热溶煤的结焦特性研究

将低阶煤转化为焦炭,实现资源的有效利用,有利于降低钢铁行业的运行成本。文章采用热溶解方式将低阶煤转化为热溶煤,并对热溶煤的焦化性能进行了研究。结果表明:热溶煤的焦化性能明显优于原煤。KL、GD、XB和ZS热溶煤的黏结性指数G分别为98、97、95和89,较原煤显著提高。采用最大渗透距离法测定热溶煤的流动性,四种热溶煤的最大渗透距离均显著提高,流动性增强。在GD原煤中配入不同含量的KL和ZS热溶煤,其焦炭强度均有一定程度的增强,但加入量有上限限制,其中KL热溶煤含量在20%时强度达到最大值5. 74 MPa,ZS热溶煤含量在25%时强度达到最大值7. 01 MPa。     

热重分析法研究不同添加剂对煤粉的催化燃烧

采用热重分析法和统计分析方法研究了原煤及加入不同添加剂后煤粉的燃烧效果.加入质量分数为2%的MnO₂、CaO和CeO₂可将原煤的活化能由98.07分别降至73.73、78.50和76.45 kJ·mol^-1,原煤的燃烧放热峰温度也随之降低,由534.2分别降至482.7、489.4和484.9℃,但对氧化放热峰温度影响不明显,两者作用结果可将原煤氧化峰与燃烧峰对应温度差减小约30℃.添加剂对煤粉燃烧活化能和燃烧峰温度的影响规律符合玻尔兹曼方程拟合的函数关系,燃烧放热峰对应温度降低,活化能也减小,可通过煤样差热分析曲线中燃烧峰对应温度值粗略估计煤样的活化能.     

T122铁素体耐热钢析出相热力学模拟计算

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对T122铁素体耐热钢钒含量变化对平衡析出相及A₃、A₄点的影响进行了研究.结果表明,T122钢的主要平衡析出相为M₂₃C₆、MX和Laves相.当钒质量分数在0.15%以下时,将析出极少量的Z相,且其随着钒含量的增加析出量呈直线下降;当钒质量分数在0.28%以上时,将析出两种不同的MX相,随着钒含量的增加MN相的比例下降,而M(C,N)相的比例增加.钒含量的变化对M₂₃C₆和Laves相的影响甚小.钒作为封闭奥氏体元素,增加钒含量,铁素体与奥氏体的转变区域将变小.     

微生物溶煤产物的分析

微生物溶煤产物的工业分析、元素分析结果表明,煤溶物的灰分明显下降,H/C、N/C原子质量比增大;红外光谱分析结果表明,煤溶物的结构与原煤相似,只是煤溶物中羟基作用加强或产物中增加了芳酮或共轭羰基结构;气-质联用色谱分析结果表明,微生物溶煤过程中,微生物分泌的产物打碎了煤的大分子结构;从菌种溶煤前后的透射电镜图也观察到菌种和煤作用后形成了一些胞外聚合体。     

低阶煤热解与兰炭生产工艺研究进展

当今社会,化石能源日益枯竭,充分高效利用现有资源和开发新的可再生资源十分必要.低阶煤挥发分高,燃烧性和反应性较好,直接燃烧无法充分发掘其所蕴含的潜在价值.热解技术作为一种能够高效利用煤炭资源的技术,受到许多学者的重视.根据低阶煤在不同转化阶段反应性不同的特点,通过控制煤的热解过程可以制得兰炭.兰炭的气化活性优于焦炭和无...     

生物质焦与煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析天平,采用非等温燃烧的方法对生物质热解产物——生物质焦与两种无烟煤混合试样的燃烧特性及其反应动力学参数进行了实验研究,考察了不同配比的混合试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,求出了反应的动力学参数活化能E_a和指前因子A.结果表明:活化能和指前因子均随混煤中生物质焦比例的增加而降低,存在动力学补偿效应;煤中掺入生物质焦后,试样燃烧的第一阶段和第二阶段的活化能分别呈现出\     

高炉入炉焦/风口焦微观结构与气化反应性对比

以同一座高炉2次休风所取的入炉焦和风口焦为研究对象,采用XRD、SEM-EDS、N₂吸附、热分析等方法比较分析不同样品的碳化学结构、碱金属富集程度、孔隙结构、CO₂气化反应性,探究了焦炭在高炉中反应性变化程度和影响因素。结果表明:风口焦炭与入炉焦炭相比,气化反应性显著升高,比表面积增大,碳结构有序化程度升高,碱金属含量提高;金属钾在风口焦炭边部的存在形式以可溶性盐为主,在焦炭内部以钾霞石为主;入炉焦各部位差异较小,而风口焦边部、中部、芯部的气化反应性和结构性质存在显著差异,表明其各部位在高炉中所经历的气化反应过程不同;风口焦中碱金属含量为影响气化反应性的最主要因素,次要影响因素为碳化学结构和孔隙结构。     

干熄焦系统中硫化物产生及其变化规律

通过热解试验及建模分析,对干熄焦系统中硫化物产生原因及其变化规律开展了研究。焦炭残余挥发分和焦炭烧损是干熄焦系统中硫化物的主要来源,且存在硫化物的平衡浓度(S_e)。采用热重质谱联用仪对生焦进行热解分析,推测焦炭残余挥发分主要成分是H₂。通过建模分析,当不考虑焦炭残余挥发分的影响时,硫化物的平衡浓度仅与导入空气中O₂含量、焦炭中的硫和碳含量有关。当烧损量一定时,存在一特定值,当S_r(残余挥发分中硫的体积分数)大于该值时,S_e随V_r(单位时间内在干熄系统内释放的焦炭残余挥发分体积)增大而增大;当S_r小于该值时,S_e随V_r增大而减小。对某干熄焦循环气体中SO₂浓度进行了检测,检测值低于不考虑残余挥发分时的理论值S0_e,推测该干熄焦系统中残余挥发分的存在降低了干熄焦系统中S_e。     

烧结矿应用于化学链燃烧的反应特性

本文通过热重实验研究了烧结矿作为载氧体的H₂还原反应特性,将其与通过溶解法制备的Fe₂O₃/Al₂O₃载氧体进行了氧化还原反应性比较,在500~1250℃范围内研究了温度对于烧结矿还原反应过程的影响,在950℃下进行了30次循环反应实验,采用四种模型进行了反应动力学分析.结果表明,烧结矿的H₂还原转化率大于80%,可以完全再氧化,并具有良好的循环反应性能.在500~950℃范围内,随温度升高还原反应速率及最终转化率都显著增加;而当温度高于1100℃时,在反应后期还原反应速率和最终转化率有下降的趋势.在500~950℃范围内,对烧结矿的还原过程第一反应阶段(Fe₂O₃-Fe₃O₄/FeO,还原转化率< 25%)可采用二阶反应模型(M2)拟合,得到表观活化能为E=36.018 kJ·mol^-1,指前因子为A₀=1.053×10^-2 s ^-1;第二反应阶段(Fe₃O₄/FeO-Fe,还原转化率> 25%)采用收缩核模型(M4)拟合,得到的表观活化能为E=51.176 kJ·mol^-1,指前因子为A₀=1.066×10^-2 s ^-1.     

微生物的分离及其培养条件对溶煤效果的影响

分别从新汶矿区采集的土样、尾矿水、矿井水中分离筛选出溶煤效果比较好的7种菌种.采用这些优选菌种,在沙保劳麦芽糖培养基和改性CZAPECK DOX-medium培养基中分别对氧化程度不同的煤进行溶解试验,考察了培养基的组成及菌种紫外诱变对溶煤效果的影响.结果表明,煤的微生物溶解程度主要取决于培养基的氮含量和煤的氧化程度,煤中氧含量高有利于煤的微生物溶解;菌种诱变后溶煤时间明显缩短,溶煤率增大.通过菌种生长数码照片和透射电镜图片,观察到微生物的形态以及煤在微生物表面的溶解情况.在确定最佳溶煤时间后,通过原煤和煤溶物的工业分析、元素分析和红外光谱分析,考察了溶煤前后元素的变化和煤溶物的结构变化.     

改质沥青对冶金炼焦过程配合煤成焦性质的影响

 研究了配入改质沥青的量对4种配合煤的几种主要成焦性能灰分Ad、挥发分Vdaf、硫分St,d、收缩指数X和煤粘结指数G的影响。研究表明,加入改质沥青小于6％时,4种配煤的灰分逐渐下降,之后又逐渐上升;4种配煤挥发分的含量随改质沥青配入量的增加逐渐增大,到5％时达到最大;硫分含量因配合煤不同而有差异,配比4随改质沥青的增加硫含量变化不大,其它3种配合煤在改质沥青的含量小于5％时,硫含量基本不变,之后急剧增大;4种配合煤的胶质层厚度Y随着改质沥青的加入量的增大而增大;收缩指数X随改质沥青含量的增加而下降;配比3的粘结指数随改质沥青的含量的增加基本不变化,其它3种配合煤的粘结指数在改质沥青为5％～6%时达到最大。     

炼焦煤灰分对其结焦性的影响规律

 炼焦煤灰分是决定其价格的重要因素,为比较同一矿点煤种灰分对结焦性质的影响规律,对各炼焦煤进行黏结性、煤岩特征、灰分等分析并进行40 kg试验焦炉炼焦试验分析。研究表明,不同煤种炼焦煤灰分降低对黏结性改善幅度不同,黏结性较好的炼焦煤当其灰分降低时,黏结性改善不明显;黏结性较差的炼焦煤当灰分降低时,其黏结性改善较为明显;且不同煤种炼焦煤灰分降低时灰组成变化规律不同。不同煤种炼焦煤灰分降低时所炼焦炭其强度变化程度不同,黏结性较好的炼焦煤,当其灰分降低,所炼焦炭强度变化幅度不大;黏结性较差的炼焦煤,当其灰分降低时,所炼焦炭强度改善较大。     

Chemical Leaching of High-Ash Indian Coals for Production of Low-Ash Clean Coal

It is difficult to reduce the ash content in Indian coals below a certain level by conventional physical beneficiation techniques due to their poor washability characteristics. In the present work, the effect of aqueous alkali leaching at elevated temperature, followed by acid washing on the removal of mineral matter, was evaluated for different captive coals of Tata Steel. The research study revealed that the ash content of all these coals could be reduced by more than 50% using this method. The degree of demineralization improved by increasing the reaction time, alkali concentration, and temperature, and by reducing the coal particle size. No significant change was observed in the alkali content, whereas silica, alumina, and phosphorous content reduced significantly after the final acid treatment. The mechanism of demineralization was evaluated by analyzing the coal samples before and after the alkali and acid treatments using X-ray diffraction (XRD) techniques. Overall, this study provides an insight into possible alternative methods of beneficiation for removal of ash from physically beneficiated high-ash Indian coals.     

NLMK高炉喷吹煤粉优化搭配

得益于丰富的天然气资源,俄罗斯众多钢铁厂使用天然气进行高炉喷吹。为实现资源的合理配置以及效益最大化,提高高炉喷煤量、减少天然气使用成了新利佩茨克钢铁公司发展新方向。对俄罗斯所提供的两种高挥发分煤(1号、2号)和2种挥发分含量较低的煤(3号、4号)以及经配煤处理后的混煤进行工业分析和着火点、爆炸性、灰熔点等喷吹特性研究。研究发现1号和2号煤具有强爆炸性和较低的着火点,而3号和4号煤着火点较高,燃烧率较低。4种煤粉均不适于高炉单独喷吹。经混煤处理后的煤粉无爆炸性,燃烧率高于贫瘦煤,着火点介于对应2种单煤之间,灰分的质量分数均低于8%,低于国内高炉喷吹用煤对灰分要求。但俄罗斯煤的可磨性普遍较差。在所设定的混煤方案中,2号烟煤与4号贫瘦煤的混煤着火点适中、燃烧率较高、可磨性较好,较适合高炉喷吹,其中2号烟煤占40%时最适合高炉喷吹。     

Evaluation of four coals for blast furnace pulverized coal injection

 One of the effective methods to reduce coke consumption is Pulverized Coal Injection (PCI). The most important problems encountered in this method are reduced permeability, unburned and high ash content. In order to select the best coal for injection suitable tests can be used. In this investigation, experiments such as proximate and ultimate analysis, Rock- Eval and combustion tests have been performed on four kinds of coals from different mines, Sarakhs, Sangrood, Karmozd and Tabas. The results of proximate and ultimate analysis indicate that although the sulfur and ash content of selected coals are a little high, but they are suitable for coal injection. The results of combustion experiments and Rock-Eval tests show that karmozd coal is the best one to inject into the blast furnace. It is shown that mixing of coals can improve the combustion properties of pulverized coals.     

Reactivity and Conversion Behaviour of Brazilian and Imported Coals,Charcoal and Blends in view of their Injection into Blast Furnaces

For about 10 years the steel industry in Brazil has been using pulverized coal injection (PCI) technology in blast furnaces based on imported coals. In order to decrease the dependence on imported coals, Brazilian coal which has limited use due to high ash content is suggested to be mixed with imported coal and charcoal. The aim of this study is to examine the reactivity and combustion behaviour of the mentioned materials. The use of charcoal in the Brazilian steel industry reduces the CO₂ emissions, since it represents a renewable source of carbon. The reactivity of the coal, charcoal and mixtures is evaluated through TGA. To provide a useful insight into the practice of PCI in blast furnaces, experiments are carried out with a laboratory rig at RWTH Aachen University that simulates the behaviour of fines injected into the raceway. The results of this study are presented and discussed.     

Optimization of Solvent Extraction Process Parameters of Indian Coal

Medium coking coals from West Bokaro coalfield, India, were extracted with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and ethylenediamine (EDA) under reflux condition at atmospheric pressure. The objective of the study was to maximize the clean coal yield maintaining the specified clean coal ash content. Experimentations using three level full factorial designs were carried out to elucidate the importance of variables such as extraction time, coal to solvent ratio, and filtration mesh size upon solvent extraction of coal. To determine the significance of the effects, Pareto chart, residual analysis, and surface plots were used. It was found that the maximum extraction yield was obtained for 1 h extraction time and 1:12 coal to solvent ratio. Finer mesh (0.025 mm) size in filtration was found favorable in producing low ash clean coal (CC). Under optimum conditions it was possible to produce clean coal with 6% ash and 55% yield for coals having about 29% ash.     

加拿大泰科焦煤煤质研究

通过对加拿大泰科焦煤和八矿焦煤的性质的研究,包括单种煤性质研究和配合煤成焦后的性质研究,发现泰科煤虽然单种煤成焦性能比较好,但是在配合煤中只能部分取代国内优质主焦煤;利用泰科煤低灰、低硫的特点适当配入,可以降低焦炭的灰分和硫含量。     

不同高炉煤粉的基础性能分析

煤粉是高炉冶炼的重要燃料,煤粉的基础性能对高炉的稳定顺行有很大影响。采用灰熔点测定仪测定了3座高炉喷吹煤粉的灰熔融特性,利用热重分析法(TGA)分析了这3种煤粉的燃烧性,并通过新型高炉喷煤模拟燃烧试验装置,模拟了3种煤粉在氧气高炉条件下的燃烧规律。同时,利用DAEM模型计算煤粉燃烧过程的活化能。结果表明,3种煤粉的灰熔融特性温度都不满足喷吹要求;A煤粉的燃烧性和燃烧率最差;A煤粉燃烧的表观活化能为59.16 kJ/mol,同时燃烧过程存在补偿效应。