不同煤种在一维火焰燃烧过程中硫污染物排放特性研究

试验研究了不同煤种在一维火焰燃烧过程中硫污染物的排放特性，发现不同煤种在相同工况下燃烧硫污染物排放特性差别很大、燃烧温度、二次风温度、煤粉细度和过量空气系数对硫析出产物形式、浓度有较大影响．对锅炉燃烧调整，控制硫污染物排放，防止水冷壁高温腐蚀有一定的指导意义．     

合成铜基氧载体和铜矿石的煤化学链氧解耦燃烧的比较

为研究合成铜基氧载体与铜矿石氧载体在煤的化学链氧解耦燃烧过程中性能的差别,在热重分析仪（TGA）上比较研究了溶胶-凝胶法制备的CuO/CuAl2O4氧载体与天然铜矿石氧载体的释氧性能,在流化床反应器上研究了这2种氧载体与高平无烟煤的化学链氧解耦燃烧反应性能。TGA实验结果表明,CuO/CuAl2O4氧载体的释氧速率和载氧率均高于铜矿石氧载体,2种氧载体的循环释氧性能基本保持稳定。在与煤反应的流化床实验中,CuO/CuAl2O4氧载体相较于铜矿石具有更高的碳转化速率和氧载体转化速率;在不同温度（850～950 ℃）下,CuO/CuAl2O4和铜矿石的CO2产率均保持在较高的水平（大于0.93）;循环实验表明2种氧载体均具有良好的循环反应性和稳定性。     

CaSO_4/膨润土载氧体煤直接化学链燃烧中PAHs的生成

为了控制煤直接化学链燃烧中多环芳烃(PAHs)的生成,减少载氧体表面的积碳现象,在模拟化学链燃烧反应器中,采用机械混合法制备的CaSO_4/膨润土载氧体与煤发生化学链燃烧反应,利用气相色谱仪对PAHs进行定性和定量分析,研究了不同煤种、不同温度、不同载氧体/煤比例PAHs的排放特征。结果表明,随挥发分的增加,不同煤种生成的PAHs总量分布依次为:无烟煤烟煤1烟煤2烟煤3。煤中含碳量、H/C摩尔比、O/C摩尔比对PAHs的生成也有一定的影响。化学链燃烧反应主要生成2环、3环芳烃,4环、5环芳烃相对较少,均没有生成6环芳烃。当温度为900℃,载氧体/煤为2.4时,CaSO_4/膨润土载氧体与烟煤3反应生成的PAHs总量最少。     

煤中铀及其在燃烧过程中的迁移行为研究进展

为了研究煤中铀、灰中铀在煤燃烧过程中的赋存形态,以减少煤炭利用过程中所释放出的放射性物质铀对环境造成的危害,对煤中铀及灰中铀的含量、分布特征、赋存形态、浸取特性,以及铀在煤燃烧过程中的富集规律和环境效应等方面的研究成果进行了归纳和总结,并对相关数据进行整理和分析。结果表明:我国煤中铀的含量整体接近于世界平均水平,且主要以有机质结合形式存在(部分煤中有机态铀含量高达70%90%),铀在煤燃烧过程中主要富集于细颗粒飞灰表面。最后对煤燃烧过程中铀的迁移规律和转化机理进行了初步探讨,并提出了今后有关煤中铀的研究方向与重点。     

高温燃烧红外光谱法与库仑滴定法测煤中硫的区别

从工作原理、称样质量、试验是否需要催化剂、燃烧所需气体及燃烧温度等方面论述了高温燃烧红外光谱法和库仑滴定法之间的区别。     

不同气氛下煤燃烧固硫化学反应机理研究进展

针对煤高温下燃烧脱硫技术的效率较低这一现状，对钙基固硫剂在流化床燃烧条件下还原性气氛和交变气氛下的固硫反应机理以及煤粉炉燃烧过程中氧化性和还原性气氛下固硫化学反应机理的研究现状进行了详细的评述，并在前人研究的基础上提出了不同气氛下流化床和煤粉炉燃烧条件下石灰石固硫化学反应机理研究的若干趋势。     

煤中硫在氩气气氛下迁移规律试验研究

根据试验所用煤的性质,采用管式电炉加热装置,考察了煤中硫在不同温度下的迁移规律。首先考察了通气速率和恒温停留时间对脱硫的影响,试验结果表明:氩气的通气速率大小以及恒温停留时间与煤的脱硫率相关不大。在不同温度下考察了无机硫和有机硫的迁移规律,试验结果表明:煤中黄铁矿硫和硫酸盐硫分别在500℃和700℃时脱硫率最高,分别为98.20%和99.66%;因部分无机硫转化为有机硫,致使有机硫含量增高;全硫在温度700℃脱除率最高,为31.18%。     

煤中硫处理工艺

将煤炭的脱硫分为燃前脱硫、燃中固硫和燃后脱硫三条途径,并按这三条途经全面论述了煤炭脱硫的各种方法及其进展,对各种脱硫途径及脱硫方法进行了简要评价和比较。     

煤中汞在燃烧过程中的迁移

利用IMW的燃烧试验设备研究了4种英国煤中汞在燃烧过程中的迁移.结果表明,残留在飞灰中的汞随飞灰含碳量而增加;相反,经气相排放的汞随飞灰含碳量的降低而增加.检测发现,在给定的飞灰含碳量下,飞灰中的汞随烟气温度的降低而增加.汞形态检测表明,气相中的汞约有80%是以氧化态(Hg2+)形式存在.在所考虑的0.11%～0.44%汞含量范围内,汞和煤中的氯含量无明显关系.除小试研究外,对两种不同的500 MW煤粉锅炉所做的一些测试表明,飞灰中的汞与飞灰含碳量的关系与小试研究结果相同,即随着空气过剩系数的减小和飞灰含碳量的提高,飞灰中的汞增加.     

基于TG-GC-MS系统的硫在煤热解过程中迁移研究

热重-气相色谱仪-质谱(TG-GC-MS)联用在线分析系统对煤热解过程中硫的迁移实现追踪,总离子流(TIC)图显示热解气体中SO2峰丰度出现先轻微下降后升高而后再下降现象,分析揭示了SO2产生主要来自低温段磺酸基的分解和高温段大量硫自由基、氧自由基的结合2个方面。     

不同煤阶煤对甲烷的吸附-扩散实验研究

为了研究甲烷在不同煤阶煤中的吸附、扩散特性及规律,进行了等温甲烷吸附解吸实验。选取新疆阜康矿区长焰煤、潞安高河矿区贫瘦煤2种煤,制成60~80目的煤样,在30℃恒定温度,相同的平衡压力条件下进行吸附扩散实验,对比分析研究甲烷在不同煤阶中的扩散量、扩散率、扩散系数的差异,并解释其产生差异的原因:相同条件下,阜康矿区长焰煤扩散量小于高河矿区贫瘦煤的扩散量,原因是吸附量与煤的比表面积有关,贫瘦煤中微孔和过渡孔发育,其比表面积比长焰煤的更大,有利于吸附的缘故;阜康矿区长焰煤扩散率大于高河矿区贫瘦煤的扩散率,原因是长焰煤中大孔和中孔所占比例大于高变质程度的贫瘦煤,孔隙连通性好、渗透性强,有利于甲烷的扩散;阜康矿区长焰煤扩系数大于高河矿区贫瘦煤的扩散系数;根据公式扩散系数与扩散率成正相关,其规律性与扩散率规律一致。     

基于活化能指标研究不同变质程度烟煤的自燃倾向性

为了研究以活化能指标判定不同煤的自燃倾向性,选取了4种不同变质程度烟煤煤样,通过煤自燃性升温实验,并结合公式计算得出不同温度时刻煤样氧化的耗氧速率;运用化学反应动力学原理计算出煤样的表观活化能。研究结果表明:以表观活化能表征煤自燃倾向性,在其他条件相同的情况下,若不同变质程度煤样的指前因子变化不大,则变质程度越高,煤表观活化能越大,煤越不易自燃;若不同变质程度煤样的指前因子变化较大,则需要综合考虑指前因子和表观活化能来判断煤自燃倾向性。煤的指前因子越大且表观活化能越小,表征煤越易自燃;反之,煤的指前因子越小且表观活化能越大,表征煤越不易自燃。     

不同压力、煤阶对煤中甲烷的扩散影响实验研究

为了研究压力和煤阶对煤中甲烷扩散特性的影响,进行了甲烷等温吸附解吸实验。选取新疆某矿区长焰煤、山西古城矿3号煤层贫瘦煤两种不同变质程度的煤,制成60~80目的干燥煤样。在30℃恒温条件下,不同煤阶的煤样分别在不同的平衡压力条件下进行吸附解吸实验,对比分析研究甲烷在压力、煤阶两个主控因素下煤中甲烷扩散量,扩散率的差异。通过分析实验结果发现:高压力下甲烷累积扩散量大于低压力下的扩散量,而扩散率与之相反;高阶煤中甲烷扩散量大于低阶煤的扩散量,扩散率与之相反。研究不同主控因素下的瓦斯扩散规律,对煤层气开发和防治矿井瓦斯灾害有很好的指导意义。     

某高硫铜硫矿工艺矿物学研究

研究了某高硫铜硫矿的工艺矿物学。结果表明,原矿中铜品位为2.85%,硫品位为24.32%,金含量为0.48g/t,铜、硫、金是主要回收的元素。原矿中的金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、蓝辉铜矿。目的矿物黄铜矿和黄铁矿的嵌布粒度差异较大,且铜矿单体解离度相对较差。在选择工艺流程时应该注重氧化铜矿物的回收,同时要选择合适的磨矿细度,保证目的矿物单体解离。     

高硫煤中硫的分布和燃前脱硫可行性的研究

根据对我国２０多个高硫煤的分析,高硫煤中硫的分布以黄铁矿硫为主,黄铁矿硫中有一半为单体解离状态,约１／４为浸染状态,其它为共生和充填状态。常规洗选对黄铁矿硫的总脱除率为３５％左右。洗选后精煤的有机硫有增加的趋势。原煤硫分＞３％的煤炭,洗精煤的硫分一般在２％左右。燃烧前洗选脱硫是最经济的脱硫方法,利用黄铁矿的密度大大高于煤炭密度的特点,可以用重力分选方法有效地脱除解离的黄铁矿硫。由于黄铁矿的疏水性和煤相似,浮选柱和浮选机脱硫的效果都不佳。煤炭破碎有利于黄铁矿解离。确定选煤方法时,要考虑脱硫效率。     

不同吸附模型对软硬煤的适用性研究

为准确评定软硬煤对瓦斯的吸附能力,基于吸附试验装置所测试的吸附量与吸附平衡压力之间的关系,采用Langmuir吸附模型、BET多分子层吸附模型、Freundlich方程、Langmuir-Freundlich吸附模型、Dubinin-Astakhov吸附模型、Toth吸附模型对不同变质程度的软硬煤的吸附曲线进行拟合分析,结果表明:同一吸附平衡压力,同一温度条件下,软煤的吸附量大于硬煤的吸附量;吸附模型对软煤的适用性普遍高于硬煤;无论对于软煤还是硬煤,Freundlich模型适用性均是最差的,Langmuir吸附模型适用性最好。     

化学阻化剂对高硫煤的阻化实验研究

采用过硫酸钠对高硫煤样进行阻化处理,预先破坏或者减少煤中硫化物、活性基团,在可控的条件下,提前把煤氧复合产生的热量安全的释放,提高煤与氧低温反应的难度,从而达到防止煤自燃的目的。采用程序升温氧化法对煤样进行模拟氧化实验,用气相色谱对煤氧化产生的CO、CO2进行分析,从宏观上分析阻化前后煤样自燃特性的变化;用傅里叶-红外分析仪对煤样进行测试,从微观上分析阻化前后煤样主要活性官能团变化规律。结合宏观与微观分析得出:过硫酸钠可以作为一种防止高硫煤炭自燃的化学阻化剂。     

基于大型煤堆实验台的煤自燃过程模拟研究

为研究王台铺矿15号煤层的自然发火规律,利用大型煤堆实验台对其进行了试验模拟研究,通过热电偶测得煤体的温度变化情况,得到煤体内的升温速率、耗氧速度、临界温度及干裂温度等煤样自燃特性参数,结合气相色谱仪对煤自燃过程中产生的指标气体进行分析。结果表明：煤温在临界温度80℃以下时,煤的自身氧化反应过程中产生的热量小,煤样耗氧速度较低,煤体很难发生自燃;在80～110℃时,耗氧速度逐渐增加,反应逐渐加强;当煤温超过干裂温度110℃后,氧化反应急剧加快,放热量也随着增大,同时CO和CO2产生率加快,煤体易发生自燃。