煤干馏反应动力学的2种研究方法比较

为了深入了解COREX块煤在高温下的裂解机理,对所用块煤进行了不同温度下的高温干馏试验,确定不同温度下块煤焦油析出规律,之后分别采用混合模型法和分段法研究其干馏过程反应动力学,计算了相应的活化能和其他动力学参数.结果表明:混合模型法拟合得到3个阶段反应级数n分别为0.5、0.8、1.0,且活化能随着温度升高而增加,但由于该方法放弃反应模型物理意义,得到的只是表观活化能.分段法则根据煤干馏不同过程,确定了反应过程的机理分别为非等温收缩核、一级热解反应和分子扩散的反Jander模型,3个反应阶段的活化能分别为27.82、63.41、84.04 kJ/mol,间接地反映出块煤的裂解动力学特性,同时可为COREX熔融气化炉的数值模拟提供动力学参数.     

石油焦和大同煤的配煤实验研究

利用小焦炉进行石油焦和大同煤的配煤试验,获得了合适的比例和粒度,改善了焦炭强度,降低了产品成本,为生产应用打下了基础。     

大同云岗弱黏结性煤配煤炼焦研究

在对大同云岗煤基础性质研究的基础上,基于现有配煤方案,通过添加云岗煤来替代部分瘦煤、1/3焦煤或气煤进行配煤炼焦,研究了煤的细度和配比等对焦炭冷、热态强度和反应性等的影响。结果表明：云岗煤细度增加,焦炭的冷热态强度均有增加;云岗煤替代气煤,焦炭冷态强度随着配比增加先升高后减小,但热态强度下降;替代1/3焦煤及瘦煤,焦炭冷热态强度均是随着配入量的增加而减小。在配煤时增加肥煤的配入量,配入≯3%的云岗煤可以保证焦炭的质量。多用云岗煤,将有利于降低焦炭硫分和灰分,扩大炼焦煤资源,降低配煤成本。     

煤的氧化和热解反应的动力学研究

用热分析手段研究了不同煤化程度煤的氧化热解反应。结果表明,在空气中,煤在整个氧化热解过程中,可分为水分蒸发、吸氧增重、受热分解、燃烧与燃尽五个阶段。吸氧增重阶段的氧化反应为1级化学反应,受热分解阶段为1.5级的化学反应。求解出不同煤样在不同氧化阶段的平均表观活化能E和lnA的值,分析了煤氧化过程的特点与E和lnA值在不同氧化阶段的规律性,并用作图方法检验了所求氧化动力学参数的正确性。     

大同洗精煤替代首钢自洗大同煤配煤试验研究

本文阐述了大同云岗、四台洗精煤及京西选煤厂所洗江家湾煤的炼焦特征，并进行了２００ｋｇ试验焦炉配煤的炼焦试验。结果表明，用大云岗洗精煤及京西选煤厂所洗江家湾煤可替代首钢省洗大同晋化宫煤。本文研究了不同粒级大煤为的影响。     

铁浴煤氧喷射造气机理及动力学研究

本文对铁浴煤氧喷射造气反应机理进行了分析和考察，在此基础上建立了动力学模型，结果表明，射流氧使铁氧化成ＦｅＯ并弥散分布熔铁中，〔Ｃ〕与中间产物ＦｅＯ的反应是气化过程的主要反应。     

冶金反应工程学中反应过程动力学的研究方法探究

冶金物理化学中反应动力学的方法已经成功地在冶金学(如黑色冶金、有色冶金等)中得到了应用,并成为传统的冶金学学科体系中一个重要的理论基础,其研究方法已经非常的完善,形成了独自的结构和体系.冶金反应工程学的重要任务之一是要对冶金工程进行模拟,要准确地得到反应过程的机理和不同控制环节转换时间点,因此,冶金物理化学中冶金反应动力学的研究方法和结果并不完全适合于冶金反应工程学.为给在冶金反应工程学中求解传输和化学反应方程的定解条件提供必要的传输与反应过程动力学参数和不同控制环节的转换时间点,提出了用分段尝试法研究冶金反应过程动力学的新思路,并对比了2种方法和得到的结果及对分段尝试法进一步的发展进行了讨论.分段尝试法作为冶金反应工程学中研究反应过程动力学的方法,既可满足冶金反应工程学的自身需要,又能为建立独立的冶金反应工程学学科体系提供必要的保障.     

改进分段尝试法研究焦炭气化反应动力学

焦炭作为高炉炼铁的主要燃料,对高炉的正常运行以及高效冶炼发挥着至关重要的作用.伴随着现代高炉大型智能化的发展趋势,面对资源的不断消耗,用于冶炼优质冶金焦的原料逐渐减少,低质冶金焦引起了冶金工作者越来越多的关注.在测定高炉使用的焦炭基础理化特性后,通过对不同升温速率下不同质量焦炭与CO2的气化反应试验,采用分段尝试法建立...     

煤的热解特性及其动力学模型

本试验利用热重-差热分析仪对不同升温速率、粒径下的马钢烟煤、无烟煤、兰炭煤样热解特性进行试验研究。将煤样的热解过程分为4个阶段,并建立Coats-Redfern一级动力学模型。结果表明：随着升温速率的增加,挥发分初始温度提高,热解失重速率峰值增大;随着粒径增大,挥发分析出随粒径增大而减小;由一级动力学模型结果可得,活化能和频率因子之间存在补偿效应。     

炼焦常用单种煤热解动力学分析

用热重分析法对炼焦配煤常用单种煤的热解动力学特性及热失重过程进行了研究,分析了各单种煤的热解缩聚特征,研究了各煤种热解活化能与频率因子的变化情况,发现煤样热解分三个阶段,活化能与频率因子有相同的变化趋势,并且与煤种有关.     

对建立冶金反应工程学科体系的思考

为了适应冶金反应工程学科的发展,借鉴了化学反应工程学科体系的理念,讨论了冶金反应工程学科发展的状况,并提出了建立新的研究该学科体系的构想。考虑冶金应用基础的物性参数不足的现状,提出了将冶金反应工程学和冶金反应工程分别研究的构想。冶金反应工程学为该学科的基础部分(确定定解条件的相关基础试验和建立考虑全部定解条件的模型),冶金反应工程为该学科在生产中将模拟结果放大和优化的应用部分。该学科的目标是要能够解决生产实际问题,通过模型进行模拟要达到定量结果,以对实际生产进行指导。需要进行长期、认真、细致、艰苦的研究工作,以逐步丰富和完善冶金反应工程学科的内涵。另外,为了给冶金反应工程学求解方程的定解条件提供必要的参数,提出了用分段尝试法研究冶金反应过程动力学的新思路,既可满足冶金反应工程学的自身需要,又能为建立独立的学科体系提供必要的保障。     

废塑料与煤粉的热解特性对比及动力学研究

 采用热重分析法(TGA)研究了城市固体垃圾中的4种常见废弃塑料——废弃聚乙烯农膜(PE)、废弃聚苯乙烯泡沫塑料(PS)、废弃聚丙烯编织袋(PP)、丢弃的聚对苯二甲酸乙二醇酯饮料瓶(PET)和高炉喷吹用煤粉的热解特性,并计算出它们各自的热解动力学参数。结果表明：废塑料和煤粉的热裂解都属于一级反应,但是煤粉裂解温度远高于废塑料,而裂解量却远小于废塑料,在高炉高温条件下,废塑料将具有比煤粉更好的燃烧特性。     

澳大利亚进口焦煤煤质特性与结焦特性研究

通过质量检测、煤的岩相分析和20kg试验焦炉炼焦试验，对澳大利亚两种进口焦煤诺维茨煤和峰景煤的煤质和结焦特性进行了研究，两种进口焦煤低灰、低硫，为单一煤层煤，煤质稳定，配煤炼焦有利于焦炭质量稳定。峰景煤和国内柳湾煤的结焦性能相当，诺维茨煤的结焦性能与国内恒山煤和祁县煤的结焦性能接近。     

煤粉高速加热条件下的快速热分解

高炉喷吹煤粉和熔融还原铁浴粉煤气化等高速加热条件下,快速热分解是第一步。为研究1160-1750℃温度条件的这一过程,作者用等离子体加热的实验装置,加热速度可达4.3×10³-2.4×10⁴K/s。实验表明增加温度可明显改善烟煤的快速热分解过程,而旦效果比无烟煤明显得多;但气氛对快速热分解过程的影响不太明显。进而说明了铁浴气化粉煤和氧化介质可分开吹入,有利于控制喷嘴前端过热并减少金属蒸发后进入产品气体之中。     

邯钢喷吹用煤的TG-FTIR热解研究

采用TG-FTIR联用技术研究了邯钢喷吹用煤的热解失重过程。结果表明:长治煤、大湾煤、70%长治煤+30%大湾煤的失重过程均大致分三个阶段,450~800℃之间,TG曲线急剧下降,挥发分大量逸出。DTA曲线在590~700℃时出现峰值,煤的热解反应剧烈。分析显示长治煤添加30%比例大湾煤后失重开始温度比原煤下降13.5℃,1000℃时的失重率比长治煤的失重率增加了4.05%,说明无烟煤配加烟煤可以促进煤粉热解过程中产物的转化,有利于改善喷吹煤粉的燃烧状况。FTIR结果显示:添加30%大湾煤对煤粉在热解过程中CO的生成影响不大,CO2则出现减少的趋势。甲烷气体的释放被集中到一定时间段内完成,且释放量有所增加。另外,配煤还促进了其他烃类气体逸出,增加了参加均相燃烧的挥发分气体比例。     

邯钢高炉喷吹煤粉的快速热解机制

为了提高邯钢高炉喷吹煤比,模拟煤粉在高炉内的热解。以邯钢喷吹用长治煤(以下简称CL)和大湾煤(以下简称DW)为原料,采用等离子体进行快速热解,计算反应后煤粉的分解率,利用气相色谱仪对气体产物进行分析以及用扫描电镜(SEM)观察反应产物的形貌特征。试验结果表明,CL和DW的分解率分别为43.10%和52.04%,气相产物主要为CO、H2、CH4、C2H2及少量C2H4等气体,热解产物的粒径减小,形貌发生明显变化。在CL煤的基础上配加不同比例的DW后,煤粉颗粒出现了孔状结构,因此可以提高炉内风口回旋区固定碳颗粒的燃烧率,为提高煤粉燃烧率提供理论依据。     

Thermogravimetric Analysis of Coal Char Combustion Kinetics

Four chars prepared from pulverized coals were subjected to non-isothermal and isothermal combustion tests in a thermogravimetric analysis(TGA)device.Three different test methods,i.e.,non-isothermal single heating rate(A),non-isothermal multiple heating rate(B),and isothermal test(C),were conducted to calculate the kinetic parameters of combustion of coal char.The results show that the combustion characteristics of bituminous coal char is better than that of anthracite char,and both increase of heating rate and increase of combustion temperature can obviously improve combustion characteristics of coal char.Activation energies of coal char combustion calculated by different methods are different,with activation energies calculated by methods A,B and C in the range of 103.12-153.77,93.87-119.26,and 46.48-76.68kJ/mol,respectively.By using different methods,activation energy of anthracite char is always higher than that of bituminous coal char.In non-isothermal tests,with increase of combustion temperature,the combustion process changed from kinetic control to diffusion control.For isothermal combustion,the combustion process was kinetically controlled at temperature lower than 580℃ for bituminous coal char and at temperature lower than 630℃ for anthracite char.     

煤代油技术研究进展

从中国能源结构出发,阐述了煤代油的重要意义;介绍了目前工业上用于煤代油的几种典型技术的发展状况及特点,指出了我国应大力开展和推广现实的、清洁的、可靠和安全的煤代油技术,且水煤浆代油燃烧技术和煤气化代油技术是我国目前研究开发和推广煤代油技术的优选技术.     

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Experiments of combustion and granularity analysis as well as infrared spectroscopy were carried out on the investigation of raw and microwave irradiated pulverized coal (PC). It is indicated in the results that combustion properties of PC under different heating rates are ameliorated after irradiation. Meanwhile, a small decrease in granularity of PC is noticed after microwave treatment, which can prove to be invalid in optimizing the combustion performance of PC in the combustion of devolatilized PC. Simultaneously, radicals of high activity in PC are found to be increased, namely the superior combustion of irradiated PC is due to the activation of volatiles by microwave. Flynn-Wall-Ozawa (FWO) model is adopted to investigate the kinetics of PC combustion, it is indicated that the activation energy of irradiated PC is lower than that of raw PC under the conversion rate of 50%. After microwave treatment, the activation energy of Yungang and Yangquan PC is reduced by 20. 37 and 26. 91J??mol-1 respectively at the conversion rate of 20%. However, the difference in activation energy between raw and irradiated PC is reduced with the increasing of conversion rate. The activation energy of Yungang and Yangquan irradiated PC respectively returns to the level of raw PC at conversion rate of 50% and 60%. When conversion rate of two PC exceeds this level, the activation energy of irradiated PC becomes slightly higher than that of raw PC while the extent was not that significant.