水煤浆热解挥发分析出机理的研究

采用由日本岛津（SHIMADZU）公司生产的DTG-60H型热重-差热分析仪,对水煤浆在不同升温速率下的特性进行研究,升温速率分别为20C／min,30℃／min和50C／min．通过对水煤浆的热重分析数据的处理与分析,采用微分法和积分法相结合的方法,得到表征水煤浆热解反应挥发分析出的机理为Anti—Jander的三维扩散模型．实验表明,随着升温速率的增大,水煤浆热解反应的活化能也增大,与机理方程是吻合的．     

油页岩热解的FG-DVC模型

为研究油页岩结构与热解反应性之间的关系,在TG-FTIR分析仪上对甘肃油页岩在不同升温速率条件下(5、20、50℃·min-1)进行了热解实验研究,对CH4、CO、CO2、H2O和页岩油进行了定量分析,并采用非线性最小二乘拟合方法求解各组分析出的动力学参数,同时采用基于燃料化学结构的FG-DVC模型对各组分的析出过程进行了模拟。结果表明:油页岩的脱挥发分过程主要发生在200~600℃之间;油页岩中有机质所含官能团以脂肪烃为主;由于各官能团活性不同,导致气态产物的析出有先后顺序;由非线性最小二乘拟合方法获得的各种产物析出的活化能E分布在188~239 kJ·mol-1之间,而指前因子A在109~1013 s-1之间;各产物的FG-DVC模拟结果与实验数据较为相符,这说明用FG-DVC模型来描述甘肃油页岩的热解脱挥发分过程是比较合适的。     

油页岩热解的FG-DVC模型

为研究油页岩结构与热解反应性之间的关系,在TG-FTIR分析仪上对甘肃油页岩在不同升温速率条件下（5、20、50℃·min^-1）进行了热解实验研究,对CH₄、CO、CO₂、H₂O和页岩油进行了定量分析,并采用非线性最小二乘拟合方法求解各组分析出的动力学参数,同时采用基于燃料化学结构的FG-DVC模型对各组分的析出过程进行了模拟。结果表明：油页岩的脱挥发分过程主要发生在200～600℃之间;油页岩中有机质所含官能团以脂肪烃为主;由于各官能团活性不同,导致气态产物的析出有先后顺序;由非线性最小二乘拟合方法获得的各种产物析出的活化能E分布在188～239 kJ·mol^-1之间,而指前因子A在10⁹～10¹³ s^-1之间;各产物的FG-DVC模拟结果与实验数据较为相符,这说明用FG-DVC模型来描述甘肃油页岩的热解脱挥发分过程是比较合适的。     

水煤浆和原煤粉居里点裂解仪对比实验研究

利用居里点裂解仪对水煤浆和原煤粉进行中速热解。介绍了居里点裂解仪的工作原理,计算了2种样品在实验中的热解动力学参数和升温速率,对比分析2种样品中速热解时的反应特性。结果表明,水煤浆的活化能为16.362 kJ/mol,大于原煤粉的活化能12.691 kJ/mol,但升温速率比原煤粉小,分别为617 K/s和834 K/s。实验还发现水煤浆因为其中水分的影响,其挥发分的热解有明显的滞后,但热解曲线的斜率比原煤粉大,说明水煤浆在经过热力储备阶段达到热解的活化能后其热解速率比原煤粉要快,最终的产量也稍高。     

不同升温速率下水煤浆的燃烧特性分析

采用热重-差热分析仪研究了胜利制浆厂水煤浆在不同升温速率下的燃烧特性,所采用的升温速率为10、20、30、50 K/m in,所用的气体为纯O2,气体总流量为100 mL/m in。根据实验数据计算了不同升温速率下水煤浆在不同阶段的燃烧动力学参数,分析了水煤浆燃烧特性。结果表明:随着升温速率的增大,水煤浆失水更加迅速,在低温段和高温段的动力学特征参数都表现出质量损失增加和活化能降低的特点,各特性温度也相应增加。     

高炉喷吹煤燃烧性能的实验研究

介绍了利用差热分析天平,采用程序升温法对高炉喷吹煤在不同升温速率和空气流量下的燃烧性能进行的实验,分析了升温速率和空气流量对失重率和燃烧特征温度的影响。实验结果表明:失重率随升温速率的增大而降低,随空气流量的增大而升高。燃烧特征温度随着升温速率的增大而升高,随着空气流量的增大而降低。     

补连塔煤低温氧化特性的热重研究

为研究煤粉的低温氧化特性,对实验煤样在不同升温速率和氧气体积分数条件下进行了热重实验,并利用Coats-Redfen积分法计算了不同实验条件下最大失重开始时的温度至燃点间的活化能。结果表明:在实验条件范围内煤样的特征温度随升温速率的增大而升高,随氧气体积分数的增加而降低;活化能随升温速率的增大而增大,随氧气体积分数的增大而增大。同时,TG曲线随着升温速率的增加向高温段漂移,随着氧气体积分数的增大向低温段漂移,说明在一定范围内,氧气体积分数的增加可以缩短反应时间,而增大升温速率则会延长反应时间。     

煤的理化特性对其成浆性能的影响

通过对21种不同变质程度的煤种进行成浆性能的实验,分析了煤种的不同理化特性对煤样的成浆性能的影响.结果表明,水煤浆的粒度堆积效率都能达到较好的堆积效率,各水煤浆样在低剪切速率条件下的表观黏度差别较大,最大为埔连塔煤11.71 s-1,4 235 mPa*s.各煤样的成浆浓度随其可磨性指数的增加而呈曲线上升趋势,随其内水分的升高而降低.各水煤浆样的稳定性都很好,都超过了60 d,半数达到了90 d.     

富氧气氛下升温速率对煤燃烧及动力学的研究

在同步热分析仪上对小龙潭褐煤进行了不同升温速率(5K/min,10K/min和20K/min)下的O2/CO2燃烧特性实验,确定不同升温速率下煤粉的燃烧特性参数及动力学参数.实验结果表明,随着升温速率的增大,煤粉的TG曲线和DTG曲线均向低温区偏移,煤样的着火温度和燃尽温度升高,燃烧时间延长,可燃性指数和综合燃烧特性指数增大,同时,反应动力学参数随升温速率的变化而不同,频率因子呈上升趋势.     

神木煤显微组分热解特性和热解动力学

在高压热天平上考察了神木煤显微组分在不同热解温度、压力和升温速率下的热解行为 .并利用分布活化能模型 (DAEM)研究了显微组分的热解动力学 .结果表明 :在相同的热解条件下 ,镜质组比丝质组有较高的挥发分收率 .随热解温度升高 ,镜质组和丝质组的挥发分收率增加 .热解升温速率和压力对镜质组和丝质组的挥发分收率略有影响 .DAEM的动力学处理表明 :镜质组的归一化热解速率高于丝质组 ,热解活化能较低.     

煤热解动力学模型的建立

通过对煤热解反应动力学分析,基于分布活化能模型DAEM,建立了集总反应动力学模型表示煤炭热解过程。确定了可以预测热解产物组成、分布与热解终温和升温速率关系的动力学方程。结果表明：随热解温度升高,各种挥发分产物析出率越来越接近最大产率;半焦C含量增加,但产率下降,H,O,N和S等元素降低。升温有利于提高半焦脱硫率、脱氮率。温度为600℃左右时,除H2外的大部分挥发分基本析出,半焦元素变化幅度减小。热解终温较低且一定时,较慢的升温速率有利于各热解挥发分最大限度析出。秦丽娜     

沛城煤矿天然焦的热解特性

天然焦是一种热值在18～28 MJ·kg-1 的化石燃料,虽储量丰富,但多被弃用,有待于开发利用。采用TG-FT-IR联用技术在Thermax500 型加压热重分析仪上比较徐州沛城煤矿天然焦与徐州韩桥烟煤的热解过程,并利用VECTOR 22 型红外分析仪对热解产物进行了分析。考察了升温速率、热解终温、颗粒尺寸和压力对天然焦热解特性的影响。结果表明,与煤的热解过程不同,天然焦的热解没有半焦形成阶段,只包括了2 个不同的脱气阶段;随升温速率的提高,TG曲线向高温区偏移,升温速率对天然焦挥发分的析出量几乎没有影响;热解终温对试样挥发分析出量的影响较为明显,高温时,试样颗粒在显微镜下呈现出丰富的微孔结构,有利于挥发分的析出和还原活性的提高;颗粒粒度的减小有利于挥发分的析出;低于某特定温度,热解压力的影响较弱,当温度继续升高,压力的影响逐渐明显。     

水煤浆气化过程中残碳量计算模型

基于气化炉大型冷模实验的研究结果和煤气化过程的特点,分析了气流床水煤浆气化炉内各个区域的流动与化学反应特征,建立了水煤浆气化过程中残碳量的计算模型,考察了煤的挥发分、煤颗粒平均直径以及气化炉平均停留时间对残碳量的影响。计算结果表明,平均停留时间增加,残碳量减小;在相同的平均停留时间和颗粒平均直径下,煤中挥发分增加,出气化炉残碳量减小;在相同的平均停留时间和挥发分含量下,煤浆中煤颗粒平均直径减小,出气化炉残碳量减小。     

Devolatilization rate of biomasses and coal-biomass blends: an experimental investigation

Devolatilization behavior of different coals and biomasses under heating conditions typical of conventional pyrolysis processes was investigated. Thermogravimetric analyses were performed on coals (with high and low volatile matter), biomasses (pine sawdust and dried sewage sludge) and coal-biomass blends with different weight ratios. The different behavior of coals and biomass fuels in the devolatilization process (different amount and nature of volatile species released, different rate of devolatilization and different reactivity of produced chars) was analyzed for abstracting kinetic data. In addition, analyses of coal-biomass blends revealed that in the operative conditions used (i.e. low heating rate 20 °C/min and high nitrogen flowrate), primary reactions of the thermal decomposition of biomass fuels are not significantly affected by the presence of coal, and also coal does not seem to be influenced by the release of volatile matter from biomass. This led to the first conclusion that the weight loss of a blend can be obtained from the weighted sum of reference materials.Further, a kinetic analysis was performed in order to fit the experimental results and verify simple sub-models (namely, distribution activation energy model and lumped model) to be used in comprehensive combustion codes (computational fluid dynamic) assuring a major accuracy compared with SFOR model, but maintaining both simplicity and computational velocity. A quite good fitting was obtained for all materials and blends studied.     

煤气化细灰及其原煤的热解特性与官能团特征

对气流床水煤浆气化细灰和粉煤气化细灰及其原煤的热解特性与官能团特征进行研究,结合工业分析、元素分析、红外光谱(FTIR)方法以及热重-质谱联用(TG-MS)技术,分析了两种气化工艺所得细灰的特性,以及细灰与原煤官能团结构特征的差异。结果表明,气化细灰在经历煤气化过程后仍有部分挥发分未完全分解,细灰中的挥发分含量与其气化工艺有关;煤气化过程中,部分官能团未分解,并可能有部分官能团重排生成了较稳定的含氧化合物等新官能团。     

水煤浆气流床气化过程中氮的迁移

在四喷嘴对置式气流床气化炉中,考察了水煤浆在不同氧碳比气化条件下HCN、NH₃、NO和N₂的轴径向浓度。结果表明：氮污染物(HCN、NH₃、NO)在喷嘴平面处即产生并浓度最高,其主要来源于煤粒快速热解时析出的挥发分,远离喷嘴平面时三者浓度大幅降低并大多转化为N₂,且氧碳比增高有利于N₂的生成,气化室出口处浓度N₂>HCN>NH₃>NO;流场分布使气化室出口附近径向浓度基本一致,而其上部各平面位置靠近炉壁处浓度较低;煤浆中的适量水分有利于HCN和NH₃生成,但过量水分不利于挥发氮析出,使HCN、NH₃和NO生成量降低。     

水泥工业用煤的催化燃烧研究

选择MnO2、BaCO3和ZnO为催化剂,通过煤的燃尽度测定和挥发分释放特性试验,进行不同煤质的催化研究,讨论不同催化剂和催化剂含量对煤燃烧性能的作用。结果表明,催化剂可以提高劣质煤的燃尽度和挥发分释放量,且对挥发分较低的煤催化作用最明显;催化剂的添加量存在一个最佳值。主要作用机理是：催化剂促进煤中挥发分的析出,促进气-固相燃烧反应的进行,从而加速煤的燃烧过程。     

典型无烟煤热解成分的定量分析研究

采用TG-FTIR联用对3种无烟煤的热解产物中的CH4、CO、CO2、NH3进行定量分析研究.结果表明,随着挥发分含量的减少,CH4开始析出温度和析出峰值温度逐渐升高;各煤样的CO析出峰值温度接近一致;CO2的开始析出温度均在195℃左右,CO2的析出总量随煤样的挥发分的升高而增加;NH3的温度析出规律相似,但煤样的N...