煤热解过程中气态产物分布的研究

利用固定床热解装置对3种不同煤种进行了热解研究,考察了温度和煤的性质对热解气态产物以及硫元素逸出规律的影响,结果表明:除了煤的性质外,温度是影响热解产物分布的重要影响因素;同时CO和CO2的逸出量与煤中氧元素的含量有关,而生成CH4和气态烃的量与H/O原子比有很大关系;热解过程中含硫物质以H2S和少量COS的方式逸出到气相,而逸出的气态硫也与煤的含硫量有直接关系.     

大同煤热解和加氢热解过程中产物生成规律的研究

在压力2MPa,温度350—650℃范围内,对比研究了大同煤分别在氮气和氢气气氛下热解过程中产物的分布和气体生成规律。研究表明,煤的热解和加氢热解转化率和水产率都随温度上升而增加;在热解条件下,焦油产率在500℃出现最大值。氢气对煤热解转化只有超过一定温度才具有促进作用,此时与热解相比具有较高的CO、CH4和C2^＋产率以及较低的CO2产率。     

废旧电路板真空热解

采用热重分析仪和固定床热解反应器对废旧电路板进行了低真空条件下的热分解实验.研究了混合废旧电路板在真空下的降解特性、热解动力学以及热解条件对热解产品产率的影响,并讨论了真空和氮气条件下电路板热解的差异.实验结果表明真空降低了电路板热解的表观活化能,提高了热解产物的挥发性,减少了二次裂解反应,因而真空有利于提高液体产品的产率,降低气体和固体产品的产率.废旧电路板的真空热解液体产品主要由酚、烷基酚、双酚A、水以及各种溴酚构成,液体中总溴高达13.47％,其中一半左右以有机溴的形式存在,因此液体产品适合用于分离提取化工原料而不宜用于作燃料.     

兖州煤热解预脱硫行为(Ⅰ)热解过程中硫的迁移

煤在一定条件下通过热解或部分气化产生可直接用于燃烧的低硫半焦,这一煤燃前预脱硫技术是实现煤炭高效、低污染利用的理想途径之一.在固定床反应器上对兖州煤进行了热解脱硫的研究,在TPD-FPD在线分析装置上分析了兖州煤中硫在热解过程中向气相转移的主要动态特征.结果表明：700℃前,兖州煤中硫向气相的转移出现在两个显著的温度范围,分别在470℃和560℃左右.通过SEM-EDX和XPS光谱分析技术对兖州原煤及其热解半焦中硫的形态及形貌进行了剖析,发现兖州原煤中黄铁矿主要与其他矿物伴生存在,而有机硫的分布极不均匀且以大量噻吩类硫形态存在,并且热解过程中其他形态的硫还向噻吩类硫转移,这就给实现兖州煤的低温高效率脱硫造成了困难.     

在线热解-质谱联用技术在煤转化中的应用

热解产物分析,尤其是热解初级产物的原位检测与分析是认识煤热解反应机理的重要途径。综述了热重分析与质谱联用(TG-MS)、热裂解仪与气相色谱-质谱联用(Py-GC-MS)和原位热解-真空紫外单光子/电子轰击双电离与飞行时间质谱(in-situ Py-PI/EI-TOF-MS)3种在线热解-质谱联用技术在煤热解及催化热解方面的应用,并分析其优缺点。TG-MS可获得煤转化率与热解气相挥发物(尤其是轻质组分)随热解温度的逸出特性,Py-GC-MS能够实现快速升温速率下热解挥发物的定性与定量分析,而in-situ Py-PI/EI-TOF-MS具有原位分析性好、灵敏度高、弱电离和易清洗等优点,可实现对类煤模型化合物、原煤及其萃取组分、生物质、废塑料等单独热解或共热解过程初级产物的原位检测以及二次演化行为的认识,也适用于热解挥发物的催化反应研究,是一种具有前途的、从分子水平上认识煤炭等含碳有机物热转化反应机理的有效手段。     

神木煤及其显微组分热解过程中气相产物组成的研究

为考察煤及其显微组分的热解气相产物的组成特性,选取神木原煤及其显微组分镜质组富集物和惰质组富集物3个研究对象进行了热解试验,对气体产物的组成进行了对比分析,确定了影响气体产物组成的因素。     

三种不同煤阶煤的模拟热解实验研究(Ⅰ)气态产物组成特性及其演化规律

利用地质历史过程中油气生成的时间－温度补偿效应,运用“慢速升温＋长时间恒温”的方法,在较低温度范围（４００℃～５５０℃）内,在对不同变质程度的神木、东山和阳城三种煤样进行热解模拟实验的基础上,研究了其气、液、固态产物的量、组成及其演化规律．     

三种不同煤阶煤的模拟热解实验研究（Ⅱ）固态产物分析

利用油气生成的地质历史过程中温度－时间补偿效应,运用“慢速升温＋长时间恒温”的方法,采用热重分析法和改进的封闭系统热解装置,在热解终温范围350℃-550℃,升温速率5K／min,恒温时间24h等比较温和的反应条件下,研究了不同变质程度的神木煤、东山煤和阳城煤的热解过程,并运用傅立叶变换红外光谱（FTIR）、X－射线衍射（XRD）、元素分析等现代仪器分析技术研究了不同温度下热解所得到的系列化固态产物。研究结果表明：采用改进的热解装置能得到较好的模拟热解实验结果,至少在上述实验条件下可以得到很好的结果;煤样的元素组成、物理和化学特性、所含官能团种类和数量等不同,使得在相同条件下所发生反应不同,尤其是高变质程度的阳城无烟煤与其它煤差异更大。所以,固态产物的组成特性和随热解温度的变化规律不同;相对高阶煤而言,选用中等变质程度的烟煤可以得到更好的模拟效果。     

煤热解活性及气相产物释放的关联性分析

煤热解产物分布及热解活性与煤的组成和结构密切相关,热解过程中的工艺条件也会对其产生影响;本文通过对煤样内在因素(组成特性)和热解过程的外在因素(工艺条件)考察,探讨各因素对煤热解活性及气相产物释放规律的影响.     

不同氧化物对废线路板真空热解过程脱溴效果的影响

在500℃下,进行了废线路板环氧树脂粉末与Fe系、Ca系和Al系三类氧化物的真空共热解脱溴试验。通过离子色谱分析和氧弹燃烧法,研究了不同氧化物对固、液、气三相热解产物中有机溴和无机溴分布的影响。试验结果表明,Fe系和Ca系氧化物能显著降低热解液体中的溴含量,大部分的溴残留在固相中。其中以Fe3O4和CaCO3的脱溴效果最好,热解液体中的溴分布率从没有添加时的72.10%分别降到8.91%和7.69%,分别有78.74%和90.84%的溴以无机溴的形态残留在热解渣中,有机溴转化为无机溴的效率从没有添加时的46.42%分别提高到82.25%和92.13%。Al系氧化物能明显增加热解液体中的水分含量,原料中的溴绝大部分转移到液相中,包括油相中的有机溴和水相中的无机溴。Fe系和Ca系氧化物的脱溴效果优于Al系氧化物。用GC/MS分析测定了油相中含溴化合物的种类和相对含量。     

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.     

低煤化度煤经低温热解后各基团变化的研究

对兖州、大同煤及其低温热解后的试样进行ＦＴ－ＩＲ测试，确定各吸收带的归缩。采用内标法测定了各基团的相对含量，考察了它们随热解温度的变化。     

高有机硫煤燃烧固硫的研究

以高有机硫煤──贵定煤为研究对象，以ＣａＯ，ＣａＣＯ＿３为固硫剂，对影响固硫作用的温度、Ｃａ／Ｓ摩尔比、固硫剂比表面等因素进行了研究。发现：有机硫析出温度低，过程短。确定燃烧固硫最佳条件，应充分考虑煤中硫的赋存形态和固硫剂的性质。实验表明，ＣａＯ固硫的最佳工况条件是炉温为９５０℃，Ｃａ／Ｓ＝３；ＣａＣＯ＿３固硫的最佳工况条件是炉温１０００℃，Ｃａ／Ｓ＝３。