反应气氛对煤热解过程中NH3释放的影响

为了实现煤的洁净转化 ,研究煤热解过程中 N转移的机理 ,实验在固定床反应器上采用程序升温法对碳含量不同的三种煤样进行了氩、甲烷、1 5 %水蒸气 /氩和 1 5 %水蒸气 /甲烷气氛下的煤加氢热解研究 ,主要对热解过程中产生的 NOx 主要前驱物 NH3 的释放规律及其影响因素进行了考察 .实验表明 ,由于水蒸气、甲烷提供了活性含 H集团 ,促进了热解过程中 NH3 的生成 ;另外 ,甲烷和水蒸气之间的协同作用 ,可以提供更多的活性含 H集团 .煤特性、反应温度和反应时间是影响 NH3 生成和半焦产率的主要因素 .     

煤种及气氛对煤热解中NH3和HCN释放的影响

在固定床反应器上采用程序升温法对碳含量不同的三种煤样进行了氩气、甲烷、15%水蒸气/氩气和15%水蒸气/甲烷气氛下的煤加氢热解研究,对热解过程中产生的NOx主要前驱物--NH3、HCN的释放规律及其影响因素进行了考察.实验表明,由于水蒸气、甲烷提供了活性含氢基团,所以促进了热解过程中NH3、HCN的生成.另外,甲烷和水蒸气之间的协同作用,也可以提供更多的活性含氢基团.     

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.     

褐煤热解过程HCN和NH3的析出规律

利用多功能热解气化实验平台对大雁褐煤进行了热解实验,对热解过程中HCN和NH3的释放规律随温度的变化进行了研究。结果发现,在挥发分二次热裂解反应中形成的主要是HCN,而NH3的形成不仅和挥发分的二次反应密切相关,还与半焦的进一步热解相关。     

煤及其模型化合物快速热解过程中HCN和NH3逸出规律的研究

利用高频热解装置对褐煤、烟煤和无烟煤三种不同煤阶的煤及模型化合物吡咯、吡啶进行了热解实验,分别考察了煤热解终温为1200℃,平均升温速率为2.7,8.0,11.9,17.1,22.9℃·s-1和不同热解终温(600～1200℃)下煤及吡咯、吡啶快速热解过程中HCN和NH3的生成规律,并且对煤热解过程中HCN和NH3逸出...     

铬革屑热解NO、NH3和HCN的释放特性

采用傅里叶变换红外光谱仪对铬革屑热解过程中NO、NH₃以及HCN的释放特性规律进行研究,探讨了随着时间的变化,热解温度对这3种含氮气体释放特性的影响。结果表明,热解过程中NO、NH₃以及HCN的释放随温度的升高呈现不同的规律。在热解温度较低的情况下含N气体的释放较少,其中NH₃的释放占主导。随着温度的升高,NO、HCN的释放量上升,尤其在550℃,HCN的释放率反超NH₃,释放的浓度达到500 ml·m^-3以上,NH₃的释放率维持在10%~15%。高温区HCN的释放存在迅速升高的过程,NO的释放量相对较少。NH₃的释放主要与胶原蛋白中氨基结构的破坏有关,如酰胺及酰胺带结构,而HCN主要来自于焦含氮结构的二次裂解,以及热解液体中含氮杂环物质的分解。NO的释放主要与C=O,C-O/C-O-C等含氧基团的变化以及原料中的N/O比例有关。     

固体热载体热解煤中氮的迁移特性

在固体热载体快速热解装置上考察了锅炉循环灰对内蒙古羊市塔烟煤热解过程中氮的迁移转化特性的影响.结果表明,在考察温度(530℃~660℃)内,在气相氮中仅含有HCN和NH3,无N2产生.循环灰对煤结构及焦油分子中氮杂环的裂解没有催化作用,与惰性石英砂作为热载体的实验结果相比,热解温度600℃时,循环灰作为热载体使气相中HCN-N和NH3-N的产率分别降低了24.53%和29.86%.并通过向惰性石英砂中添加碱性矿物质对循环灰中影响煤热解过程中气相氮释放的主要物质进行了考察.     

煤中氮在热解过程中释放规律的数学模拟

以化学渗透模型(CPD)为基础构建煤的结构，以实验数据为基础，通过对煤中氮在热解阶段反应历程的描述，以及对NOx的主要前驱体HCN和NH3生成的动力学表达，建立了煤热解阶段氮释放的模型，将模型的计算结果与五种煤在管式固定床反应器中热解阶段形成HCN和NHx的测定结果进行比较，研究发现：模型能够相对准确的预测HCN形成(误差在20％以内)，但由于没有考虑惰质组的影响，对部分煤NHx的模拟误差较大(甚至超过50％)，模型也表达出在快速热解条件下随温度升高，HCN和NHx的生成量增加；随煤阶增加，HCN生成量减少；随惰质组含量增加，NHx的生成量增加的释放规律。     

铬革屑热解NO、NH_3和HCN的释放特性

采用傅里叶变换红外光谱仪对铬革屑热解过程中NO、NH_3以及HCN的释放特性规律进行研究,探讨了随着时间的变化,热解温度对这3种含氮气体释放特性的影响。结果表明,热解过程中NO、NH_3以及HCN的释放随温度的升高呈现不同的规律。在热解温度较低的情况下含N气体的释放较少,其中NH_3的释放占主导。随着温度的升高,NO、HCN的释放量上升,尤其在550℃,HCN的释放率反超NH_3,释放的浓度达到500 ml·m~(-3)以上,NH_3的释放率维持在10%~15%。高温区HCN的释放存在迅速升高的过程,NO的释放量相对较少。NH_3的释放主要与胶原蛋白中氨基结构的破坏有关,如酰胺及酰胺带结构,而HCN主要来自于焦含氮结构的二次裂解,以及热解液体中含氮杂环物质的分解。NO的释放主要与C=O,C-O/C-O-C等含氧基团的变化以及原料中的N/O比例有关。     

准东煤与污泥共热解过程中NOx前驱物释放规律

借助热重-质谱联用（TG-MS）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）以及原位漫反射傅里叶变换红外光谱（in situ DRIFT）等实验手段对准东煤与污泥的混合物进行共热解实验,研究了污泥质量百分比为25%、50%、75%时混合物热解主要NO_x前驱物的释放规律,探讨了准东煤中矿物质以及混合物中官能团的变化对NO_x前驱物释放的影响。实验结果表明：混合热解过程中NH₃、HCN的产率不随污泥掺混比的增大而增加,掺混比为50%左右时NO_x前驱物的释放量相对较低。准东煤内在碱金属及碱土金属以及混合热解过程中各官能团的协同效应对NO_x前驱物释放具有抑制效果。     

神木煤热解形成NOx前驱物的影响因素研究

热解是煤加工的重要基础过程，它是煤燃烧、气化的初始和伴随反应。通过固定床石英反应器研究了不同的热解方式、加热速率、气体流速和粒径对神木煤形成NO，的前驱物HCN和NH3，的影响规律，得出以下结论：终温和加热速率越高，形成的HCN和NH，的量越大；粒径的变化对HCN和NH3的影响规律不同；气体流速对HCN和NH3的形成受加热方式的影响。     

阻燃剂对软质聚氨酯泡沫热分解产生氰化氢的影响

利用自制氰化氢(HCN)获取装置,分别就阻燃剂种类、含量等因素对软质聚氨酯(PU)泡沫热解产生HCN的影响进行了实验研究。结果表明,不同的阻燃剂对软质PU泡沫热解产生HCN的量有显著影响,氯化镁、二氰二胺、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾和四硼酸钠(Na2B4O7•10H2O)能减少HCN的产生,而氯化铵、硫酸铵、磷酸铵使HCN产生量增加。经Na2B4O7•10H2O阻燃的软质PU泡沫热解产生HCN的量随Na2B4O7•10H2O量的增加而减少。当Na2B4O7•10H2O的用量为23.08 %时,HCN释放量为3.2915 mg/g,是不加阻燃剂时的38.33 %。     

无烟煤热解时气相含氮化合物析出规律研究

用高温沉降炉研究无烟煤煤粉在830℃、880℃和930℃时热解产物中HCN、NH3、N2O、NO及NO2的析出规律.结果表明,随着温度的增加,煤样中的氮析出HCN、NO、NO2、NOx和气相含氮化合物的转化率呈先减少后增加趋势;NH3的转化率先增加后减少,NOx前驱物的转化率逐渐增加,N2O的转化率逐渐减小.NOx前驱物是煤样热解的主要气相含氮产物.     

典型无烟煤热解成分的定量分析研究

采用TG-FTIR联用对3种无烟煤的热解产物中的CH4、CO、CO2、NH3进行定量分析研究.结果表明,随着挥发分含量的减少,CH4开始析出温度和析出峰值温度逐渐升高;各煤样的CO析出峰值温度接近一致;CO2的开始析出温度均在195℃左右,CO2的析出总量随煤样的挥发分的升高而增加;NH3的温度析出规律相似,但煤样的N...     

NOx precursors evolution during coal heating process in CO2 atmosphere

The pyrolysis/gasification experiments of Xuzhou bituminous coal (XZ) and Longyan anthracite (LY) were carried out in a tube furnace under Ar or CO₂ atmosphere, and the effect of CO₂ on the evolution of NO_x precursors, NH₃ and HCN, was studied using a Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer. Results show that CO₂ influences NH₃ and HCN evolution process in two main ways: one is blocking the contact of the N-sites and the H-radicals by absorbed on the coal matrix surface at low temperature, and the other is opening the N-sites from the coal matrix by gasification at high temperature. For both XZ and LY coals, CO₂ atmosphere suppresses NH₃ yield and enhances HCN yield due to the gasification effect compared with that in Ar atmosphere. But the impact is not the same. The HCN/NH₃ ratio is elevated in CO₂ atmosphere compared with that in Ar atmosphere.     

浮选对煤热解过程中NH_3生成的影响

介绍了采用固定床反应器对神东、新疆和小龙潭原煤及其浮选后所得精煤和尾煤在873K～1 173K温度、420mL/min Ar气氛下热解NH_3生成的实验研究。结果表明,浮选得到的精煤和尾煤在热解过程中释放的NH_3量与原煤释放的NH_3量相比不同,且随煤的变质程度的变化而变化;浮选改变了NH_3的生成率,但没有改变其随温度的变化趋势。精煤、尾煤与原煤一样,在快速热解过程中,NH_3的生成由进样阶段决定。煤氮生成NH_3的转化率均随着温度的升高而增大,但高于1 173K时,NH_3的生成率变化不大;精煤在程序升温热解和快速升温热解过程中,生成的NH_3均比原煤少,尾煤在两种热解条件下表现不同。实验证明,浮选改变了NH_3的生成率,而且NH_3的生成率和煤中所含的S及矿物质有关。     

The temperature's influence on the selectivity between HNCO and HCN from pyrolysis of 2,5-diketopiperazine and 2-pyridone

Two cyclic amides, 2-pyridone and 2,5-diketopiperazine (DKP), were pyrolysed at temperatures ranging from 700 to 1100 °C. Pyridone is the only one of the four main nitrogen functionalities found in coal that is likely to form HNCO under pyrolysis. DKP is a primary pyrolysis product from proteins, which are the main nitrogen source in biomass. The formation of HNCO from biomass has been suggested to originate from DKP and other cyclic amides. The aromatic 2-pyridone was thermally more stable than the non-aromatic DKP. Both amides formed HCN, HNCO and NH₃. The NH₃ yields, about 3-4% for 2-pyridone and 10% for DKP, were almost independent of temperature. The HCN yield on the other hand showed strong temperature dependence and increased with temperature for both of the cyclic amides. The HNCO yield decreased with increasing temperature for DKP over the whole temperature interval. For 2-pyridone, the pyrolysis was incomplete at the lowest temperature in the investigation. Between 900 and 1100 °C, the pyrolysis of 2-pyridone was complete and the HNCO yield decreased with increasing temperature. The HNCO/HCN ratio for both of the cyclic amides decreased with increasing temperature over the whole investigated temperature range. The finding in literature that the HNCO formation from cracking of coal tars produced a maximum HNCO yield at an intermediate temperature, is explained by the thermal stability of pyridone at low temperatures and the selectivity towards HCN at high temperatures.