煤在铜渣熔融还原铁尾渣降温中的热解特性

通过动力学计算,结合XRD和气相色谱分析,对降温条件下单煤及以铜渣熔融还原尾渣为载体的煤的热解行为进行了研究. 结果表明,在初始温度1200℃、降温速率6.667 K/min条件下,煤混渣中煤热解最大速率较单煤增大,时间提前6~7.5 min,失重增加4.51%~11.43%;煤混渣热解气体中H2含量增高,原因为渣中CaO组分对煤中芳香环的脱氢效应;单煤及煤混渣样在降温过程中热解及气化反应均属一级反应,煤混渣样初始热解及气化反应表观活化能低于单煤,但主热解区表观活化能大于单煤,原因为主热解区还原性气氛增强,同步发生渣中高价铁氧化物的还原,反应类型增加,表观活化能变大.     

不同形成方式对煤与生物质掺混气化的影响

在热重分析仪上进行了恒温下煤与生物质的掺混气化实验研究。对于煤与生物质的掺混过程,有先热解再掺混以及先掺混再热解两种掺混次序,将煤与生物质掺混在一起的方式有浸渍法和机械法。研究了掺混次序和掺混方式对煤与生物质掺混气化的影响。研究结果表明,不同的处理顺序下,浸渍法和机械法所得掺混焦样反应活性不同;先掺混再热解所得掺混焦样的气化反应性更高。     

不同变质煤热解和气化中燃料氮的转化规律

利用水平管式炉对不同变质程度煤进行了热解和气化实验,并利用傅里叶红外气体分析仪对热解和气化过程中主要含氮产物的释放规律进行了研究.结果发现,煤的变质程度对煤热解和气化过程中HCN的释放具有重要影响,而对NH3的释放影响较小.对于低变质程度煤来说,挥发分含量较高,而挥发分的深度裂解是HCN产生的主要来源.因此,低变质程度煤热解过程中转化为HCN的燃料氮份额高于高变质程度煤;对于不同变质程度煤在热解过程中转化为NH3的燃料氮份额则大致相当.对不同变质程度煤在CO2气氛条件下气化反应过程中含氮产物生成规律的研究发现,焦炭氮几乎全部转化为NO;转化为NH3的燃料氮份额有所增加;除印尼褐煤外,转化为HCN的燃料氮份额也有所增加;此外,对CO2气化过程中NO的生成机理进行分析,认为焦炭氮的直接氧化可能是NO产生的主要来源.     

固体热载体煤热解过程中氮的迁移

在固体热载体煤热解实验装置上考察了石英砂、燃烧灰和气化半焦为热载体对煤热解过程中氮迁移的影响.固体热载体煤热解过程中,热解温度升高有利于煤中挥发分析出,可以促进煤中含氮官能团发生断键,利于氮的脱除.快速热解可促进煤中氮脱除生成HCN和NH3.分别以石英砂、燃烧灰和气化半焦为热载体,研究表明:热载体中矿物质可促进焦油氮分...     

热分析在煤燃烧和热解及气化动力学研究中的应用

论述了煤的燃烧、热解、气化反应动力学的常用的单一升温速率法、多重扫描速率法、动力学补偿效应以及分布活化能动力学模型等热分析研究方法，分析了现用热分析动力学方法的局限性；并对反应控制热分析、微热分析技术、微波热分析以及热分析技术与其他分析技术的联用，热分析技术间的联用等热分析新技术在煤的燃烧、热解、气化反应动力学研究上的应用进行了展望．     

煤在热解过程中氯的释放特性研究和煤中氯的吸附模型的建立

通过不同煤样的热解实验,研究了在还原环境中加热时煤中氯的的释放特性,并根据实验数据分析影响氯释放的因素,从而建立了煤中氯赋存的吸附模型,计算出不同煤样的吸附热。计算结果表明,吸附热与煤的变质程度有关,特别是与煤的挥发分成线性负相关。     

大同煤不同显微组分富集物焦与CO2反应性研究

用热重分析仪考察了大同煤惰质组和镜质组富集物焦与 CO2 的气化反应活性 .发现在 95℃～ 1 1 0 0℃范围内 ,大同煤不同显微组分富集物焦与 CO2 的气化反应活性次序为惰质组 >镜质组 ,特别是当气化温度在 1 0 5 0℃～ 1 1 0 0℃时 ,二者之间差异更显著 .分析认为 ,单纯从活化能不能正确描述煤岩显微组分富集物的气化行为 ,必须考虑热解和气化过程中孔结构及比表面的变化 ;不同显微组分富集物焦与 CO2 的反应性和煤的黏结性有关     

煤与生物质共热解的TGA-FTIR研究

利用热重分析仪和傅里叶红外光谱仪对煤与木屑混合物在惰性气氛中进行了共热解研究,考察煤阶及煤与生物质掺混比例对热解过程的影响.结果表明,煤与木屑共热解特性并不是单独煤和单独木屑热解特性的简单叠加;高阶煤与生物质共热解更有利于协同反应的发生.通过对红外吸收光谱的分析发现,木屑与不同煤化程度煤共热解析出气体的成分和含量也不同,说明煤阶对煤与生物质共热解的气态产物有明显影响,也从侧面揭示了混合物热解过程中煤与木屑之间发生了相互作用.     

热解气催化活化促进石河子烟煤热解的研究

采用等体积浸渍法制备了Fe/MgO,Co/MgO和Ni/MgO催化剂,利用固定床反应器对石河子烟煤在热解气气氛下的催化热解行为进行了研究,考察热解气在催化剂作用下对煤热解焦油产率、半焦产率、轻重油比例以及焦油族组成的影响,并与相同条件下N2气氛和热解气气氛热解特性进行了对比分析.结果表明,三种催化剂对煤在热解气中的热解都有促进作用,其中Ni/MgO催化剂对提高焦油产率最明显.在气体流量为400mL/min,热解温度为550℃,Ni/MgO为催化剂的条件下,焦油产率为7.33%,与相同条件下在N2气氛和热解气气氛下热解相比,焦油产率分别提高了78%和42%.而Co/MgO催化剂对提高轻油的作用较明显.这表明热解气催化活化对煤热解有较好的促进作用,可抑制缩聚反应,提高焦油的产率和改善焦油的品质.     

低阶煤热解与低品位铁矿直接还原一体化研究

为了开发以低阶煤为还原剂的直接还原铁技术,采用低阶末煤分级热解生产热解煤气、焦油和半焦,利用热解煤气经升温后作为末煤热解和热半焦再次热解的热载体,热半焦再次热解得到的富CH4、H2和CO煤气作为低品位铁矿直接还原的还原剂,生产海绵铁。研究表明:低阶末煤热解耦合低品位铁矿直接还原技术与传统的基于天然气的气基直接还原技术相比,具有生产成本低、原料来源广的特点,非常符合我国富煤、富低品位铁、少气的资源状况。     

东胜煤非等温热解特性与动力学参数确定

采用热重法考察了升温速率对高挥发分弱黏结性东胜煤热解特性的影响,结果表明:煤热解的3个阶段特征明显,最大失重速率温度(Tp)介于430℃￣480℃之间,由回归方程得到Tp和升温速率Ф之间的关系式为:Tp=1.124 4Ф+426.95;并采用非等温热重法对东胜煤的热解动力学参数进行了计算,结果表明其热解动力学参数能很好地反映煤的热解状况,东胜煤的反应级数确定为3。     

煤裂解制取化学品的研究进展

煤裂解制取高附加值化学品是煤炭利用的一个新课题。围绕着如何提高总挥发性馏分和某些特定组分产率的核心,从煤的裂解技术、预处理煤的裂解、煤与其它物质的共裂解以及裂解反应器等方面综述了煤裂解技术的研究新进展,讨论了存在的问题和今后的研究方向。     

低温煤热解焦油产率和品质影响因素研究

煤焦油是低温煤热解技术的主要产物,是重要的化工原料,其产率和品质是评价煤热解工艺的重要指标。从原煤性质(煤种和煤粒径)、热解反应器结构形式及热解工艺条件(原煤预处理、热解温度、压力、升温速率、停留时间、热解气氛及催化剂)等方面综合分析了煤热解焦油产率和品质的影响因素,认为通过优选煤种和热解反应器,对煤样进行适当预处理,选择合适的工艺操作条件和引入加氢催化热解等有助于提高焦油产率和品质。     

有机固体废弃物与煤共热解基础研究

利用分析热天平等仪器,通过TG技术对榆林长焰煤、济源焦煤、焦作无烟煤等3种不同煤化程度的煤及固体废弃物(塑料)在不同热解速度、不同混合比例下的热解实验研究。结果表明,煤与塑料共热解的影响因素很多,包括升温速度、煤化程度、混合比例、热解终温等。     

Experimental study on mass transfer from pyrolysing coal particles

The molecular weight distributions of coal tars and coal char extracts were examined in an effort to learn more about the process of mass transfer during coal pyrolysis. Evidence was obtained which suggests that the majority of the tar evolved during rapid pyrolysis of pulverized coal escapes by a process limited by gas film diffusion. However, there is also some evidence that the tar includes a small amount of heavy material which could have been ejected from the particle in a condensed phase. Data were also obtained which suggest that the tar precursors (within the parent coal) are formed over a wide range of temperature and do not seem to be present as such in the raw coal. The rather large effect of pressure on yields of tar from bituminous coal pyrolysis has previously been attributed to the effect of pressure on evaporation rates of tar precursors from the particle surface. This study shows that the molecular weight distributions of both the tar and extractable tar precursors within the particle are consistent with such a mechanism.     

Removal of mercury from coal by mild pyrolysis and leaching behavior of mercury

Various types of coals were subjected to the pyrolysis at 300 and 400 °C (mild pyrolysis), and the removal of Hg from coal was determined. The removal efficiency of Hg greatly varied with coal type from 20 to 80%. The removal efficiency was dependent neither on the specific surface area of coal nor on the particle size of coal. The leaching of Hg from coal was tested using sulfur-containing chelating agents such as 3-mercaptopropionic acid (MPA). The Hg leaching efficiency also varied greatly with coal type. There was a good correlation between the degree of %Hg leaching in the MPA leaching and that of %Hg removal in the mild pyrolysis.     

粒径和升温速率对煤热分解影响的研究

使用美国 Perkin Elmer公司生产的 Pyris1 TGA热重分析仪 ,对不同粒径煤采用非等温热重法进行了实验研究 ,研究表明 :煤热解过程可分为四个阶段 ,升温速率和粒径对煤热解曲线都有显著影响 ,并用挥发分释放特性指数反映煤热解特性 ,最后用热解动力学方程研究煤的热解过程 ,计算结果表明 ,热解动力学参数能很好地反映煤的热解状况 .     

Formation mechanism of solid product produced from co-pyrolysis of Pingdingshan lean coal with organic matter in Huadian oil shale

A mixture of Pingdingshan lean coal and acid-treated Huadian oil shale was co-pyrolyzed in a drop-tube fixed-bed reactor in the temperature range of 300℃–450℃.To reveal the formation mechanism of the solid co-pyrolysis product,changes in some physicochemical properties were investigated,using analysis by X-ray diffraction,X-ray photoelectron spectroscopy,scanning electron microscopy,pore analysis,thermogravimetry,and electron spin resonance.X-ray diffraction showed that the lattice plane spacing for the co-pyrolyzed mixture decreased from 0.357 nm to 0.346 nm and the average stacking height increased from 1.509 nm to 1.980 nm in the temperature range of 300°C–450°C,suggesting that pyrolysis treatment increased its degree of metamorphism.The amount of oxygen-containing functional groups and pore volume decreased with increasing temperature.Thermogravimetry and electron spin resonance results showed that synergistic effects occurred during the co-pyrolysis process.A formation mechanism for the solid product was proposed.Hydrogen-rich radicals generated from the pyrolysis of the oil shale were trapped by hydrogen-poor macromolecular radicals of the intermediate metaplast produced from coal pyrolysis,thereby increasing the yield of solid product.     

平朔煤的热解试验研究

对平朔煤在不同温度下进行了热解研究,考察了热解温度对煤热解产物产率和热解气性质的影响规律。研究表明,对上述煤样,随煤的热解温度升高,半焦产率下降,干馏气产率增加;液体率在一定温度范围内先增后降,在600℃左右达到最高。热解温度升高,热解气中H2的含量就越高,热解气中CH4的含量在热解温度550～650℃左右达到最高。随热解温度的升高,CO2的含量显著降低,烃类组分随温度升高是先升后降,峰值出现在600℃左右。     

炼焦煤尾煤热重动力学分析及热解产氢

基于热重分析和固定床热解实验,研究了升温速率和温度对高矿物质含量的炼焦煤尾煤热解特性的影响. 尾煤热解过程可分为室温至400, 400~600及600~950℃三个阶段. 尾煤与焦煤热解曲线基本吻合,尾煤热解特征温度略向高温区推移. 采用Coats-Redfern积分法拟合计算了尾煤热解的动力学参数,得出反应活化能为22.6~66.2 kJ/mol,热解过程可用3个二级反应描述. 30 g尾煤固定床实验结果表明,氢气在低于400℃析出很少,400~600℃缓慢析出,之后随温度升高析出增加,600℃后大量析出,900℃左右达到最大析出量. 终温950℃时,30 g尾煤热解产气4300 mL,氢气产量1722 mL;焦煤产气7950 mL,氢气产量2716 mL. 尾煤热解富氢气体产量达焦煤热解气产量的54%,具有较高的再利用价值.