惰性气氛下煤热解脱硫的试验研究

在惰性气氛中采用固定床反应装置对合山原煤进行了热解脱硫效果试验,主要考察了热解温度、热解时间对煤中挥发分和含硫量变化的影响.研究发现:随热解温度的升高,挥发分的损失量增加,而半焦的含硫量呈先升高、后下降、再升高的变化趋势;随热解时间的延长,挥发分的损失量增加,而半焦的含硫量呈先升高、后下降并趋于稳定的变化趋势;单一的升高热解温度或者延长热解时间不利于提高脱硫效果.     

NaCl/FeCl_3对高硫煤热解脱硫影响的研究

在氧化性气氛中,在不同的热解温度和热解时间下,分别对氯化钠和氯化铁改性后的煤进行实验分析,并与合山原煤热解挥发分逸出量和脱硫效果进行对比研究。通过实验数据研究分析发现:在煤热解过程中添加金属氯化物抑制了煤挥发分的逸出,提高了半焦产率,半焦产物的含硫量显著降低。     

热解温度对高水分印尼褐煤半焦孔隙特性及燃烧特性的影响

在不同温度下热解高水分印尼褐煤并对所得半焦进行了氮气等温吸附测试和热重燃烧试验。结果表明:在热解温度为500~750℃的范围内,随热解终温升高,所得半焦的比表面积和总孔容会先减小后增大,并在650℃后基本维持不变;在相同的热解条件下,高水分印尼褐煤半焦的孔隙更加发达;随热解温度升高,半焦的最大燃烧失重速率先减小而后有所增加,在热解温度为600℃时达到最低值;半焦燃烧反应活化能则随着热解温度的增加持续增加。     

温度对固体热载体热解炉稀相区产物的影响

在间接加热套管式热解提油试验台上,研究了循环流化床双床热解气化系统中热解炉稀相区温度对产物的影响规律。试验结果表明,热解温度从500℃升至700℃时,水收率、焦油收率及热解气收率均增加;随热解温度升高,半焦中挥发分残存率不断降低,700℃时煤中17.44%的挥发分在稀相区受热析出,大部分水分已经析出,半焦中固定碳残存率基本不变。焦油样品中甲苯不溶物及沥青质含量均较低,热解温度升高至700℃后沥青质含量增加;热解气中除C3H8外,其余组分产率均随热解温度升高不断增大;热解气组分分布在3个区间,其中H2达39%以上,单碳类气体(CO、CO2、CH4)处于10%~25%范围内,C2和C3类气体均小于6%。     

焦载体下CH4及CO2气氛对低阶煤流化床热解特性的影响

以新疆润北煤为研究对象,在小型鼓泡流化床上开展了热解实验,结合气相色谱、SEM等表征手段对热解产物及其特性进行了分析,考察了以半焦为热载体不同热解温度条件下CH₄和CO₂气氛对煤炭流化床热解特性的影响。结果表明:由于煤半焦促进了CH₄和CO₂的重整反应,CH₄/CO₂混合气氛下热解产气率与单一气氛相比有所减少,减少幅度随温度和CO₂体积分数提高而增加;同时,热解温度为600 ℃以上时,CO和H₂产率随着CO₂体积分数的提高和温度的升高而明显增加,相应的热解水产率也明显增加;随着温度升高,受CH₄裂解、CH₄与CO₂重整及CO₂与碳的气化等反应的影响,CH₄/CO₂混合气氛下焦油产率有所增加,在热解温度600 ℃左右时焦油产率最高的同时增加幅度也较大;受CH₄裂解反应积碳以及CO₂和半焦的气化反应等过程的影响,CH₄气氛下半焦产率增加,CO₂气氛下半焦产率降低;CH₄/CO₂混合气氛下半焦产率及特性同样有明显的变化,且随热解温度升高变化更大;较低体积分数CO₂（6%）时,CO₂促进CH₄裂解积碳,其影响大于CO₂与碳的气化反应,半焦产率提高且半焦孔隙变小,表面变粗糙;而随着CO₂体积分数提高时（增加到15%）,CO₂与碳的气化作用增强,使得半焦产率反而明显减少且孔隙变大。     

玉米秸秆低温热解制备生物质炭的特性研究

玉米秸秆资源丰富,为了对其进行开发,利用自制的低温炭化装置,制备了不同低温热解的生物质炭,分析了生物质炭的产率、元素组成、工业组成、比表面积和表面形貌,以期了解玉米秸秆低温生物质炭特性及其随热解温度的变化规律。结果表明:热解温度显著影响玉米秸秆生物质炭的理化特性,随热解温度的升高,玉米秸秆生物质炭的产率从220℃的79.8%下降到270℃的71.2%,生物质炭中C元素含量显著增加,而H和O元素含量下降,N和S的含量变化不大,H/C和O/C摩尔比逐渐下降;生物质炭挥发分含量降低,固定碳含量升高;生物质炭比表面积普遍较低,在3.8~4.4 m~2/g;生物质炭表面形态变化不明显,粗糙程度略有增加。     

再燃煤粉轻质挥发分动态析出特性实验研究

在一管式炉上对煤粉高温热解小分子挥发分的动态析出特性及产量、构成等进行了研究。实验选择从烟煤到无烟煤的4种煤,热解温度范围在800~1 200 ℃。实验结果表明：随着热解温度的升高,在动态析出峰值上,HCN、C2H2、CO、H2持续增大,C2H6持续减小,而NH3、CH4及C2H4则是先增大后减小;在各物质析出产量上,HCN、CO、H2随温度而增加,CH4、C2H6随之下降,而NH3、C2H2、C2H4则存在一个最大析出值;烟煤挥发分平均分子量随温度升高而变小,无烟煤则是先变小后增大,在整体上烟煤的挥发分平均分子量要大于无烟煤。此外,在各种研究的小分子挥发分物质中烟煤的析出量均要大于无烟煤的析出量,CO、H2的最大析出量分别与煤中的氧及氢含量多少相对应。     

CO_2气氛影响烟煤流化床热解特性的实验研究

为了考察不同浓度的CO_2气氛对煤热解特性的影响,该文以陕西榆林烟煤为研究对象,在小型鼓泡流化床上开展实验研究。考察了CO_2气氛浓度对半焦、焦油、热解水和热解气体产物产率的影响。另外以600℃为例,考察了CO_2气氛对焦油组分、半焦表面官能团、半焦孔隙结构、元素组成和燃烧特性的影响。各温度下,热解产物半焦产率随CO_2浓度的提高而降低,在较高温度下(700和800℃)降低作用更明显。当CO_2浓度较低(10%)时,焦油产率受其影响不大,继续提高CO_2浓度时焦油产率有所提高而热解水产率受CO_2浓度的影响较小。热解气中CH_4产率随CO_2浓度的提高而提高,CO产率受CO_2浓度影响在800℃下最为明显。CO_2浓度越高H_2产率越低,C2~C3气体产率越高。提高CO_2浓度能减少焦油中重质组分相对含量,增加酚类的相对含量。半焦表面官能团中,CO_2浓度的提高抑制了羰基分解成CO_2,—OH伸缩特征峰随CO_2浓度的提高而减弱。半焦热重燃烧特性实验表明,随着CO_2浓度的提高,半焦的着火温度、最大燃烧速率对应温度以及燃尽温度都有所降低,而较高浓度(40%)下这一作用有所减弱。     

生物质与煤混合的热解特性研究

利用热重分析仪研究了生物质麦杆与煤混合的热解特性。实验发现,生物质的掺混能改善煤的热解特性。随着掺混比例的增大,混合燃料热解的挥发分初始析出温度会降低,最大热解速率增大,而最大热解速率对应的温度下降,挥发分释放变得更加集中,挥发分释放特性指数值变大。在热解过程中,麦秆与煤并没有发生明显的协同作用。     

油页岩挥发分析出及燃烧反应中活化能变化规律研究

为研究油页岩脱挥发分和挥发分燃烧动力学机制,并考察矿物成分对反应过程的影响,利用程序升温热分析技术进行了桦甸油页岩脱挥发分和燃烧实验。采用分布活化能模型获得了反应过程中活化能的变化规律。研究结果表明：油页岩热解挥发分析出和挥发分的燃烧均存在矿物质的催化作用,且催化类别不同,反应中矿物质催化作用使热解和燃烧的活化能出现了降低的趋势,频率因子和活化能之间的补偿关系表现出严格的分段;通过油页岩及相应半焦的燃烧特性对比表明挥发分燃烧过程中挥发分含量导致频率因子和活化能之间的补偿关系改变程度不同。     

热解过程中棕榈壳焦的物化结构演变特性

该文主要对生物质热解过程中焦炭物化结构的演变特性与转化机理进行分析研究。在固定床反应器上,以棕榈壳为样品,热解终温从300~1 000 ℃下制得焦炭,采用比表面积和孔径分析仪与傅里叶红外光谱仪等用对不同温度下所得焦炭的物化结构进行深入分析。研究发现煤焦的表面孔隙结构的形成和丰富主要集中在400~600 ℃,随着碳化温度的升高,孔面积先增大后减小,在约600 ℃有较高的比表面积;棕榈壳焦内的有机官能团(C＝O,C-C,C-H,C-O 和 OH等)的断裂和缩合也主要发生在中低温度段,同时固体焦内,碳的含量逐渐增加,而氢元素的含量逐渐减少。     

热解温度对神府煤热解与气化特性的影响

采用大容量加压热重分析仪研究了不同热解温度(500, 650, 800 和1 000 ℃)与压力(常压、3 MPa)下神府煤的热解特性,同时采用傅里叶红外光谱仪、比表面积分析仪等分析仪器对所得煤焦的物化特性进行了详细分析。发现高温有利于挥发分的析出,使得煤焦产量快速降低;同时煤焦内C元素的含量快速增加而H含量逐渐减少,同时煤焦内有机官能团的红外吸收也明显减少;煤焦的孔隙表面积和孔容随热解终温的升高先增大后减小,在800 ℃(常压)和650 ℃ (3MPa)取得最小值。热解温度和压力对煤焦的气化活性也有显著的影响。采用常压热重分析仪在1000 ℃下分析了煤焦的CO2等温气化特性。常压热解焦的CO2等温气化活性随温度升高而降低,而加压热解得到的焦有不同的趋势,说明压力和温度对煤粉热解和气化的影响有一定交互作用。     

废轮胎热解硫迁移行为及神经网络模型预测研究

对废轮胎在鼓泡流化床热解反应器中热解时硫的迁移行为进行了试验研究,并基于带偏差单元的IRN神经网络对其进行了预测。结果表明:随温度的升高半焦中的残硫率下降,有更多的硫迁移到热解气、油中;500℃热解S→H2S的转化率出现极小值;600～700℃硫的析出速度最大,但高温下热解二次反应加强,更多的硫迁移到热解油中,S→H2S的转化率增加微小。基于采用EBP(误差逆传播)算法的带偏差单元的IRN神经网络模型的预测结果很好地与试验数据相符合。     

典型煤种加压热解与气化实验研究

为了解压力对煤粉颗粒热解特性与固体煤焦的气化活性的影响，及其与煤粉颗粒特性的关联关系，采用加压热重分析仪在常压和3MPa下分析了4种我国典型工业用煤的热解失重特性，同时对煤焦的孔隙结构和化学组成进行了分析，并采用常压热分析仪比较了所得煤焦的CO2气化特性。结果显示高压不利于煤颗粒的热解，增加了煤焦的产量，而煤焦中H元素的含量明显降低；煤焦的气化活性也有明显降低。压力对不同煤种的影响因煤特性而异，褐煤焦的比表面积明显减少，而烟煤、无烟煤与贫煤的比表面积却有所增加，进而对煤焦气化特性的影响也有明显不同。     

高温管式炉煤粉燃烧NO排放规律研究

利用自制等温实验台炉模拟炉膛高温环境,研究了高温度1150～1550℃下煤粉燃烧特性,并同步测量了NO的生成量。结果表明：高温环境下煤粉燃烧可分为两个阶段,即挥发分和焦炭燃烧阶段。高温段显示提高温度可以较好地改善燃烧特性,同时温度由1150℃增加到1250℃时,燃烧失重速率增加幅度较其他温度区间大。NO瞬时排放浓度随燃烧经历了一个先增大后减小的过程,且峰值在燃烧过程前期。煤化程度越高,煤粉不能快速完成燃烧,焦炭中含N量大,释放缓慢,不能形成有效还原性气氛,使得总体NO排放较多。高温1550℃由空气产生的热力型NO高达3．5×10^-3mg／s。     

煤焦CO2气化反应中石灰石催化特性研究

研究了新鲜石灰石和经过煅烧/碳酸化反应(CCR)反复循环后的石灰石在烟煤煤焦CO2气化反应中的催化特性.结果表明,固定碳转化率随新鲜石灰石添加比例的增加而增大,石灰石添加比例为5％时其催化特性达到最佳,且催化活性随气化温度的升高而降低;在不同热解温度下添加2.5％新鲜石灰石制得的煤焦的气化特性与气化温度密切相关,当气化温度高于热解温度时,催化活性基本不受热解温度影响;随着CCR循环次数的增加,低温气化时石灰石催化活性比新鲜石灰石略低,但仍可作为煤焦气化反应的有效催化剂.     

燃烧中气化半焦孔隙结构特性变化实验研究

针对工业气化炉二级旋风分离器捕集的气化后半焦,利用高温携带流反应器进行高温燃烧反应特性实验。对1273和1573 K两个温度,5%和20%两个烟气含氧量,在反应器轴向不同停留时间下采得半焦样。采用自动吸附仪(ASAP 2020)测定半焦样氮吸附等温线,对氮吸附等温线形态、BET比表面积及BJH孔容积等孔结构参数进行了分析,并结合分形维数测量和扫描电镜对燃烧过程中气化半焦孔隙结构变化规律进行研究分析。研究表明所采集的半焦样吸附等温线为典型Ⅱ类吸附等温线,高温和较高烟气含氧量对半焦孔隙结构变化有促进作用,半焦燃烧反应中比表面积变化趋势与半焦燃烧反应速率变化趋势相似,后期燃尽速率主要由焦炭本征反应活性决定。     

AN、DME对锂电池电解液电导率的影响

研究了乙腈(AN)和乙二醇二甲醚(DME)对六氟磷酸锂(LiPF6)电解液电导率的影响.结果表明:在同一温度下,电导率随AN添加量的增加而增大,而DME的添加则使电导率先增加后趋于稳定.在AN和DME添加量一定的情况下,电导率均随温度的升高而增大.电导率与物质的量比和温度之间的关系分别可用函数δ=A+B1x+B2x2和...     

Characteristics of organic–inorganic hybrid coating films synthesized from colloidal silica-silane sol

Colloidal silica/silane sol solutions were prepared in variation with the amount of silane and reaction time. Such sol solutions were synthesized from colloidal silica/tetramethoxysilane(TMOS)/methyltrimethoxysilane(MTMS). Sol solutions were prepared by sol-gel method through two step reactions. In order to understand their physical and chemical properties, dip coating of sol solutions was performed on the glass substrates. The effects of amount of MTMS and reaction time on the formation of coating films were studied. Coating films became transparent as the reaction time increased. Contact angle of coating films increased with increasing the amount of MTMS. Contact angle of coating films decreased with increasing reaction time. Surface free energy of coating films decreased with increasing the amount of MTMS. Surface roughness of coating films decreased with increasing the amount of MTMS when the reaction time was 6 h. When the reaction time was 24, 48 and 72 h, surface roughness of coating films decreased with increasing the amount of MTMS in the beginning, and then increased when further amount of MTMS was added. Plastic hardness increased with increasing the amount of MTMS. Elastic portion inversely decreased with increasing the amount of MTMS. Coating films were stable until 550°C. Thermal degradation temperature of coating films decreased with increasing the amount of MTMS.     

水分对城市垃圾焚烧的影响

分析研究了城市垃圾中水分含量变化对垃圾净热值、垃圾燃烧时间及CO排放的影响。研究结果表明:城市垃圾水分的增加会使垃圾净热值近似呈线性减小,但提高了垃圾焦炭活性,缩短了焦炭燃烧时间,同时水分提高也有利于抑制CO的排放,提高垃圾的燃烧效率。本研究为了解垃圾的燃烧特性及垃圾焚烧运行提供参考。