温和热解条件下内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能

为研究褐煤半焦的高效洁净利用及其燃烧性能的判别,模拟工业生产中煤炭热解外热式直立炭化炉,组装煤炭热解实验装置对内蒙褐煤进行热解。采用热重分析法对半焦/煤进行燃烧性能研究,探讨了影响褐煤热解半焦燃烧性能的主要因素,并对半焦与煤的燃烧性能进行比较。结果表明：热解条件是影响半焦燃烧性能的重要因素,随热解温度的升高和热解时间的延长,内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能变差;半焦的燃烧性能与其本身的质量参数相关,用半焦的燃料比可以准确预测半焦的燃烧性能;对比半焦与煤的燃烧性能,发现内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能“异常”好,其主要原因是内蒙褐煤半焦具有发达的孔隙结构,碳的活性高,其性质类似于木炭,有优异的燃烧性能。     

半焦调质城市污泥的成浆性能及其污泥煤浆的流变特性

采用成浆实验法研究了半焦调质城市污泥的成浆性能以及半焦调质城市污泥与煤混合物的成浆性能及其浆体流变特性。结果表明:半焦的含量是影响半焦调质城市污泥成浆性能的关键因素,半焦调质城市污泥的成浆性能随其半焦含量的增加而变好,当半焦的含量增大到80%时,半焦调质城市污泥的定黏浓度仍只有33.88%,说明其成浆性能差;泥煤混合物的成浆性能随半焦调质城市污泥配比的增大而变差,其定黏浓度(φ)与半焦调质城市污泥配比(x)呈良好的线性相关关系:φ=68.835 1-1.201 1x,R~2=0.953 6;污泥煤浆的浆体为假塑性流体,呈现剪切变稀的性能。上述研究成果对制备高能效的污泥煤浆,实现污泥的能源化利用有重要意义。     

热解改性与煤/焦混配对神木煤成浆性的影响

为了提高神木弱黏性长焰煤(SM)的成浆性能,在气体热载移动床反应器中对其进行热解,制备了不同热解温度下的半焦,并分别对SM、半焦和二者的等质量比配合样进行水煤浆的成浆特性考察。结果表明:热解可以使SM的定黏浓度从65.2%提高到69.6%,而屈服应力τy和稠度系数K变化不大,说明热解改性是提高SM成浆性的有效方法;SM和半焦的孔结构分析、傅里叶红外光谱及酸性基团分析表明,半焦煤阶的提高、含氧官能团的减少和孔隙结构更加丰富是半焦成浆性提高的主要原因;配合样浆体的定黏浓度介于SM和半焦之间,并且其流变特性和稳定性优于SM浆体,说明半焦的成浆性能对配合样的成浆性起决定作用。试验结果表明,半焦与原煤混配是提高原煤成浆性的简易且经济的方法。     

褐煤与半焦的配煤制浆实验研究

采用低温热解法(400℃~650℃)对褐煤进行改性处理,并通过红外光谱和热重对原煤热解前后物质组成进行表征,研究不同热解温度半焦的成浆性能和原煤进行配煤后的成浆性能。实验结果表明:低温热解能够有效提高褐煤的成浆性能。     

CeO_2对低阶煤热解产物分布的影响研究

用管式炉研究了稀土氧化物Ce O2与低阶煤机械混匀后的热解产物分布,考察了在低温热解条件下Ce O2对低阶煤热解产物分布的影响。结果表明:同一升温速率、不同终温下,Ce O2对热解产物焦油产率有催化作用;对于热解产物半焦及煤气无催化作用,热解终温是影响其产率分布的主要因素,但稀土Ce O2能使半焦形成更多的孔隙,使热解煤气提前释放出来。     

半焦配煤制备气化水煤浆试验研究

为提高褐煤的成浆浓度,采用分级研磨工艺进行半焦与褐煤的配煤制浆试验。通过单独制浆、添加剂的选择、配煤实验的结果表明,内蒙古锡林郭勒半焦和褐煤在分级研磨、粗细粉质量比为80∶20的制浆条件下,褐煤样品最高成浆浓度为46.22%,半焦样品最高成浆浓度为57.32%。通过褐煤与半焦以2∶8混配后,辅以萘系添加剂,配煤制浆的最高成浆浓度为55.30%,有效地改善了褐煤的成浆性能,流动性和稳定性均明显变好。     

低阶粉煤热解半焦规模化利用技术研究进展

半焦在低阶粉煤热解产品中所占比重最高,因此低阶粉煤热解工业化、商业化的推进必须实现半焦粉的规模化利用。针对目前低阶粉煤热解所产生半焦的基本特性及其主要利用途径,分析半焦在燃烧、气化、高炉喷吹等方面利用的技术问题及其研究、应用进展情况,指出半焦的燃烧特性、气化反应性、成浆性等基本性质跟原煤品质及热解工艺条件有直接关系。在研发相关半焦规模化利用关键技术的同时,低阶粉煤热解应根据半焦转化市场的需要调控半焦指标,平衡各产品产率及质量之间的关系,并匹配半焦转化下游工艺,推进低阶煤大规模热解及半焦粉规模化转化进程。     

蔚州长焰煤低温热解实验研究

反应温度、时间是影响低阶煤低温热解半焦特性的2个关键因素,由于不同煤种低温热解的化学反应不同,2者对不同煤种热解半焦特性的影响规律不同。对蔚州长焰煤进行了低温热解实验,研究了反应温度及反应时间对热解半焦性质的影响规律。结果表明,反应温度及反应时间对C、H、O、S元素的富集以及半焦的回吸特性、发热量有着不同的影响方式,热解温度为550℃、反应时间为10~20 min时,热解所得半焦满足高炉喷吹半焦S-2、V-3等级指标。     

3种低阶煤热解半焦CO_2反应性的研究

分析了３种低阶煤热解半焦ＣＯ２反应性与热解温度、反应温度的变化关系，分析计算了半焦ＣＯ２反应动力学参数。     

3种低阶煤热解半焦CO2反应的研究

分析了３种低阶煤热解半焦ＣＯ２反应性与热解温度、反应温度的变化关系，分析计算了半焦ＣＯ２反应动力学参数。     

热解条件对气化水焦浆用半焦性质的影响

选用双鸭山东荣长焰煤为样品,利用马弗炉进行了中低温热解试验,考察了热解温度、升温速度和保温时间等对半焦的产率、组成和发热量的影响,并以水焦浆气化对原料的要求为导向,研究热解温度对半焦气化反应活性和可磨性的影响.研究结果表明在热解工艺条件中,热解温度对半焦的产率、组成和发热量的影响最大,随着热解温度的提高,热解半焦产率和气化反应活性均降低,半焦灰分升高.热解温度在400～700℃下所制半焦的内在水分、发热量和可磨性均满足水焦浆气化的基本要求,且当热解温度在400～450℃时,所得半焦的哈氏可磨度更高,预测的成浆性也更好,综合分析可确定,热解温度控制在400～450℃之间制备的长焰煤半焦适用于水焦浆气化.     

褐煤低温热解提质试验研究

针对蒙东地区褐煤水分含量高,发热量低,易风化自然,可磨性、成浆性差的问题,对其进行了管式炉低温热解提质试验研究。结果表明：试验优化的低温热解温度为480-520℃,此时半焦挥发分Vdaf为13.32%-16.43%,低位发热量为26.43-27.18 MJ/kg,半焦CO2反应活性大于98%,可磨性性指数大于60,成浆浓度大于60%;半焦着火点为326-342℃,氧化后着火点为305-327℃;原煤干基半焦产率为69.13%-70.46%,焦油产率为3.97%-4.60%。褐煤经过低温热解,发热量明显提高,着火点升高,反应性、可磨性及成浆性良好,并具有较高的电阻率。     

煤矸石浆液脱除燃煤烟气中SO2的研究

运用煤矸石中含有丰富的碱性物质和化学吸收技术，对煤矸石浆液脱除燃煤烟气中SO2的影响因素进行了研究.得出煤矸石可有效脱除低浓度烟道气中的SO2，脱硫的适宜条件：浆液浓度20%、颗粒直径在208 μm 左右、初始pH=5.5、反应温度80 ℃、有效反应时间可持续1 h，最高脱硫率达75%左右.     

新疆五彩湾煤制备气化水煤浆的中试试验研究

为提高低阶煤的成浆浓度,以新疆五彩湾煤为原料,采用传统制浆工艺和间断级配制浆工艺进行成浆性试验,并在此基础上开展了中试制浆试验。试验结果表明：传统制浆工艺下,该煤种的最高成浆浓度为51.05%|采用间断级配制浆工艺,在粗细颗粒质量比为6∶4的条件下,该煤种的最高成浆浓度可达57.08%,较传统制浆工艺提高了6个百分点|采用中试制浆工艺,该煤种的最高成浆浓度为56.19%,较传统制浆工艺提高了5个百分点,略低于实验室的间断级配制浆工艺。中试制浆试验有效的验证了实验室的小试结果,且中试设备能够长时间稳定运行。     

固体热载体制得半焦的结构及热解特性研究

固体热载体干馏工艺对于粉煤的高效洁净利用具有重要意义。采用TG-DTG热分析仪和红外光谱仪分别对固体热介质不同终温制得半焦的结构和热解特性进行研究,结果表明,随着热介质终温的提高,半焦的结构趋于芳构化,反应活性逐渐降低,挥发份初始析出温度、最大失重温度和最终热解温度均逐渐增大。     

半焦基固体热载体法神东煤热解产物分布的试验研究

以自建的固体热载体煤热解实验平台为基础,以神东长焰煤为原料,神东长焰煤的热解半焦作为热载体,研究煤样分布器的转动机制(不同的混合效果)与煤的热解产物的分布及其变化规律,研究结果表明:反应器内部温度场的均匀性会显著影响热解产物产率,即针对无搅拌混合(搅拌0圈),转动搅拌桨后热解气体积明显增大,且析出速率明显加快;但是随着热解时间的进一步延长,最终的热解气体积基本一致;与此同时,搅拌桨转动圈数从1.5圈增大到10圈时,热解气体积略有增大,但增大幅度较小。在此基础上进一步将其与格金低温干馏实验数据进行比较,确定神东长焰煤粒径0~13 mm的固体热载体的热解时间为30 min,为千吨级的工业示范的反应器设计提供设计依据。     

半焦燃烧及煤热解燃烧耦合试验研究

为了考察冷半焦、预热半焦及煤热解燃烧耦合所产半焦在循环流化床中的流态化特性和输运特性、燃烧特性及污染物原始排放特性,在循环流化床热解燃烧耦合试验台上进行了冷半焦燃烧、预热半焦燃烧及煤热解燃烧耦合试验研究。研究结果表明,3种类型半焦在燃烧炉炉膛内的流态化特性较好,0~4 mm的预热半焦和粒径0~4 mm煤热解所产半焦均能顺畅通过热解炉与燃烧炉之间的输运通道进入燃烧炉;半焦燃烧时能在燃烧炉炉膛内形成上下均匀的温度场,且随一次风率增大,温度分布更均匀;3种类型半焦的燃烬特性较好,燃烧效率都在99.68%以上;随燃烧炉温度升高,N2O排放值减少,NOx和SO2排放值增加,随二次风比例增大,NOx的排放值降低,SO2排放值升高,N2O的排放值变化不明显。     

CO2气氛中低变质煤微波热解研究

煤-循环煤气微波共热解是煤清洁高效转化利用的一种新技术。为深入剖析其作用机理,主要研究了二氧化碳气氛中低变质煤的微波热解过程,系统考察了微波功率、热解时间、气体流量和煤样粒度等因素对热解产品收率、组成及煤气成分的影响。结果表明：CO2加剧了低变质煤的微波裂解程度,使原煤中挥发分析出较多,有机质分解加快,兰炭中矿物质有效富集。在微波功率960 W、热解时间40 min、CO2流量0.56 L/min、低变质煤样粒度5～10 mm的优化工艺条件下热解,兰炭收率最高可达60.8%,液体产品（煤焦油和热解水）收率最高可达21.8%,煤气中有价成分（CO+CH4+H2）体积分数达54.03%。所得兰炭中固定碳含量达84.89%,满足FC-4级兰炭标准;挥发分含量为4.86%,满足V-1级兰炭标准。所得煤焦油中烷烃类化合物含量高达35.5%。