钙基添加剂在大同煤热解中的作用

在固定床反应器进行了大同原煤 ( DTY)、和经处理的大同煤 ( DTTY)热解实验及添加不同的钙基固硫剂后的热解实验 .结果表明 ,35 0～ 45 0℃主要发生黄铁矿的分解和部分弱的有机硫官能团 (如硫醇、硫醚、二硫化物 )的裂解 .脱黄铁矿过程发生的氧化作用产生了亚砜和砜类含硫基团 ,导致 DTTY释放 H2 S和 COS的温度升高 .5 1 %的硫在 DTY热解时生成含硫气体逸出 ,其中 95 %的含硫气体是 H2 S,4.8%是 COS;而只有 1 2 %的硫在 DTTY热解时生成含硫气体 ,86%是 H2 S,1 2 %是 COS.Ca O和 Ca( OH) 2 具有很高的固硫活性 ,对大同煤的有机硫和无机硫同样具有很好的固硫效果 .而 Ca CO3 的固硫效果较差 ,这是因为 Ca CO3 与含硫气体的反应性较低造成的 .溶液浸渍法以及超声搅拌混合法加入的 Ca( OH) 2 没有显示出比机械混合法更优越的效果 ,这是因为在随后样品干燥阶段 Ca( OH) 2 部分生成了固硫活性低的 Ca CO3 .     

西部煤热解过程中气相产物的生成与释放规律

为了考察西部煤热解气体产物与其组成特性和还原程度间的关系,以神东、宁夏灵武和新疆哈密3种西部煤和平朔对比煤样为研究对象,采用固定床反应装置进行了200～1000℃范围内热解气体的形成与释放研究.结果表明,热解产物中含氧气体CO,CO2和含氢气体H2,CH4和C2以上烃类的生成均随温度变化呈现出较好的规律性,但不同煤样热解气体的生成量、最大释放温度和释放区间不同;煤中H和O元素的含量与含氢、含氧气体的生成量成对应关系;3种西部煤的弱还原性使其热解呈现出明显不同于强还原性平朔煤的热解特性,西部弱还原性煤热解将形成相对较多的含氧气体和较少的含氢气体.     

铁基矿物质对西部煤热解特性的影响

以神东、新疆煤为研究对象,采用微量热重、常量固定床实验装置分别对原煤、脱矿煤、载铁煤在热解过程中的质量变化和气相产物进行了对比分析,研究了铁基矿物质对煤热解特性的影响.结果表明:煤热解出现最大失重速率和气相产物最大释放量的温区均与煤的变质程度有关,较低变质程度的神东煤在450℃左右出现最大失重,而新疆煤则为600℃;神东煤热解生成CH4,CO和CO2的最大释放温度小于新疆煤.载Fe煤热解过程中生成的气相产物总量大于原煤和脱矿物煤,显示了Fe的催化作用.该催化作用主要表现在热解达到最大失重速率的温度之后的缩聚阶段,这引起了H2的生成量增大.Fe的催化作用受煤变质程度的影响,对变质程度较低的神东煤的作用明显大于新疆煤.     

热重质谱联用研究兖州煤的热解行为

利用热重—质谱联用(TG／MS)研究了兖州煤的热解行为、热解气相产物(包括硫分)的在线析出行为以及矿物质对热解气相挥发分逸出的影响；比较了原煤和脱灰煤的TG／MS谱图．结果表明：TG／MS系统在获取煤样热失重信息同时，可以在线监测气相挥发分的选出行为；矿物质对热解过程中H2O，CH4和H2的析出没有影响，但对高温阶段CO和C02的析出有明显的作用．550℃附近硫的逸出产物主要来源于煤中黄铁矿的分解．     

煤岩显微组分加氢热解过程中含硫气体逸出特性

在热天平上进行了兖州煤及其显微组分加氢热解的TG-MS实验,研究了氢气气氛下兖州煤及其显微组分的热失重特征和加氢热解含硫气体的逸出特征.结果表明,镜质组在470℃左右有较强的H2S和COS逸出,惰质组较低,而惰质组在570℃左右有较强的H2S和COS逸出,镜质组则基本没有,说明镜质组中有机脂肪硫含量较高而惰质组中黄铁矿硫含量较高.镜质组和惰质组不同的SO2逸出说明镜质组含有较高的脂肪硫和较少芳香硫,而惰质组则含有较少脂肪硫和较高的芳香硫.镜质组比惰质组有较高的C4H4S和C8H6S逸出,说明镜质组中的噻吩环和苯并噻吩环有较多的以弱的桥键与煤主体结构相连,而惰质组中的噻吩环和苯并噻吩环多与缩合芳香体系缩聚在一起,热稳定性较高,难以断裂分解.各种含硫气体不同的逸出强度和分布反映了镜质组和惰质组中硫存在形态和含量的差异而导致的镜质组和惰质组在加氢热解过程中硫的不同变迁规律.     

基于热重-红外-质谱联用技术定量分析燃煤气体产物

为了准确定量表征燃煤过程中的多组分混合气体产物,以在氮气气氛中神华混煤热解过程为例,采用热重-红外-质谱联用技术,结合脉冲热分析法,研究煤热解多组分气体产物的逸出特性,重点讨论载气流量、炉温、红外光谱检测分辨率及扫描次数等参数对气体定量测量的影响,分别建立红外光谱以及质谱定量标定工作曲线,确定CO2和CH4的平均析出量.结果表明,神华混煤热解主要生成CO2,CH4,H2,CO,H2O以及含C-H、C-O、C=O等官能团的气体;红外光谱标定信号主要受载气流量和分辨率的影响;红外光谱和质谱定量结果存在差异;神华混煤热解过程中每毫克煤样析出CO2和CH4的平均量分别为65.9和24.1μg.     

废旧冰箱保温材料热解气体的红外光谱研究

采用热重-红外光谱联用技术分析了废旧冰箱保温材料在加热速率20℃／min条件下、40-850℃范围内的热失重行为、气体产物组成和释放规律。结果表明：物料热解气体释放强度变化与热失重变化趋势基本一致;热解产物含有C02、氟氯烃、CFC．11、H20、醇类、烃类、CO、羰基化合物、胺类化合物及芳香族化合物等物质。其中CO2在260—480℃的主热解阶段大量释放;发泡剂CFC．11集中在135—270℃析出：CH4主要在350—700℃的温度区间析出;CO在520℃附近形成最大吸收峰。热解气体中还检测到少量NH3和HCN,是原料组成聚氨酯结构中的氮元素热解所致。     

煤显微组分热解过程中含硫气体逸出特性

在TG-151热天平上利用在线质谱仪考察了兖州煤及其显微组分热解过程中含硫气体的逸出特征，并根据不同含硫气体的逸出规律对兖州煤镜质组和惰质组中硫的存在形态进行了分析，果表明：镜质组在480C左右有较强的H2S和COS选出，惰质组较低，而惰质组在600℃有较强的HzS和CoS逸出，镜质组则基本没有，说明镜质组中有机硫含量较高而惰质组中黄铁矿硫含量较高，质组和惰质组不同的SO2选出说明镜质组合有较高的脂肪硫和芳香硫，极少的黄铁矿硫，而惰质组则含有较少脂肪硫和芳香硫，很高的黄铁矿硫．镜质组比惰质组有较高的C4H4S和C8H6S逸出，说明镜质组中的噻吩环和苯并环有较多的以弱的桥键与煤主体结构相连，而惰质组中的噻吩环和苯并环多与缩合芳香体系缩聚在一起，热稳定性较高，难以断裂分解，种含硫气体不同的逸出强度和分布反映了镜质组和惰质组中硫存在形态和含量的差异而导致的镜质组和惰质组在热解过程中硫的不同变迁规律。     

义马煤的流化床热解脱硫研究

在常压惰性气氛中采用流化床反应系统对义马原煤，脱灰，脱黄铁矿煤进行了热解脱硫，效果考察，主要考察了温度，热解时间及气氛对煤中硫变化的影响。结果发现：义马原煤，脱灰煤在700℃左右可得到低硫半焦，而在ψ（O2）为0.6%的N2气氛下，原煤在650℃左右即可得到硫含量更低的半焦，其脱硫率可达到72.9%。且半焦收率变化不大，表明在惰性气氛中配入少量氧气，可大大提高全硫脱除率，在实验所涉及的温度范围内原煤半焦中有机硫含量呈增加趋势，义马原煤中碱性矿物质固硫作用导致原煤半焦中硫含量高于脱灰煤半焦中硫含量，而增加热解停留时间不利于提高脱硫效果。     

CaO与K_2HPO_4·3H_2O协同作用下纤维素的热解研究

利用热重-质谱(TG-MS)技术研究CaO与K_2HPO_4·3H_2O单独及协同作用下纤维素的热解过程,着重研究纤维素热解过程中H_2、CH_4等产物在不同条件作用下的变化。结果表明:加入CaO,纤维素热解过程中H_2、CO析出量增多,CH_4、CO_2等气体析出量降低;CaO会固定纤维素热解过程中产生的酸类产物及其前驱物等,从而降低271～465℃区间CO_2的析出量,并使CO_2在560～721℃区间继续析出;加入K_2HPO_4·3H_2O,H_2、CO析出量降低,CH_4、CO_2等气体析出量增加,K_2HPO_4.3H_2O可显著改变热解反应历程,如促进苯环形成反应发生;混合加入CaO与K_2HPO_4·3H_2O,相对于单独添加K_2HPO_4·3H_2O,其热解起始失重过程较为缓和,多数气体生成量增加,CaO与K_2HPO_4·3H_2O在热解过程中产生较强的协同作用。     

旋流板塔煤浆法烟气脱硫研究

煤浆法烟气脱硫是以煤浆洗涤含二氧化硫的烟气,二氧化硫溶于浆液形成亚硫酸,煤中黄铁矿与亚硫酸、氧气发生反应,亚硫酸被氧化为硫酸,从而实现烟气脱硫.反应过程中,煤中的黄铁矿硫也被转化为硫酸而浸出,反应产生的Fe3＋/Fe2＋又对脱硫反应起到了催化剂的作用.以旋流板塔为吸收设备,研究了煤浆法烟气脱硫过程中浆液温度、液气比、空塔气速及浆液固液比等操作参数对脱硫率的影响规律.试验表明,在其他条件不变的情况下,适当提高液气比、空塔气速及浆液固液比均有利于提高脱硫效果.随着烟气脱硫过程的进行,脱硫浆液中的总铁含量不断增加,说明煤中黄铁矿被不断浸出,故此法在脱除烟气中的二氧化硫的同时也降低了煤中黄铁矿硫含量.     

不同气体成分下高温直流放电特性

为了提高静电除尘器用于高温气体除尘时的运行可靠性及稳定性,采用小型线管式高温静电除尘实验装置,对CO₂、N₂、空气及热解煤气4种气体在300-700℃下的直流放电特性进行研究.结果表明,随温度升高,放电电流增大,起晕电压及击穿电压下降,击穿电压降低更快;温度对电负性气体CO₂、空气放电特性的影响大于非电负性气体N₂.高温热解煤气放电会发生生成C和H₂O的化学反应,放电特性与N₂更相似,但与之不同的是,当电源电压较低时,因煤气中含有电负性气体,放电电流存在一个缓冲;热解煤气中CO₂浓度越高,放电电流越小,放电越稳定,但温度越高,CO₂浓度对煤气放电特性的影响越小.     

环境监测中CODCr测定后残液处理的研究

主要研究了CODcr钡4定后残液中Ag^＋、Hg^2＋、Cr^3＋和Fe^3＋处理方法,并设计了相应的流程。结果表明：通过对CODCr测定后残液处理,吉林地区环保监测系统可回收Ag量为900—1000g／年,Hg^2＋、Cr^3＋、Fe^3＋能被有效地去除,且试剂消耗量少。     

CaCl2添加对煤热解过程中汞形态转化影响的实验

基于单质汞是煤热解烟气中主要汞存在形态,提出煤中添加CaCl2并协同SCR催化剂促进热解烟气中单质汞的转化。利用程序升温热解实验台研究煤在热解时汞析出速率及累积释放率,通过积分各形态汞的总析出量分析汞的形态转化,考察煤中添加CaCl2以及与SCR催化剂协同作用对汞的形态转化的影响。结果表明,温度是影响汞析出速率的关键因素,低于430℃时析出速率随温度升高而升高,之后随温度升高而降低;总汞累积释放率在400~500℃随温度呈明显线性正相关关系,600℃时累积释放率达90％左右。随着氯添加量的增加,Hg2+比例明显提高,在催化剂协同作用下,绝大部分单质汞被氧化成氧化态汞,有利于汞的脱除。     

3种13Cr材料在CO_2和H_2S共存时的腐蚀性能研究

CO2和H2S共存时13Cr腐蚀性能较为复杂,极易发生失效.通过高温高压釜模拟油田现场环境,采用失重法对比研究了0Cr13、1Cr13、2Cr13在CO2和H2S共存时,气-液两相中的腐蚀性能.采用SEM、EDS、XRD等方法对腐蚀后试样表面形貌及成分进行了分析.结果表明,3种材料在此环境下均发生了严重的全面腐蚀,平均腐蚀速率0Cr13〉1Cr13〉2Cr13,液相平均腐蚀速率大于气相平均腐蚀速率;3种材料均有点蚀发生,气相中点蚀较液相严重.能谱及XRD分析结果显示,材料表面腐蚀产物主要为FeS0.9,主要发生了H2S腐蚀.     

还原态下流化床煤热解硫的释放

循环流化床燃烧时其底部为还原气氛，其脱硫反应机理与氧化态是不同的。针对这一问题，在流化床实验台上，对4种不同含硫量的煤样在3种不同还原性气氛下进行了热解实验。结果表明，还原态气氛下热解，煤中的硫主要形成硫化氢气态产物，H2S产生速率随着还原性气氛还原程度的增加而增加，由于原煤本身具有的氧，原煤中的硫的一部分以SO2的形式产生；硫酸盐的分解是产生SO2的重要途径。并得出还原气氛下煤中硫生成H2S的规律、还原气氛强弱、煤中含硫量对H2S生成的影响。     

温度对X65钢元素硫腐蚀行为的影响

利用浸泡腐蚀试验及电化学测试方法并辅以SEM和XRD分析手段,在含硫环境中研究了X65钢的腐蚀规律与温度的关系.结果表明,温度升高,促使H＋传输速度增大,阴极去极化作用增强,导致X65钢腐蚀加剧.当温度低于60℃时,电极反应由扩散和活化控制.产物膜层呈疏散或不致密、多孔,腐蚀产物为FeCO3.当温度由60℃增加到90℃时,电极反应转为活化控制且由于元素硫的酸化作用导致阴极去极化作用明显增强,腐蚀性增强.腐蚀产物表现为散落、龟裂直至脱落,且以Fe3S4为主.