高硫煤与生物质共热解脱有机硫研究

选取渭北石炭纪高有机硫煤与小麦秸秆进行共热解实验,采用正交实验考察了热解温度、升温速率、停留时间和煤与生物秸秆的混合比以及煤与生物秸秆成型压力等对热解脱有机硫及有机硫脱除规律的影响.结合FTIR和SEM分析了共热解半焦的结构特征、孔隙结构与发育情况,并讨论了低温溶剂萃取精制对煤与生物质共热解脱硫效果的影响.结果表明,热解温度对脱硫率的影响最显著.共热解制备较高脱硫率半焦所适宜的最佳水平为850℃,15℃/min,5min,1∶4和2MPa.共热解半焦孔结构发育整齐规则,孔壁薄,孔径较大,有利于热解过程中硫的析出与扩散.低温溶剂萃取提高了共热解脱硫率,尤其是热水精制煤与生物秸秆共热解脱硫率约为39%.     

宁东鸳鸯湖矿区高硫煤热解硫的迁移规律

选取宁夏宁东(ND)鸳鸯湖矿区高硫煤作为研究对象,在高纯氮气气氛下,以5℃/min升温速率,制备出不同温度下的半焦.利用化学分析法、FTIR和XPS研究热解过程中硫的变迁规律.结果表明:不同粒度级别煤粉中的全硫质量分数差异较大,煤中的硫分布不均匀,不同粒度级别的煤粉全硫与灰分之间呈线性关系,灰分质量分数越高,全硫质量分数也越高;煤中主要硫的形态为有机硫,占57.39%(质量分数,下同),其次是硫铁矿硫,占40.80%,硫酸盐硫占1.81%;热解全硫迁移率随着温度的升高而升高,600℃时达到最大,随着温度进一步升高,全硫迁移率有稍许下降.热解过程中,在540cm-1附近的二硫醚S—S特征峰强度由室温~500℃范围内逐渐减弱,至700℃消失,在475cm-1附近的硫醇S—H特征峰强度随着热解温度升高逐渐减弱;当温度超过700℃时,稳定的噻吩硫质量分数增加,同时含硫气体会与煤中矿物质热分解产生的金属氧化物结合,部分转化为硫酸盐硫.     

典型炼焦高硫煤热解过程中硫迁移规律研究

选择一种山西肥煤(YX)、新西兰1/3焦煤(NXL)和一种山西焦煤(JX)为研究对象,模拟工业炼焦条件,在水平管式炉中制备了300℃~1 000℃的半焦,用化学分析法分析了原煤及不同温度下半焦中的形态硫含量的变化,并用XRD考察了热解过程中煤中硫铁矿晶型的转变.结果表明,三种煤中的全硫都随热解温度的升高而降低,随着变质程度的升高,全硫降低最大的温度区间向高温偏移.除YX外,其他两种煤中的硫酸盐硫随温度的变化不明显;三种煤中的硫铁矿先分解成FeS1-x,当温度超过600℃,FeS1-x进一步分解为FeS;三种煤中的有机硫变化无明显的规律.     

高硫煤中形态硫的热解迁移特性

对西北地区石炭纪高硫煤进行热解实验,考察了热解温度(200℃～1 000℃)和热解停留时间(20min～100min)对煤中形态硫的迁移特性的影响,并通过FTIR分析了热解过程中半焦的结构变化情况.研究表明,高硫煤中全硫随热解温度的升高先减小后增大,在600℃时达到最低;硫酸盐硫的含量较低,维持在0%～0.5%之间;硫化铁硫随着热解温度的升高逐渐减小;有机硫随热解温度的升高先减小后增大,在500℃时达到最低.无机硫脱除率高于有机硫脱除率.煤热解过程中氧和硫等杂原子官能团在半焦中不断减弱.     

钙基高硫煤共热解焦中硫测定方法及分布规律

运用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)分别研究了焦炭中无机硫和有机硫的类型,尝试用一种新方法分析热解焦中形态硫,即碘量法测定焦中无机硫化物含量、且可以直接测定焦中有机硫含量的方法,并运用此方法考察了钙基添加剂对高硫煤高温热解后形成的焦中形态硫分布的影响规律.结果表明:钙基添加剂改变了煤热解后焦炭形态硫的分布,一方面,通过高温固硫作用,提高了焦中无机硫化物含量所占比例(其中无机硫化物主要以CaS形式存在);另一方面,通过促进煤中有机硫的分解,降低了焦炭中有机硫含量所占比例.     

生物质热解及生物质与褐煤共热解的研究

褐煤及生物质均具有隔绝空气受热时化学结构发生裂解的特性．经过热裂解可得到半焦、焦油和煤气等三种形态的物质．对于一定的煤及生物质来说,三种形态产物的产率将因热解条件不同而有差异．研究选取了龙口褐煤,选取了木屑和核桃壳两种生物质,在一定的条件下进行低温热解．考察了生物质热解及生物质与褐煤共热解时,三种形态产物产率的差异．考察了低温热解所得半焦直接作为吸附剂使用的性能．吸附实验结果表明,不经任何处理的低温热解半焦吸附亚甲基蓝的单位吸附量可以达到7．3mg／g．     

生物质型煤热解过程中硫元素迁移特性

以神木市石窑店煤矿的煤为原料,不同浓度Na OH改性葵花籽皮与花生壳为生物质黏结剂,两者混捏冷压成型制备生物质型煤,而后高温干馏制备型焦。参照国标GB/T214-2007《煤中全硫的测定方法》测定型煤型焦中全硫含量,研究了生物质型煤热解过程中硫元素的迁移特性。结果表明:生物质型煤型焦的全硫含量约0.3%左右,且型煤全硫含量均高于型焦,由于硫铁矿硫无机硫与部分有机硫的气、液相迁移造成,型焦中主要残留硫酸盐无机硫与性质稳定的噻吩有机硫。神木粉煤粒度在0.425～0.074mm范围内,型煤与型焦硫含量呈现小高峰。2.0%Na OH改性生物质型煤型焦全硫含量较1.5%、2.5%Na OH改性生物质型煤型焦全硫含量稍高。     

生物质共热解研究进展

生物质热转化是一种高效清洁的利用方式,热解可得到生物油、可燃气体及生物炭等化工原料,具有经济和环境双重效益;共热解技术是获取高品质热解油、可燃气及焦炭的重要手段,可简化污染控制、减少污染物排放,为解决环境污染、实现资源高效洁净利用提供了新方案.综合介绍了生物质与煤、污泥、废旧轮胎、生活垃圾的共热解特性,同时分析了生物质...     

煤与生物质的共热解

对近年来煤与生物质共热解的研究作了综述，研究的焦点集中在富氢的生物质向贫氢的煤的转移，即寻找是否存在所谓的协同效应，在固定床，流化床等类型反应器中煤与生物质共热解的研究没有发现协同效应，这主要是因为煤与生物质热解温度的差异所造成的，至今还没见到在自由落下床中煤与生物质共热解的研究报道，在这种类型的反应器中，物料自由落下，物料粒子的温度很大程度上依赖于其黑度，由于煤的黑度远远大于生物质的黑度，在自由落下床中可以使二者达到同步热解，此外，生物质热解产生的富氢气体可以作为煤加氢热解的氢源，在这个基础上，提出了两步法共热解的思路。     

PVC与生物质共热解研究进展

聚氯乙烯(PVC)和生物质是目前城市固体垃圾和农村固体废物的主要组成部分,对其进行有效降解并尽可能回收其中化学能和生物质能不仅可以减少废物排放,而且可以从中获得高附加值化学品。共热解作为一种高分子有效分解手段,从环境保护意义和能源战略意义上都是非常有效的途径,虽然塑料和生物质热解已经进行了较为广泛的研究,但是PVC和生物质热解研究很局限。针对近年来PVC和生物质共热解研究进行了综述,主要包括其热解机理、热解动力学以及热解产品分布等方面,以期为相应研究做铺垫。     

生物质与煤共热解时COS的析出特性研究

采用热重分析和色谱、质谱偶联技术,对三种秸秆类生物质与煤混合热解过程中产生的含硫气体进行了在线检测,研究生物质对煤热解析出的COS气体的影响.研究表明:生物质与煤混合热解时,对析出的含硫气体有明显影响.生物质的加入对COS的释放有明显的促进作用,随着生物质比例的增加,促进作用增强.     

中低温半焦形态硫测定方法及热解硫迁移规律

为了测定中低温热解条件下半焦中形态硫组成及含量的变化规律,通过XRD及XPS等表征手段对半焦中的形态硫进行分析,并结合国家标准法中煤中形态硫的测定方法以及现有的焦中形态硫的测定方法,得出一种可行的中低温半焦形态硫的测定方法.煤中无机黄铁矿在500℃分解为中间相产物Fe1-xS,在600℃以上完全分解为FeS,高温下无机...     

生物质与褐煤的共热解研究

采用热重分析法(TGA)对白桦、豆杆和褐煤单独及混合热解特性进行了研究。通过对不同混合比例热解与单独热解对比发现:生物质的热解过程主要分为三个阶段,褐煤的热解过程主要分为四个阶段。混合热解中,热解峰值温度Tmax高于理论值;热解最大速率Wmax、热解失重率α小于理论值;最大析出温度Tp随着生物质混合比例的增加而减少;主热解阶段的活化能E与指前因子A存在动力学补偿效应。种种变化说明生物质与褐煤产生了一定的协同作用。     

高硫炼焦煤热解过程中有机硫形态变迁规律

选择两种矿物质含量不同、硫含量相近的炼焦煤进行HCl-HF-CrCl2联合脱除矿物质实验,将脱矿物质后的煤分别在300℃,500℃,700℃和900℃下热解,用XPS研究煤中有机硫形态在热解过程中的变迁规律.将S2p谱用Lorentzian-Gaussian拟合分为3个峰:有机硫化物(163.3eV±0.4eV)、噻吩(164.1eV±0.2eV)和亚砜(166.0eV±0.5eV).结果表明,脱除矿物质后的煤中不存在硫铁矿硫和硫酸盐硫,煤中的有机硫分布是均匀的,以三种形态赋存,即有机硫化物硫、噻吩硫和亚砜硫,在两种脱矿物质后的煤中都未检测到砜类硫.两种煤中的有机硫化物在700℃时分解完全,低温下有机硫化物硫主要以气体形式逸出,高温下低价态的有机硫化物硫可与煤基质结合转化成噻吩硫;噻吩硫含量在300℃以下无明显变化,随温度升高,噻吩硫含量有所增加;亚砜硫在整个热解区间变化无明显规律.     

生物质与煤共热解特性研究

采用热重分析的方法对三种生物质(花生壳、木屑、核桃壳)和煤样在高纯N2气氛下,按照一定升温速率(20 K/min)分别进行单独热重实验及不同掺混比例生物质与煤样进行共热解实验。结果表明:生物质与煤进行共热解时,随着生物质添加量的增加,样品的失重速率增加,且热解的开始温度向低温区平移并大大缩短了热解所需的时间。     

生物质与煤共热解研究现状

综述了近年来国内外煤与生物质共热解的研究现状。当生物质与煤共热解过程中存在协同反应时,能够将生物质中的氢有效地转移到煤热解过程中,改善煤热解过程中产物的性质,提高煤的热解效率。后续对生物质与煤共热解的研究可以考虑适当的方法,如添加合适的催化剂等来促进协同反应的发生。     

生物质与聚乳酸塑料共热解特性

生物质与塑料、煤等物料之间的共热解是环境友好、具有极大发展潜力的生物质热解升级处理方式。通过自制快速固定床热解反应器研究了玉米芯与聚乳酸的热解。结果表明,玉米芯与聚乳酸的共热解使热解油产率和热值增加,而水分含量降低。通过TGA/FTIR联用实时考察了玉米芯、聚乳酸及其二者混合条件下的热解气体析出特性,FTIR分析表明玉米芯与聚乳酸在共热解条件下存在明显的耦合作用。     

小麦秸秆热解过程中硫的迁移规律研究

利用X射线光电子能谱(XPS)、热解-气质联用(Py-GC/MS)和热重-红外联用(TG-FTIR)系统研究了小麦秸秆中的硫元素进入热解炭、油、气三相产物的迁移转化行为。结果表明,小麦秸秆中的硫主要为有机硫(28.33%)和无机硫酸盐(71.67%);有机硫在低于450℃就已经完全释放;41.46%～48.13%的硫保留在热解炭中,主要包括硫酸盐(55.27%～75.52%)、噻吩硫(21.78%～34.13%)和金属硫化物(2.70%～11.22%);7.16%～11.24%的硫进入热解油中,主要是2-甲硫基苯并噻唑;600℃还发现了噻吩硫的生成。热解气中含硫化合物的主要成分为H₂S、SO₂和COS,主要的释放温度区间为200～400℃。     

高挥发分煤与高硫焦煤共热解过程中硫的迁移

用固定床反应器进行高挥发分烟煤和高硫焦煤的热解实验,利用气相色谱、热重、质谱等研究了高挥发烟煤和高硫焦煤混合共热解过程中硫的转化。结果表明,在共热解过程中发生了硫的迁移行为,高挥发分烟煤中的含氢自由基可以与高硫焦煤中的硫结合,生成H₂S,增加了挥发分中的硫含量,降低了焦中的硫含量,增加高硫炼焦煤的使用,可以降低配煤成本。