炼焦煤热解过程交互行为与气孔特征的关系

选取了气煤、肥煤、焦煤3种不同变质程度的单种炼焦煤,在终温950℃下干馏成焦。通过显微图像分析法测量得到了焦炭的气孔结构参数,通过热重分析测量得到了炼焦煤热解挥发分产生过程,通过基氏塑性仪测量得到了炼焦煤的热解软化流动过程。结果发现,炼焦煤挥发分的产生与软化流动行为的相互作用决定了焦炭气孔结构的差异。     

生物质焦表面形貌SEM研究

采用扫描电镜对生物质焦的表面形貌进行研究。扫描电镜实验结果表明,生物质在制焦后,表面粗糙度提高,比表面积增大,孔隙更加发达。焦样表面形貌的特征主要是由生物质种类决定的,在扫描电镜下,稻壳焦样表面有锯齿状不规则的突起,但是开口在表面的孔很少;树叶焦样表面有不规则的孔;玉米杆焦样有如同蜂窝状的表面结构,表面孔十分丰富;棉花杆焦样有着絮状的表面结构,表面孔也较明显。热解温度对焦样表面形貌的影响不大。     

基于热力学模型的生物质焦孔隙结构的分形模型

用稻壳、法国梧桐树叶在不同热解条件下制得生物质焦样,通过压汞法获得生物质焦的孔隙结构实验数据,采用热力学模型对生物质焦的孔隙结构进行数学建模,并计算了相应的分形维数。计算结果表明,生物质焦的孔隙结构越复杂,分形维数越大。     

热解温度与煤焦微结构及分形特征关系研究

采用扫描电子显微镜 ( SEM)研究了不同热解温度条件下煤焦的微观结构 .结果表明 ,煤焦结构与煤化程度和热解温度有密切的关系 ,烟煤煤焦的微观结构以孔隙为主 ,无烟煤煤焦以裂隙为主 ,且其微观结构具有良好的统计自相似性 ;并采用分形维数定量表征煤焦在不同温度下的孔隙和裂隙特征 ,研究了煤焦分形维数与热解温度、煤化程度的关系及内在机理 ,发现分形维数随煤化程度增加而减少 ,随热解温度提高而增大 .     

褐煤与生物质混合快速热解半焦特性研究

研究了褐煤、生物质及其不同配比混合物在快速热解条件下,热解产物半焦的产率、工业组成、热值以及表面结构等特性,探讨了其随热解温度和原料组成的变化规律.结果表明,由于受褐煤和生物质各自组成和性质的影响,褐煤与生物质混合快速热解过程,生物质配入比例和热解温度对半焦的产率、工业组成、热值及表面结构的影响较为复杂.总体趋势是,控制适宜的热解温度和适宜的生物质配入量(生物质配入比例50%),可获得高的半焦产率和半焦热值,同时降低半焦中灰分含量.生物质掺混比例为50%,热解温度为600℃时,热解产物半焦产率为52.1%,半焦热值可达23.75 MJ/kg.由于生物质的引入,混合物热解产物半焦的表面结构比褐煤单独热解时半焦的表面结构有所改善,半焦孔隙增加,有利于增加半焦的吸附性和反应性.     

生物质颗粒孔隙结构在热解过程中的变化

利用氮气等温吸附/脱附法（-196℃）和扫描电镜（SEM）等研究了热解过程中生物质颗粒孔隙结构的演化规律,并用分形维数来描述焦颗粒内部孔隙表面形态的复杂程度。结果表明,热解温度对生物质焦的孔结构和表面形态有显著影响。热解过程中孔网络结构在发生演变,孔的形状发生了一定变化,且孔径有先变小后变大的趋势。高温导致焦颗粒发生塑性变形,使得孔隙扩大和孔表面更加光滑。随着温度的升高,生物质焦的BET比表面积先增大后减小,500℃以前,孔容积的变化规律与比表面积相近。通过分形FHH方程回归得到的分形维数能较好地表征颗粒内部孔隙表面的分形特征。其分形特征与热解温度密切相关,分形维数的变化与BET比表面积有一定关联。     

利用EXCEL分析焦样的孔径分布

Excel是目前最常用的办公软件之一,本文利用excel画出生物质焦样的孔径分布图。本文选取稻壳、树叶、玉米秆、棉花秆四种生物质制成生物质焦,并采用压汞法测量焦样的孔径分布。实验结果表明,不同生物质制成的焦样的孔径分布曲线差别很大,同一生物质不同热解条件焦样的孔径分布曲线很相似。这表明热解条件对生物质焦孔径分布有影响但影响不大,决定生物质焦孔径分布的是生物质种类本身。     

炼焦煤变质程度对热解产品产率的影响

选择4种不同变质程度炼焦煤,利用1kg热解和化产回收实验装置对其进行热解实验研究。分析讨论了煤种变质程度对其热解产品（焦炭、煤焦油、焦炉煤气、H2、CH4等）产率的影响。     

生物质焦脱硫性能研究

采用玉米秆和棉花秆两种生物质在热解温度400℃、500℃、600℃和850℃下制成生物质焦,在不同的烟气温度下,进行脱除模拟烟气中SO2的试验。实验表明生物质焦样具有一定的脱除SO2的能力,其吸附效率与焦样的热解温度有关;所得的玉米秆焦样中,热解温度为600℃和850℃的焦样吸附效果较好,所得的棉花秆焦样中热解温度为400℃焦样的吸附效果较好。烟气温度对焦样的吸附效果有影响,较低的烟气温度对吸附有利。     

汾西矿业焦煤、肥煤的焦化特性指标分析

对汾西矿业不同煤化程度焦煤、肥煤的煤质指标、基氏流动度、奥亚膨胀度和镜质体最大反射率进行分析。结果表明,不同变质程度的焦、肥煤具有明显不同的煤质特征,低变质程度肥煤具有高挥发分、高流动度和高膨胀的特点;高变质程度肥煤具有低挥发分、低流动度和低膨胀的特点。同时,通过焦、肥煤的焦炭强度分析,为各焦化和钢厂的配煤炼焦提供依据。     

以低质“特殊和稀缺煤”为主制备高强度冶金焦的研究

中国已将炼焦煤资源中的肥煤(含气肥煤)、焦煤(含1/3焦煤)、瘦煤规定为"特殊和稀缺煤"。通过研究低质"特殊和稀缺煤"之间的配伍性,合理搭配该类煤,在优质"特殊和稀缺煤"焦煤、肥煤配入比例降至3%,无高变质程度炼焦煤的情况下,制备出高强度冶金焦。     

温度对毛竹快速热解焦物理化学特性的影响

用固定床反应器制备了热解温度300~800℃的毛竹快速热解焦。采用比表面积测试(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)研究了毛竹热解焦的物理化学特性。结果表明,随着热解温度的升高,热解焦中C=C的含量先增加后减少;热解温度低于700℃时,热解过程中的脱氢作用和芳香环的增长使得芳香碳的含量增加;温度超过700℃时,芳香族化合物发生缩合反应,产生石墨碳。700℃热解焦的比表面积达到最大值233.65 m~2/g,并具备良好的吸附特性。800℃热解焦的比表面积下降至170.35 m~2/g,这是由于热解焦发生孔坍塌,使得部分孔隙关闭。     

热解气氛与温度对褐煤半焦“一步法”甲烷化活性的影响

为提高褐煤热解多联产技术中半焦的利用效率,本文提出将低温热解半焦用于"一步法"制甲烷技术,考察了热解条件对半焦性质和一步甲烷化活性的影响。利用管式炉制备了不同气氛和温度的褐煤热解半焦,采用傅里叶红外光谱、X射线衍射技术和固定床反应器,对半焦表面化学、微晶结构和甲烷化活性进行了表征。结果表明,与N2和H2氛围相比,褐煤在水蒸气氛围中进行热解,半焦表面含氧官能团受到保护而含量更高,同时石墨化程度因受阻而降低,甲烷化活性更高;在水蒸气氛围中,773~873K范围内,随着热解温度升高,褐煤裂解反应进行程度加深,半焦表面含氧官能团数量降低,石墨化程度增加,致使甲烷化活性降低。总之,在水蒸气氛围中,773K时热解形成了一步甲烷化反应活性最好的褐煤半焦,对于低阶褐煤热解过程与气化过程优化联产具有重要指导意义。     

温度对毛竹快速热解焦物理化学特性的影响

用固定床反应器制备了热解温度300⁸00℃的毛竹快速热解焦。采用比表面积测试(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)研究了毛竹热解焦的物理化学特性。结果表明,随着热解温度的升高,热解焦中C=C的含量先增加后减少;热解温度低于700℃时,热解过程中的脱氢作用和芳香环的增长使得芳香碳的含量增加;温度超过700℃时,芳香族化合物发生缩合反应,产生石墨碳。700℃热解焦的比表面积达到最大值233.65 m800℃的毛竹快速热解焦。采用比表面积测试(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)研究了毛竹热解焦的物理化学特性。结果表明,随着热解温度的升高,热解焦中C=C的含量先增加后减少;热解温度低于700℃时,热解过程中的脱氢作用和芳香环的增长使得芳香碳的含量增加;温度超过700℃时,芳香族化合物发生缩合反应,产生石墨碳。700℃热解焦的比表面积达到最大值233.65 m²/g,并具备良好的吸附特性。800℃热解焦的比表面积下降至170.35 m2/g,并具备良好的吸附特性。800℃热解焦的比表面积下降至170.35 m²/g,这是由于热解焦发生孔坍塌,使得部分孔隙关闭。     

氮吸附法和压汞法测量生物质焦孔隙结构的比较

采用氮吸附法和压汞法对四种生物质焦（稻壳、树叶、玉米杆、棉花杆）的孔隙结构进行了测量,得到了两种测量方法下焦样的比表面积和孔径分布。结果表明不同测量方法得到的焦样比表面积和孔径分布有明显差别。氮吸附法主要测量焦样中微孔的孔隙结构,压汞法主要测量焦样大孔（和部分中孔）的孔隙结构。微孔对焦样的比表面积贡献最大,大孔对焦样的孔容积贡献最大。当热解温度升高时,焦样的微孔结构迅速增多,氮吸附法测得的比表面积变化大;而热解温度对大孔的影响较小,所以压汞法测得的比表面积变化不大。     

煤沥青热解炭的制备及储钠性能研究

煤沥青是一种原料来源丰富且含碳量高的钠离子电池碳负极材料。以煤沥青为碳源,通过炭化法制得热解炭,利用XRD,SEM,Raman光谱等表征技术,系统研究了不同炭化温度(600℃～1 400℃)对煤沥青热解炭微观结构的影响规律。利用恒流充放电等测试,探究热解炭作为钠离子电池负极材料时的电化学性能,阐明“温度—结构—储钠性能”间的构效关系。结果表明：1 000℃是热解炭微观结构从无序向有序发展的转折点;当温度低于1 000℃时,热解炭为不规则的块状结构且表面平整光滑,未出现石墨微晶,具有较大的层间距和较高的无序度;当温度为800℃时,热解炭具有最大的层间距(d₀₀₂=0.354 1 nm)和最高的无序度(I_D/I_G=2.57),其作为钠离子电池负极材料时,0.05 A/g电流密度下的可逆容量为177.0 mAh/g,首次库伦效率为73.87%,具有较好的倍率性能;当温度高于1 000℃时,石墨碳层生长和堆叠的速度迅速加快,石墨化程度增加,层间距减小,同时表面缺陷程度降低,Na⁺吸附位点减少,不利于储钠,热...     

热解粒状焦化学反应活性随温度及煤变质程度变化的研究

采用ＭＲＦ热解工艺，在５００￣７００℃范围内得到了３种低变质煤的粒状焦，并进行了其化学反应活性的测试。本文重点探讨了粒状焦化学反应活性与热解温度的关系，以及煤变质程度对反应活性的影响；从理论上阐述了产生这些影响的内在原因，研究结果对利用低变质煤生产高质量的粒状焦将具有一定的指导意义。     

河北省炼焦煤资源分布与利用

系统地研究了河北省炼焦煤资源的分布与特点,发现省内开滦、峰峰和邢台3个主要炼焦煤矿区的性质各有特点,其中开滦矿区以稀缺的肥煤资源为主,峰峰矿区因受火成岩影响而从肥煤、焦煤到瘦煤资源均有,邢台矿区则以低灰、低硫、低变质的1/3焦煤为主,且其煤的可选性也最好,精煤回收率也最高。而东北、华北、华东和中南各区的重点钢铁企业几乎都需用河北省的炼焦煤配煤炼焦。     

抚顺油页岩半焦燃烧特性

为了提高油页岩半焦燃烧特性对以油页岩半焦氧化为主要热源的抚顺油页岩炼油工艺效率,利用扫描电镜与热重分析对450、550、650℃三种不同制焦温度下的抚顺油页岩半焦(J1、J2、J3),进行了表面形态和燃烧特性分析。结果表明,由于挥发分的析出,半焦表面结构变得粗糙,羽化现象严重。由于可燃物质随制焦温度上升析出较多缘故,半焦着火温度随制焦温度的上升而增高,在20℃/min升温速率下,着火温度由J1焦样的384.7℃升高到J3焦样的408.8℃。半焦的活化能在低转化率比在高转化率时要小,这主要是由于在高转化率下,可燃物减少,灰分热阻增加。     

热解温度对无烟煤焦微观结构和脱硝特性的影响

在氮气气氛和600～1000℃条件下, 使用水平管式炉对龙坪无烟煤进行了热解制焦实验, 利用拉曼光谱分析了热解煤焦的微观结构变化, 使用热重分析仪(TGA)进行了无烟煤焦的程序升温脱硝实验, 研究了热解温度对无烟煤焦微观结构和脱硝特性的影响。研究结果表明:热解温度对无烟煤焦的微观结构有显著的影响, 随着热解温度升高, 煤焦的拉曼光谱G峰与D1峰的位置差逐渐减小, 谱峰积分面积逐渐缩小, 积分面积比值I_D1/I_G和I_D3/I_G先增大后减小, I_G/I_All先减小后增大。热解温度还对无烟煤焦的脱硝特性有明显的影响, 无烟煤随着热解温度升高由炭化向初步石墨化转变, 由于活性结构数量的减少和碳结构变得更加有序, 无烟煤焦的脱硝反应性不断降低, 脱硝反应活化能增大。