor, and the yields of char and water rise with increasing amount of plastic in the mixture, while the yields of gas and tar decrease; and a little admixture of plastic will promote the production of gas and tar. Kinetic studies indicate that in temperature range of 530–600 °C, activation energies of lignite are higher than those of lignite/plastic blends, and as plastic mass ratio increases from 0% to 10%, samples need less energy to be decomposed during co-pyrolysis.     

Additivity of pore structural parameters of granular activated carbons derived from different coals and their blends

A series of granular activated carbons(GACs) were prepared by briquetting method from Chinese coals of different ranks and their blends,with coal pitch as the binder.Pore structural parameters including BET specific surface area(SBET),total pore volume(VT) and average pore diameter(da) were measured and calculated as well as process parameters such as yield of char(CY) and burn-off(B).The relationship between the pore structural parameters of the GAC from coal blend(BC-GAC) and the ones of the GACs from corresponding single coals(SC-GACs) was analyzed,in which an index,the relative error(d),was presented to define the bias between fitted values and experimental values of these parameters of the BC-GACs.The results show that the BC-GAC keeps qualitatively the pore structural features of the SC-GACs;as concerned as the quantitative relationship,the pore structural parameters of the BC-GAC from coal blend consisting of non-caking coals can be obtained by adding proportionally the pore structural parameters of the SC-GACs with d less than 10%.Meanwhile,for the BC-GAC from coal blend containing weak caking bituminous coal,the d increases up to 25% and the experimental pore size distribution differs greatly from the fitted one.     

微波辐射强化焦炭还原NO的反应机制

为探索高效、廉价的燃煤工业锅炉脱硝技术,以适宜工业应用的苹果木热解焦炭和热解兰炭作为NO还原剂,在微波反应系统中研究微波辐射对两种样品还原NO能力的影响,并结合红外测温实验,以及两种样品的孔隙结构、热重反应性等理化性质,对还原实验结果进行分析.研究结果表明:和热解兰炭相比,苹果木热解焦炭的孔隙结构更加发达,BET比表面积和孔容积更大,易于着火,燃烧反应速度较早达到最大值,并最先燃尽;但其燃烧剧烈强度、前期反应能力、可燃性以及燃烧性能偏弱.未施加微波时,苹果木热解焦炭对NO的还原能力强于热解兰炭;施加微波后,两种样品还原NO的能力较未施加微波时均有所增强;微波辐射有效促进了焦炭对NO的还原,且这种促进效果和微波功率成正比关系;微波辐射对热解兰炭的NO还原的促进效果较苹果木热解焦炭明显.红外测温实验结果表明,经过不同功率的微波辐射后,两种样品表面温度均有不同程度的提高,说明微波具有明显的热效应,促进了焦炭对NO的还原.     

不同形态钠对伊敏褐煤碳黑生成特性的影响

为揭示褐煤的碳黑生成特性与Na在煤衍生碳黑形成过程中的作用,采用电感耦合等离子体发射光谱仪、X射线光电子能谱仪和傅里叶变换红外吸收光谱仪研究分别担载了空白、物理吸附态Na (ANa)与离子可交换态Na (INa)的酸洗伊敏褐煤在沉降炉中不同停留时间下热解所产生碳黑的产率、表面与整体化学特性.结果表明:在表面增长阶段,褐煤的碳黑产率增幅远超焦油产率降幅;当停留时间足够长时,碳黑产率有所降低,含氧官能团含量升高;担载Na可以降低碳黑产率,但INa对碳黑的抑制作用比ANa强得多,且INa可以使热解气溶胶中醚与砜的含量升高.这些现象说明:在褐煤二次热解过程中,小分子芳香化合物、脂肪族物质与轻质气体也会通过表面增长提高碳黑产率.褐煤热解气中含氧物质可以在停留时间足够长时表现出对碳黑的氧化作用. INa可以保持与焦炭或挥发分之间有机结合状态,在一次热解过程减少初级焦油释放,在二次热解过程中促进挥发分与含氧物质结合;而ANa在一次热解过程中作用不明显.在二次热解过程中,气化的ANa与INa抑制碳黑形成的作用机制相同.     

褐煤固体热载体热解-气化耦合工艺流程模拟

为实现褐煤的清洁高效利用,对褐煤固体热载体热解-气化耦合工艺进行了评价.利用流程模拟软件ASPENPLUS建立了该工艺的模拟流程,分析了处理规模为42t/h时褐煤干燥阶段和热解阶段的能耗、固体热载体与煤混合、分离、运输过程的机械能耗及燃烧半焦的比例.结果表明,该工艺可利用褐煤所含外在水分作为气化剂,节约了气化所需水耗,在水煤比为0.7的情况下,可节约水资源12.5t/h,褐煤热解可获得焦油产品2.6t/h,半焦24.3t/h,其中45%的半焦用于燃烧供热,55%用于气化;褐煤热解单元能耗占总能耗70%以上,是直接导致固体热载体用量大、燃烧半焦比例大以及系统辅助能耗大的主要原因.