蔚州长焰煤热解特性及热解动力学研究

通过非等温热重试验,对不同温度及升温速率下,蔚州长焰煤热解特性及动力学参数的变化规律进行分析,研究结果表明:随升温速率升高,长焰煤在对应温度点的失重率先减小后增大,此时同一温度段内的活化能先升高后降低。同一升温速率下,不同温度段的反应级数也不完全相同,且随温度段升高,煤的热解反应活化能及指前因子均呈下降趋势。同时,得到变升温速率下活化能与指前因子之间的线性关系式,验证了二者之间的补偿效应。     

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。     

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。     

神木煤回转炉热解实验研究

采用回转炉热解工艺加工神木煤可得到高产率的焦油、优质的半焦和ＣＯ含量低热值高的煤气，综合加工利用效果好。     

基于CPD模型的蔚州长焰煤热解特性研究

不同煤种成分的差异导致热解产物分布不同,CPD热解模型是精确预测煤热解产物分布规律的重要手段之一。采用非线性拟合方法对现有CPD模型进行修正,确定适用于蔚州长焰煤的5个化学结构参数,并通过热重实验对比分析了CPD修正模型的精确性。     

神府煤热解前后矿物质变化的研究

为了对半焦中矿物质实现有效的分离,以便后续的高效洁净转化利用,以神府原煤及3种热解半焦为样品,采用显微镜观察、等离子体低温灰化、气相色谱红外光谱联用仪、X射线衍射等方法对原煤及半焦样品中的矿物质进行了分析,在此基础上,研究了样品中主要矿物的种类、嵌布特征,分析了它们在热解前后的主要变化。     

煤低温热解与直接液化联产系统研究

煤低温热解和直接液化之间具有很多耦合要素,提出将两者集成联产系统,用煤气制氢替代煤气化制氢来降低成本、用煤焦油作补充溶剂油实现提质加工、将液化残渣与煤共热解提取高附加值油品,实现各副产物综合利用,达到系统价值最大化。基础实验研究表明,神东长焰煤与液化残渣（煤渣质量比为95∶5）共热解焦油干基产率约为8.0%,煤气有效成分大于85%;为使共热解过程不结块,液化残渣掺入量应小于30%。模拟计算表明,百万吨级煤直接液化与千万吨级煤低温热解联产,可以省却煤气化制氢及空分装置,系统能量转化效率达到75%以上,协同效应显著。     

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。     

褐煤低温热解过程中焦油析出特性的研究

本文选用4种我国不同产地的褐煤对其在低温热解过程中焦油的析出特性进行了研究,主要考察了煤样在不同温度、不同保温时间下煤样焦油的析出特性。结果分析表明:不同产地的褐煤其焦油的析出量不同且差别较大;而在相同温度下,煤样的焦油析出率随保温时间的增加而增加;同时在相同保温时间下,煤样温度越高,焦油析出量越多。     

双流化床低温煤热解工艺探索

设计了基于双流化床理论的煤热解工艺.煤在热解炉内热解,热解产生的半焦进入提升管燃烧或气化.在一套3m高的热态试验装置上采用神木烟煤进行了热解试验,对典型工艺试验过程进行了分析.考察了温度对热解产物的影响.试验表明,在该系统中,神木煤经历快速热解过程,热解产生的半焦在提升管中高效燃烧;液态产品收率达17.7%;热解气产率为10.5%,热值为19.4 MJ/Nm2;各主要组分体积分数关系为:H2>CH4>CO>CO2.     

伊宁长焰煤热解特性的TG-FTIR研究

采用热重分析仪研究热解温度、升温速率、粒径和气流量对伊宁长焰煤热解特性的影响,同时利用与其联机的傅立叶变换红外光谱仪在线检测热解析出的气体规律。     

长焰煤二次氧化特性参数的实验研究

为更好了解低变质程度煤样一次自燃和二次复燃过程中的变化,通过真密度测试实验、油浴程序升温实验和德国布鲁克VERTEX 70傅里叶变换红外光谱仪,从微观、宏观角度阐述了2次氧化造成指标变化的本质原因。该实验研究为低变质煤的开采及防灭火工作提供有力的理论依据。     

陕北张家峁矿井长焰煤的可选性研究

对陕北张家峁矿井长焰煤进行了筛分和浮沉试验分析,绘制了可选性曲线,并利用δ±0.1含量法对原煤进行了可选性分析研究,得到了块原煤(300～13 mm)和末原煤(13～0.5 mm)在理论分选密度分别为1.3、1.4 g/cm~3和大于1.5 g/cm~3时的可选性等级。这些研究结果为该矿区煤炭的加工利用、洗选工艺设计和煤炭产品的智能化定制生产提供了理论依据和参考方法。     

蔚州单侯矿长焰煤振动混流干燥实验研究

针对河北开滦蔚州矿业公司长焰煤特点,结合振动混流干燥工艺,对长焰煤干燥工艺过程进行了研究,测定其工艺参数,考察煤炭的干燥效果,并对干燥过程进行优化。研究表明,该工艺既降低了单侯矿长焰煤的水分,提高了发热量,又节省了运输成本,实现煤炭增值。     

长焰煤型煤复合粘结剂的研究

以90%神华优质长焰煤和10%高硫1/3焦煤为原料,冷压强度为指标,采用单因素试验在木质素磺酸钠、CMC(羧甲基纤维素)、CMS(羧甲基淀粉)中筛选出最佳有机粘结剂为CMS;再采用正交试验研究CMS、膨润土、四硼酸钠的最佳掺比,结果表明原料掺入1.0%CMS、6%膨润土、0.16%四硼酸钠,制得的型煤冷压强度最高,其中膨润土的影响最大;单因素试验研究表明在该复配粘结剂下,干燥终温在140℃时,制得的型煤裂纹少,冷压强度最高;最后常压固定床上掺烧试验表明,掺烧25%型煤可取得最佳经济技术效果。     

障碍物与煤尘对气体火焰传播过程影响的实验研究

本文对障碍物和煤尘对瓦斯燃烧过程中火焰速度的影响进行了实验研究。结果表明,障碍物和煤尘对管内火焰有明显的加速作用,在有障碍物和煤尘存在时,气体火焰沿管道传播的特征与管道封闭状态有关,从封闭端传向开口端的火焰速度比开口端传向封闭端的火焰速度大得多。障碍物的特征尺寸越大,火焰加速效果越显著。     

基于顺层定向长钻孔的煤层瓦斯抽采试验研究

针对某煤矿3#煤层主运大巷掘进工作面瓦斯严重超限的情况,采用顺层定向长钻孔预抽煤层瓦斯防突措施对其进行瓦斯治理,分析了施工前后瓦斯抽采量、瓦斯含量参数的变化,并统计对比了钻孔抽采工程量。     

烟煤升温氧化的影响因素及其低温热解动力学

为探讨烟煤升温氧化反应特性及其影响因素,利用热重法研究了不同含水率及不同粒度烟煤在10℃/min加热速率下的热失重过程,并应用Coats-Redfern积分法进行低温热解动力学分析。结果表明,水分蒸发和气体解吸附、增重与结构氧化分别主导其2步氧化机制。第1阶段温度阈值随含水率的增加先减少后增加,且含水率为9.16%的煤样S3温度阈值最小,含水率在第1阶段反应过程中影响显著;第1阶段温度阈值及自燃阈值随粒度增大而升高。选用一级反应模型和二级反应模型分别用于计算2个反应段的表观活化能,所得相关系数R2>0.98,活化能与频率因子之间存在动力学补偿效应,且发现煤样S3及粒度最小的煤样L5(19.21μm)较同组其它煤样相比,需要较少的活化能以克服反应壁垒,表明其具有较高的自燃危险性。