改性技术在半焦活化领域的应用

目前,半焦研究主要集中在煤热解半焦和工业半焦,虽然半焦具有孔结构并具有吸附性能,但采用适当的方法对半焦进行改性可大大增加其吸附性能及吸附选择性。本文将对半焦(煤半焦、油页岩半焦)的活化改性方法进行综述,并对半焦改性技术的发展方向进行展望。     

加氢气化半焦应用研究进展

针对粉煤加氢气化反应后生成大量粉状半焦的特点,论述了对半焦的规模化应用技术:包括与干粉气化技术耦合制氢、制半焦浆后气化制氢、锅炉掺烧、高炉喷吹、制半焦吸附剂、制备型焦等方面的应用进展状况。     

干馏温度对高炉喷吹用半焦可磨性能的影响研究

为了研究干馏温度对高炉喷吹用低温干馏半焦可磨性能的影响,采用哈氏可磨性指数测定仪研究了3种原煤在不同干馏温度下制得半焦的可磨性,并采用激光粒度分析仪考查了半焦的破碎特征。研究表明,半焦的可磨性指数随着干馏温度的提高,呈现先升高后降低的趋势,低温干馏半焦的最大可磨性指数对应的最佳干馏温度为540℃;煤的可磨性预测方程不能预测半焦的可磨性;半焦的破碎过程以体积破碎为主,也进行表面破碎,干馏温度对半焦的破碎特征影响较大,半焦破碎后的粒度大小与可磨性存在对应关系。在煤低温干馏的规模化生产过程中,可以通过适当降低现有干馏操作条件优化半焦的可磨性能,以利于低温干馏半焦在高炉喷吹中的应用。     

半焦作为催化剂/载体催化焦油裂解研究

半焦由生物质或煤原位制得,具有比表面积高、来源广泛、原料成本低廉等优点。通过对半焦制备条件、反应条件和负载金属等条件的优化,制备出的半焦或金属/半焦催化剂用于焦油裂解具有广阔的应用前景。阐述了半焦作为催化剂/载体用于焦油裂解的研究进展,并指出其亟需解决的问题,进而指导催化剂的设计。     

半焦催化裂解煤焦油试验研究

为了提高褐煤热解制得半焦对焦油的催化裂解效果,采用煤热解制备的半焦催化裂解煤热解过程中产生的煤焦油。采用两段式固定床反应器,在反应器上段放置煤样热解,下段放置半焦催化剂催化裂解上段产生的焦油。研究了制焦温度、半焦用量、经O_2活化后半焦对焦油催化裂解效果的影响。结果表明,增加褐煤的制焦温度,焦油产率明显下降,褐煤900℃制备的活化半焦1 g时的焦油产率仅6.3%,提高半焦制焦温度有利于焦油中的大分子芳香类物质催化裂解成少环物质和小分子气体组分;增加半焦用量对焦油脱除效果作用不明显,焦油产率缓慢减少。与未活化半焦相比,O_2活化后的半焦对焦油的脱除效果更好。半焦的比表面积及孔隙分析(BET)表明,活化后半焦的比表面积更大,且孔隙更丰富;能谱分析(EDS)发现,活化后半焦表面金属元素总量高于未活化半焦。     

不连沟煤热解半焦燃烧特性研究

煤热解产生具有高利用价值的煤气和焦油,并伴随产生大量的热解半焦,燃烧是半焦的主要利用途径之一。本文采用非等温热重分析法研究了热解条件(热解温度和停留时间)、热解气氛和燃烧升温速率对热解半焦燃烧行为的影响,并利用Coats-Redfern积分法对半焦燃烧过程进行动力学计算。结果表明:热解温度对甲烷二氧化碳重整与煤热解耦合过程半焦的燃烧反应特性有重要影响。随热解温度升高,半焦燃烧反应性呈下降趋势,反应活化能逐渐增加,这与半焦中较低的挥发分成正相关。热解停留时间和热解气氛对半焦燃烧影响较小。与在氮气中热解半焦相比,加氢热解和耦合热解半焦表现出几乎相同的燃烧特征和反应活化能。燃烧升温速率显著影响半焦的燃烧特性,提高燃烧升温速率促使半焦燃烧反应在更高温度下进行。     

低阶煤热解条件对高炉喷吹半焦燃烧性能及动力学特性的影响

采用热重分析法研究了不同热解条件下半焦的燃烧性能和动力学特征,利用Ozawa法求取动力学参数。结果表明,热解温度越低、保温时间越短时,半焦的燃烧性能越好;热解升温速率对半焦燃烧过程的反应程度影响不大;粒度越大,燃烧性能差异性越明显。热解温度对半焦燃烧性能影响较大,550℃是本研究中制备高燃烧反应性半焦的适宜热解温度。两种不同粒度原煤制得的半焦均随转化率增大,活化能减小。1~3 mm原煤在热解温度为550℃时所得半焦在燃烧过程中符合反应级数模型,化学反应为限制性环节,反应最概然机理函数为f(α)=(1–α)2。     

褐煤及其干馏半焦的微孔结构分析

用CO_2吸附法于298K下研究了大雁褐煤、黄县褐煤及其干馏半焦的微孔结构特性。用由Dubinin-Astakhov方程导出的关系式计算了所研究样品的微孔孔径分布和微孔有效表面积S_(micro),讨论了干馏温度对半焦的微孔孔容及平均当量半径的影响。     

炼铁瓦斯泥对低阶煤低温催化干馏影响的研究

采用自行研发煤的低温干馏实验装置,研究炼铁瓦斯泥对长焰煤催化热解反应过程的影响,利用在线红外煤气分析仪对煤气进行分析,以探索炼铁瓦斯泥的加入量对煤气产率及成分的影响规律,同时对固体半焦进行SEM扫描,探讨炼铁瓦斯泥的添加对半焦性质的影响,结果表明,随着炼铁瓦斯泥添加量的增加,半焦和煤气产率均呈现增大趋势.当煤气的热值达到最大时,煤气中CO,CH_4和H_2的含量分别可达到9.91%,23.98%和38.42%.且随着炼铁瓦斯泥掺混比例的增大,半焦表面的裂纹数量随之增加,表面变粗糙,形成深度龟裂纹,致使半焦的反应性升高.     

碱/碱土金属对煤热解半焦燃烧特性的影响

低温热解提油-半焦燃烧可以实现低阶煤的梯级高效利用,是目前低阶煤高效利用的研究热点。由于热解半焦挥发分低,导致其燃点高、难燃尽,而添加助燃剂是改善低挥发分煤热解半焦燃烧特性的有效途径。采用热重法研究了碱金属(K_2CO_3)和碱土金属(CaCO_3)添加剂对半焦燃烧特性的影响,并利用Kissinger-Akahira-Sunose (KAS)模型对不同条件下的燃烧活化能进行研究。结果表明,半焦着火温度高、燃烧性能差,半焦中碱性矿物质对其燃烧性能有一定催化作用;CaCO_3的添加对半焦燃烧特征参数的影响不大,说明其对半焦燃烧性能的促进作用不明显;与碱土金属CaCO_3不同,添加碱金属K_2CO_3能显著降低煤热解半焦的燃点、最大燃烧峰温及燃烧指数;同时随着K_2CO_3添加比例的增加,半焦表观燃烧活化能显著降低,说明其能明显促进半焦的燃烧反应性;在本研究试验条件下,添加2%K_2CO_3对改善半焦燃烧性能效果最好,同时采用浸渍法添加K_2CO_3的分散效果更好,因此相比机械混合方式,浸渍法添加K_2CO_3更能改善半焦的燃烧特性。     

长焰煤热解产物高效利用的研究

对长焰煤及其半焦产物进行了高炉喷吹技术性能研究。实验表明,长焰煤的可磨性、燃尽率优于半焦,但是半焦的热值高、安全性好、挥发分低,比长焰煤本身更适用于高炉喷吹。     

半干法焦炉喷补料的研制与应用

介绍了国产半干法喷补料在焦炉维护上的应用情况,与德国料相比,国产料的部分指标接近或达到了进口料的技术要求。     

顶装焦炉生产化工焦的试验研究

以顶装焦炉生产冶金焦炭的配煤比为基准,减少价格高的主焦煤的比例,增加气煤、贫瘦煤等价格较低的煤种,制定了多种生产化工焦的配煤比例,先在小焦炉试验找出最佳配比,然后在顶装焦炉进行试生产,取得了较好的效果。所生产的化工焦能满足公司甲醇厂造气炉的使用要求,替代了原使用的小块焦,降低了配煤成本及造气成本,提高了经济效益。     

半焦粉生产冶金型焦研究

介绍了用神府-东胜矿区废弃的半焦粉生产冶金型焦的实验条件、技术路线、方案配比和焦炭质量,讨论了原料配比对焦炭质量的影响,认为用半焦粉生产冶金型焦技术上可行。     

兰炭掺烧技术在我公司的应用

根据兰炭的特性,采取相应的措施,改进工艺技术、操作法,成功实现兰炭掺烧。     

焦炭质量预测模型的研究

随着高炉大型化、富氧喷吹技术的发展,焦炭在高炉中的骨架作用尤为重要,钢铁企业迫切要求提高焦炭质量,为此需建立一组准确的焦炭质量预测模型,以更好地指导炼焦生产．在对国内外已有的焦炭质量预测模型进行比较、分析的基础上,运用线性加修正、一元线性回归、多元线性回归和逐次回归的方法建立了配合煤性质、焦炭化学组成、焦炭机械强度（M40,M10）、焦炭热性质（CRI,CSR）的预测模型,在很大程度上提高了预测的精确度和适用性．     

7米焦炉优质焦炭的研究及生产

文章介绍了安钢4000级高炉投产前,为保证7米焦炉生产焦炭满足炼铁生产使用,焦化厂展开了7米焦炉配煤结构科学制定和焦炭质量的技术攻关。通过采取矿点配煤、完善技防手段,提高配煤比准确率和干熄焦工艺改进等措施解决了焦炭生产过程中出现的焦炭灰分、硫分和强度波动较大的问题,取得了不错的效果,对同类焦炉焦炭质量控制具有很好的指导作用。     

配合煤配比对焦炭综合热性质的影响

以企业生产实践为背景,研究在配合煤中增配肥煤和1/3焦煤对焦炭综合热性质的影响。对不同配比配合煤的性质指标进行检测,采用40 kg焦炉实施炼焦试验,并对炼制焦炭的传统国家标准热性质指标和利用自主研制装置测得的综合热性质指标进行测定。结果表明:增配肥煤和1/3焦煤,均会使配合煤的变质程度降低,挥发分含量升高,胶质体的黏结能力下降,但胶质体的量保持不变。配比变化引起的配合煤性质指标的变化没有显现在焦炭的传统国家标准热性质指标反应性CRI和反应后强度CSR上。以往的研究都是以CRI和CSR指标为目标量判断配合煤的配比是否合适,本研究除此之外还采用了自主提出的焦炭综合热性质指标。配合煤配比变化引起的焦炭的综合热性质指标变化比国家标准热性质CRI和CSR指标变化敏感,这可能与其反映了焦炭某些新的特征有关。基于焦炭综合热性质指标的变化规律,考虑到1/3焦煤具有经济性,生产上增配某些特定的1/3焦煤,可以同时达到提高焦炭质量和降低配煤成本的目的。     

60万t/a焦化工程焦炉煤气脱硫方案比选案例

介绍了在环境影响评价中对冶金焦炉煤气脱硫技术方案的比选方法,从投资额、工艺原理、原料和产品、运行费用、运行稳定性、动力和人工费用等方面进行比较,寻找到更为合理可行的焦炉煤气脱硫方法。     

废塑料配煤炼焦实验研究Ⅱ-焦炭质量分析

利用焦炭反应性装置对在2kg焦炉上实验所得的废塑料配煤炼焦焦炭进行热强度分析,结果表明:废塑料的配入量为1%～5%时,各配煤样品所得的焦炭的反应性和反应后强度均呈现下降趋势。用废塑料代替3%以内的瘦煤炼焦,所得焦炭的反应性和反应后强度指标均有所改善,但是废塑料代替其他煤种炼焦所得焦炭的热性能指标均有所降低。