水焦浆流变特性的影响因素研究

用石油焦与3种不同的分散剂成浆,研究几种因素对水焦浆流变特性的影响。结果表明水焦浆的流变特性主要取决于石油焦本身的性质。其次对其有影响的因素主要是粒度和分散剂种类,粒度越小越容易形成胀塑性流体,分散剂不同流变特性会有所不同。除此之外,分散剂的用量、浆体浓度对流变特性的影响不是很大。     

石油焦成浆性能的研究

以萘磺酸钠甲醛缩合物、聚羧酸钠、木质素磺酸钠和1种含有木质素磺酸盐的工业废料作为分散剂,考察了2种石油焦的成浆性能。结果表明:2种石油焦的成浆性能相近,黏度为1 000 mPa.s时,与4种分散剂的成浆质量分数均在69%左右;水焦浆多为胀塑性流体,且稳定性较差,24 h内均出现硬沉淀;加入含有聚丙烯酰胺的工业废料作为稳定剂后,水焦浆全部转为假塑性流体,出现硬沉淀的时间超过72 h,但黏度有所提高,导致石油焦的成浆质量分数下降到64%左右。石油焦较低的内在含水质量分数和强疏水性是决定石油焦的成浆质量分数、稳定性和流变性的首要因素。     

石油焦制浆及其成浆性、反应活性的实验研究

为解决石油焦挥发分低、反应活性差等问题,实现石油焦的高效清洁利用,以南京和陕西某石化企业产出的石油焦为原料,进行了石油焦制浆及其成浆性、反应活性的实验研究。实验结果表明,制备出的气化、燃料和超细水焦浆质量分数分别为70%～71%、68%～69%及67%～68%,且其黏度、流动性及稳定性均能满足使用要求;采用热重分析法分析了超细化及添加助燃剂对水焦浆反应活性的影响规律,结果表明,超细化可显著降低水焦浆的挥发分初析温度和燃尽温度,而添加助燃剂对超细水焦浆的着火温度和燃尽温度具有较好的改善作用。     

水焦浆的制备及应用

针对石油焦的特点,在实验室利用石油焦制备了浓度高、稳定性良好的水焦浆,同时,在胜利油田水煤浆厂进行了水焦浆工业制备试验;根据水焦浆热值高等特性,可作为原油替代品在锅炉中燃烧,应用前景广阔,经济效益显著。     

两种不同稳定剂对水焦浆稳定性的影响

为提高水焦浆的稳定性,采用A、B两种稳定剂制备水焦浆,考察对比了2种稳定剂对水焦浆的表观黏度和析水率的影响。结果表明,A物质的添加量为0.3%时,随着浓度的增加,流动性逐渐变差,表观黏度上升,由873 m Pa·s增至1 039 m Pa·s,析水率由11.61%降至8.57%。B物质的添加量为0.3%时,随着浓度的增加,流动性逐渐变差,表观黏度由891 m Pa·s增至1 187 m Pa·s,析水率逐渐下降,由6.30%降至3.45%。2种添加剂均可提高水焦浆的稳定性。随着2种稳定剂添加量的增加,水焦浆黏度有所增加,析水率逐渐降低,即稳定性增加。添加0.3%的B物质时浆体的黏度低于添加0.6%的A物质的水焦浆黏度,而浆体的析水率也优于添加0.6%的A物质水焦浆的析水率,因此B物质对稳定性的提升效果要优于A物质。     

水焦浆添加剂最佳用量的实验研究

为了优化石油焦的成浆效果并确定水焦浆添加剂的最佳用量,实验研究了某石油焦在分别加入3种不同类型添加剂后的成浆特性,考察了添加剂用量对水焦浆成浆性、流变性和稳定性的影响。结果表明:当添加剂用量为石油焦干基质量的0.8%时,3种添加剂下石油焦均能获得较好的成浆性;NSM(亚甲基萘磺酸钠-苯乙烯磺酸钠-马来酸钠)和NC(亚甲基萘磺酸盐甲醛缩合物)添加剂使水焦浆呈胀流性,而LS(木质素磺酸盐)添加剂使水焦浆呈假塑性,添加剂用量的多少对水焦浆流变性的影响不大;当添加剂用量为石油焦干基质量的0.6%—0.8%之间时,水焦浆具有相对较好的稳定性。因此,添加剂用量为石油焦干基质量的0.8%时,水焦浆的综合成浆品质最优。     

水焦浆的流变特性与壁面滑移效应

在浆体流动试验系统上采用不同管径的直管考察了水焦浆的流变特性以及壁面滑移效应对水焦浆流动特性的影响。采用Tikhonov 正则化方法确定了水焦浆的真实流变特性和壁面滑移特性。结果表明：浓度为59.8%的水焦浆随剪切速率增大呈现由伪塑性流体到胀塑性流体的转变,浓度增加,水焦浆变为单一的胀塑性流体,当浓度达到63.4%时,水焦浆表现为由胀塑性流体到伪塑性流体的转变;水焦浆的流变特性对滑移速度的变化趋势具有较大影响,滑移速度在水焦浆为胀塑性流体时随剪切应力增加呈加速增加,水焦浆为伪塑性流体时滑移速度随剪切应力的增长速率变化不明显;滑移贡献率的变化趋势迟滞于流变特性曲线。     

石油焦用作耐火材料高温窑燃料的探索

在分析耐火材料高温窑使用的各种传统燃料特点的基础上,探索了一种新型燃料--石油焦用于高温隧道窑的可行性,认为经加工处理后的石油焦具有燃烧温度高、灰分低的特点,完全可以满足烧成耐火材料用高温窑的需要.     

石油焦的燃烧特性

引　言高硫石油焦作为石化行业所生产的副产品 ,其含碳量高、含灰量少 ,具有较高的热值 ,用其作为一种替代燃料来发电、供热 ,不仅可以缓解我国能源短缺的矛盾 ,而且可以变废为宝 .近年来在世界上 ,越来越多的热电厂开始用石油焦特别是用含硫高的石油焦作为循环流化床燃烧锅炉的燃料来生产蒸汽发电或供热[1] .然而 ,石油焦作为一种替代燃料 ,其燃烧特性及其燃烧后所排放污染物 ,到目前为止 ,对其研究较少 ,而且均为实验室小台架试验[2～ 5] .关于热态试验尚未见报道 .循环流化床燃烧技术是一种清洁燃烧技术[6] ,它通过飞灰循环燃烧、控制床…     

新型液态燃料水焦浆与循环流化床锅炉工业应用若干问题的探讨

中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司与南京大学表面和界面化学工程技术研究中心合作,使用共同开发的专有技术,2003年成功地将石化工业的副产品——石油焦制成了类似油和水煤浆品质的新型液态燃料,为石油焦的合理应用,开辟了一条新路。     

灰渣对石油焦浆稳定性的影响研究

采用气化灰渣作为石油焦浆的稳定剂,考察了灰渣对石油焦浆稳定性的影响。结果表明:灰渣能够有效提高石油焦浆的稳定性,提高屈服应力。当固体质量分数为63%,灰渣质量为总固体颗粒质量的20%—25%时,制备出的水焦浆满足工业要求。石油焦1添加质量分数15%的灰渣最高可制备出固体颗粒质量分数为70%的水焦浆,添加质量分数为20%的灰渣,石油焦2最高可制备出固体颗粒质量分数为67%的水焦浆。适量的灰渣可以作为石油焦浆的稳定剂制备固体质量分数高的水焦浆。     

煤中掺配高硫石油焦的气化特性研究

利用同步热分析仪对高硫石油焦(JL焦)、淮北煤(LY煤)以及淮北煤中掺配不同比例的JL焦混样在常压条件下进行CO2气化研究,并对气化动力学进行了分析。研究表明,JL焦的气化反应活性远远低于LY煤,配入LY煤能够提高JL焦的气化反应性,降低活化能;1 150℃之前,转化率的实验值低于加权平均值,且与掺焦比例没有关系;1 150℃之后,转化率的实验值高于加权平均值,原因是LY煤灰中的矿物质对焦、煤混样的气化起到了催化作用。     

SO2活化改性石油焦吸附剂的汞吸附特性

利用SO₂气体对石化工业副产物石油焦进行活化改性以制成富硫高活性脱汞吸附剂（SAPC）。在固定床实验装置上进行SAPC吸附脱除汞的实验研究,考察吸附温度、入口Hg⁰浓度、烟气成分以及热再生等因素对脱汞特性的影响规律,同时结合比表面积及孔隙度分析、元素分析和X射线光电子能谱（XPS）等表征手段深入分析SAPC的汞吸附机理。结果表明,SO₂活化改性石油焦的物理和化学特性得到极大改善,羰基、酯基以及非氧化态硫是Hg⁰的主要活性吸附位。吸附温度的升高会抑制对Hg⁰的吸附脱除,烟气中较高的Hg⁰浓度会降低汞脱除效率,但对其汞吸附速率有促进作用。SO₂对SAPC的脱汞性能影响较小,O₂易将Hg⁰氧化成为更容易与含氧、含硫官能团结合的氧化态汞,从而促进对Hg⁰的脱除。热再生时吸附态汞化合物受热分解的过程伴随着吸附剂表面化学活性位的损失,导致再生后汞吸附性能大幅下降。     

煤、油页岩和石油焦混烧特性及其动力学

为了充分利用劣质燃料油页岩和难以利用的高硫石油焦,以煤、劣质燃料油页岩及高硫燃料石油焦的混合燃料为研究对象,采用热重-差热的试验方法和差减微分法,对其混烧特性曲线和混烧特性机理进行分析,计算出试样各种燃烧特性参数及燃烧动力学参数。结果表明:煤、油页岩、石油焦的质量比为1∶6∶3的混烧试样S7的DTG曲线先后出现挥发分的析出着火燃烧峰和剩余固定碳的着火燃烧峰;煤、油页岩、石油焦的质量比为6∶3∶1的混烧试样S4的可燃特性指数及着火特性指数均大于油页岩及石油焦的值,而且混合试样的燃尽指数均大于煤及石油焦的值,同时,混合样品的综合燃烧特性指数均大于油页岩的值;试样S4的活化能最小,该混合试样的燃烧反应最容易进行。只要煤、油页岩及石油焦混合比例适当,其混合燃烧特性将优于油页岩及石油焦单独的燃烧特性。     

Pitch and petroleum coke additions to coke oven charges

Several pitch materials and a petroleum coke were added to coke oven charges in an attempt to make good metallurgical coke from Canadian coal of poor coking quality. Coal and petroleum pitches were added to a low fluid western Canadian coal of medium volatile bituminous rank, and the blends coked in a technical-scale moveable wall test oven having a 230-kg charge capacity. Pitches improved coke tumble test indices, the principal coke quality parameter related to blast furnace performance. Varying levels of petroleum coke were added to an eastern Canadian coal of high volatile bituminous rank, and the blends, some partially briquetted, were carbonized in a test oven. Tumble indices of coke from the partially briquetted charges approached an acceptable level. These investigations confirm that petroleum products as well as coal derivative can play a useful part in the production of a metallurgical strength coke from poor or non-coking coals.     

Desulphurization of petroleum coke by butagas

The work described concerns the desulphurization of Egyptian petroleum coke by butagas in a fixed-bed reactor. Optimum values for reaction temperature and coke particle size were observed; but increased gas flow rate, prolonged reaction time, and decreased coke bed depth all favoured increased sulphur removal throughout the ranges studied. The effects of the different factors could be interpreted satisfactorily in terms of the thermodynamic potential of the desulphurization reaction and the diffusion of gases into and out of the coke particles. While gas/coke ratio governs the former, the latter is mainly influenced by sintering of the coke particles. For comparison, some desulphurization runs were carried out using hydrogen in place of butagas, and Syrian petroleum coke instead of the Egyptian coke. The Syrian coke proved difficult to desulphurize.     

Thermal desulphurization of ultra-high-sulphur petroleum coke

A study has been made of the desulphurization of Syrian petroleum coke, containing 8.83% sulphur, by calcination in a Tamman furnace at high temperatures (1000–1600 °C) using heating times up to 4 h. Sulphur elimination (up to 96% in 30 min at 1600 °C) was found to increase with calcination temperature and heating time and to decrease with increase in ash. Reactivity of petroleum coke increases with the extent of sulphur elimination, but this is counteracted to some extent by the annealing effect of the higher temperature.     

一种石油焦与CO2高温气化原位反应特性

采用高温热台显微镜原位研究了气化温度和颗粒粒度对石油焦气化反应的影响,并对比了神府烟煤和石油焦的反应特性。研究发现,石油焦在气化过程中颗粒收缩,表面结构发生变化,反应速率的改变由低温下逐渐减小,到高温下1300℃时先增大后减小。相同转化率下,反应时间随温度的升高而减少,随颗粒粒度的减小而减少。对比神府煤焦和石油焦的气化反应发现,石油焦反应活性低,为神府烟煤焦平均气化反应速率的1/6。