固体热载体煤热解过程中氮的迁移

在固体热载体煤热解实验装置上考察了石英砂、燃烧灰和气化半焦为热载体对煤热解过程中氮迁移的影响.固体热载体煤热解过程中,热解温度升高有利于煤中挥发分析出,可以促进煤中含氮官能团发生断键,利于氮的脱除.快速热解可促进煤中氮脱除生成HCN和NH3.分别以石英砂、燃烧灰和气化半焦为热载体,研究表明:热载体中矿物质可促进焦油氮分...     

煤热解过程中氮、硫析出形态的研究进展

综述了煤中氮、硫元素的赋存形态及其在煤热解过程中析出形态的研究进展，讨论了温度、压力和煤阶等因素对氮、硫在热解产物中赋存形态的影响，同时给出了一些含氮、硫化合物的可能生成途径。指出应大力加强煤热解过程中氮、硫析出形态的研究，以实现煤的洁净利用。     

几种年轻煤在氮热等离子体中的热解

研究了几种中国年轻煤在氮电弧热等离子体中的热解行为,考察了煤的基本性质、煤的粒度及加煤速率等条件对煤热解特性的影响.结果发现,煤在氮等离子体条件下热解所得气体产物中的主要成分是氢、乙炔、一氧化碳和丙炔腈,此外还有甲烷和乙烯等小分子烃.乙炔的收率随煤种的不同和操作条件的变化而波动.煤中的挥发分含量愈高、加煤速率愈低,乙炔收率则愈高.其中扎赉诺尔褐煤的乙炔收率最高可达22.3%(以煤中碳为基准);原料煤在氮等离子体中热解后,除部分芳香C—C键得以保留外,煤有机结构中的外围官能团全部消失,同时在热解半焦中有新的氮基官能团(如—C(?)N)引入.     

神府煤热解中试过程中硫、氮迁移分布探讨

在低阶煤新型热解工艺中试研究的基础上,探讨了不同温度条件下煤热解过程中硫、氮在半焦、焦油、煤气三大产品中的迁移分布情况。研究结果表明:煤中硫、氮的迁移直接受热解温度、煤阶以及硫、氮在煤中的赋存形式的影响;热解终温达到500℃后,硫的产物分布趋于稳定,大部分硫主要滞留于半焦中,焦油中硫的分布较少;热解终温达550℃时,有半数左右的氮仍滞留于半焦中,释放出的含氮产物中,HCN和NH_3所占的比例较少,大部分以焦油氮和N_2的形式分布于热解产物中。     

煤中氮元素迁徙规律的研究进展

对煤中氮元素迁徙规律的研究进展进行了综述,主要介绍了煤中氮的赋存形态及含氮官能团的结构特点,以及煤中氮在热解、气化和燃烧产物中的分布规律及其影响因素。     

不同变质煤热解和气化中燃料氮的转化规律

利用水平管式炉对不同变质程度煤进行了热解和气化实验,并利用傅里叶红外气体分析仪对热解和气化过程中主要含氮产物的释放规律进行了研究.结果发现,煤的变质程度对煤热解和气化过程中HCN的释放具有重要影响,而对NH3的释放影响较小.对于低变质程度煤来说,挥发分含量较高,而挥发分的深度裂解是HCN产生的主要来源.因此,低变质程度煤热解过程中转化为HCN的燃料氮份额高于高变质程度煤;对于不同变质程度煤在热解过程中转化为NH3的燃料氮份额则大致相当.对不同变质程度煤在CO2气氛条件下气化反应过程中含氮产物生成规律的研究发现,焦炭氮几乎全部转化为NO;转化为NH3的燃料氮份额有所增加;除印尼褐煤外,转化为HCN的燃料氮份额也有所增加;此外,对CO2气化过程中NO的生成机理进行分析,认为焦炭氮的直接氧化可能是NO产生的主要来源.     

煤热解过程中氮元素迁移规律影响因素

由于散煤燃烧会造成严重的环境污染,尤其是其排放的氮氧化物对大气环境破坏严重,煤热解作为煤燃烧、气化的伴随过程,具有重要的研究意义,而探究煤中氮元素在热解过程中的迁移规律,了解氮氧化物前驱物的生成条件对后续含氮污染物的控制起到决定性作用,在实际的热解过程中,多种因素共同制约着含氮物相的迁移方向,通过煤阶、粒径、热解温度、矿物质种类这些影响因素,可以得到:煤阶越高,挥发分越不易析出,在一定程度上,高煤化度煤氮易留在焦中,中等煤化度煤氮则易于进入挥发分中,煤颗粒粒径越大,挥发分也同样不易析出,而热解温度则对挥发氮和焦氮形成均有促进作用,不同金属离子对含氮物相析出有不同的效果。     

煤热解过程中氮元素迁移规律影响因素

由于散煤燃烧会造成严重的环境污染,尤其是其排放的氮氧化物对大气环境破坏严重,煤热解作为煤燃烧、气化的伴随过程,具有重要的研究意义,而探究煤中氮元素在热解过程中的迁移规律,了解氮氧化物前驱物的生成条件对后续含氮污染物的控制起到决定性作用,在实际的热解过程中,多种因素共同制约着含氮物相的迁移方向,通过煤阶、粒径、热解温度、矿物质种类这些影响因素,可以得到:煤阶越高,挥发分越不易析出,在一定程度上,高煤化度煤氮易留在焦中,中等煤化度煤氮则易于进入挥发分中,煤颗粒粒径越大,挥发分也同样不易析出,而热解温度则对挥发氮和焦氮形成均有促进作用,不同金属离子对含氮物相析出有不同的效果。     

钙及其赋存形态对煤热解过程中氮转化的影响

燃煤NO_x生成与煤中含氮物质的种类及其在热解、燃烧中的转化特性密切相关。利用酸洗—物理混合/溶液浸渍添加方法制备获得含不同赋存形态Ca的煤粉,在水平管式炉上研究了不同赋存形态Ca对煤热解过程中氮转化特性的影响。结果表明,无机形式存在的Ca会使热解后的焦氮含量升高,而有机形式存在的Ca倾向于降低热解后的焦氮含量。添加以Ca(OH)2为模型物质的无机含钙矿物会抑制煤热解过程中NH_3的生成。添加以醋酸钙为模型物质的外在或内在有机含钙矿物后,NH_3均降低而HCN生成量升高,表明有机含钙矿物会促进煤中氮向HCN的转化。与以外在矿物形式添加的醋酸钙相比,以内在矿物形式添加的醋酸钙对热解中氮转化行为的影响较小。     

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.     

矿物质对煤中硫氮在热解气化过程中迁移变化的催化作用

从煤自身所含的矿物质和外加添加剂的观点出发,对煤热解、气化和燃烧过程中存在的催化作用进行了阐述,尤其是煤中N、S有害元素的催化转化作用。煤自身所含的矿物质及部分碱金属、碱土金属和过渡金属添加剂对煤热解、气化和燃烧过程具有一定的催化能力,同时对煤中N、S有害元素的转化也有明显作用。对具有单功能催化作用的金属催化剂进行合理组合、适当改性和优化添加方式,在NOx和SOx污染性气体形成前对其前驱体进行抑制和定向转化,是今后煤炭洁净转化的一个研究方向。     

热解过程中煤氮定向转化为N2的研究

煤的热解过程中含氮物向无污染的N2定向转化是氮氧化物形成之前抑制其生成的经济有效的方法,介绍了国内外关于煤氮定向转化为N2的催化作用机理,着重讨论了碱金属、碱土金属、过渡金属催化剂的作用及其最新研究进展,通过比较认为多功能复合型添加剂是今后煤氮向环境友好的N2转化研究的发展方向之一。     

Coal flash pyrolysis: 5. Pyrolysis in an atmosphere of methane

Flash pyrolysis of coal at temperatures above 700°C and in the presence of methane produces substantially more ethylene and other low molecular weight hydrocarbons than are produced by pyrolysis of coal in the presence of nitrogen alone. Evidence is presented to show that the increase is due to pyrolysis of the methane quite independently of the coal, except with the possible catalysis by the coal, coke or mineral matter in the coal ash. This is contrary to recent reports in the literature.     

煤中固有矿物质在热解过程中对氮释放的影响

采用管式炉固定床反应器,考察了平朔煤( PS)、神木煤( SM)和阳城煤( YC)三种不同变质程度的煤种在热解过程中的HCN和NH3 释放规律,主要讨论煤中所固有的矿物质在这一过程中对氮分配的影响.结果表明:不同变质程度的煤种脱除矿物质后,均表现为热解过程中的NH3释放量减少,其减少程度与灰分的性质有关;而HCN的释放与煤中矿物质的关系却受煤变质程度的影响;同时矿物质对不同形态氮的分配也有明显的作用.     

煤中氮在热解过程中释放规律的数学模拟

以化学渗透模型(CPD)为基础构建煤的结构，以实验数据为基础，通过对煤中氮在热解阶段反应历程的描述，以及对NOx的主要前驱体HCN和NH3生成的动力学表达，建立了煤热解阶段氮释放的模型，将模型的计算结果与五种煤在管式固定床反应器中热解阶段形成HCN和NHx的测定结果进行比较，研究发现：模型能够相对准确的预测HCN形成(误差在20％以内)，但由于没有考虑惰质组的影响，对部分煤NHx的模拟误差较大(甚至超过50％)，模型也表达出在快速热解条件下随温度升高，HCN和NHx的生成量增加；随煤阶增加，HCN生成量减少；随惰质组含量增加，NHx的生成量增加的释放规律。     

煤中氯的赋存形态与释放特性的研究进展

从煤中氯的赋存形式、测定方法、释放特性和控制技术等方面,对国内外的煤中氯研究现状进行了评述。到目前为止,氯在煤中的赋存形式仍未有统一的结论,但都认为燃烧过程煤中氯主要以氯化氢的形式释放,将对燃烧设备燃烧区、加热器等部位产生腐蚀并污染环境。研究结果表明采用洗煤技术可以有效降低煤中的氯含量。     

升温速率及热解温度对煤热解过程的影响

为了研究煤热解过程中升温速率及热解温度对热解产物分布及热解过程吸热量的影响,采用热重和热红联用技术对煤热解过程进行了分析.研究了不同升温速率和热解温度对煤热解过程的气态产物分布的影响,并对所产生的焦炭性质进行了分析.结果表明:煤的整个热解过程的吸热量随升温速率的增加而减小;煤热解产生的焦油组分含量包括芳香族、脂环族和脂肪族含量达到最大值所对应的热解温度随升温速率的增加产生滞后现象,但是煤热解产生的煤气成分随着升温速率增加而急剧释放;随着热解温度的升高,焦炭结构逐渐致密,裂纹及裂缝产生,芳香晶核增大,同时焦炭中的氧和氮含量由于含氮和含氧化合物的继续分解而降低.     

铁镍复合助剂对煤热解过程中氮迁移规律的影响

为了减少煤炭燃烧过程中NO_x的排放,在管式炉中进行了煤与金属助剂（FeCl₃、NiCl₂）的热解实验,研究了助剂负载量、热解温度、助剂添加方式对氮迁移及N₂产率的影响并且对复合助剂作用机理进行了探讨。结果表明：随着助剂负载量的增加,氮脱除率及N₂产率呈现先增加后趋于稳定的趋势,且负载量以0.8%Fe复合1.0%Ni为最佳。在700~1000℃的热解温度范围内氮脱除率及N₂产率随热解温度的增加而增加。对煤进行溶胀处理添加复合助剂后,氮脱除率及N₂产率要优于未经处理的煤样。铁基助剂与镍基助剂在催化煤热解氮迁移过程中形成互补,铁基助剂的添加增加了镍基助剂的活性,弥补了单助剂的劣势,且复合助剂相比于单助剂有更强的氮脱除效果并且N₂产率达到最高39%。铁镍复合助剂对煤中N-5转化为N₂的催化效果更加明显,因为复合助剂对吡咯的内氢转移和开环有更强的催化作用。本研究能够为煤炭洁净化利用提供理论和实验依据。