回转窑内利用液化残渣共热褐煤以抑制其粉化的影响因素分析

在公斤级回转窑中研究了共热解过程不同液化残渣与褐煤质量配比及粒度配比因素对抑制褐煤粉化效果的影响。结果表明:550℃共热解条件下,随液化残渣的添加比例由10%升至40%,共热解半焦的粉化率β由7.55%降至1.98%,造粒率λ由2.73%升至4.90%,液化残渣添加量的提升有效促进了对粉化的抑制及混合造粒;3~1mm液化残渣与3~1 mm褐煤的共热解半焦β为2.82%,较与6~3/13~6/25~13 mm褐煤颗粒热解后的产物粉化率均低,而λ则达到24.99%,远高于其他粒度配比下的产物造粒率。灰色关联分析显示,粒度配比因素对β和λ的影响权重均大于质量配比因素。结合分析上述配比因素影响粉化抑制作用的内在诱因(强化粘连捕集颗粒行为,促进孔隙充填补强作用,颗粒穿层行为影响),形成了回转窑热解过程配比因素对抑制褐煤粉化的影响过程模型。     

褐煤与煤直接液化残渣共气化研究

褐煤与煤直接液化残渣共气化可充分利用二者的资源特性和反应特性。本研究对不同比例的胜利褐煤与神华煤直接液化残渣在800℃下进行水蒸气气化实验,探讨了混料比对褐煤与煤直接液化残渣共气化的影响规律。结果表明当液化残渣掺混比较低时,液化残渣的添加对焦油和气体逸出、碳转化率的提高均有较好的促进作用,半焦产率相应下降,当液化残渣掺混比在30%左右时,共气化表现出良好的协同作用,之后随着原料中液化残渣掺混比的增加,促进效果下降。     

煤直接液化残渣的性质及利用现状

为了高效地利用煤直接液化残渣,从液化残渣的组成、结构特性、热解特性、溶解特性4个方面论述了液化残渣的物理化学性质的研究现状。研究发现:残渣在组成和结构特性上都保留了原煤的部分特性。在对直接液化残渣热解特性的研究中,论述了各种不同研究手段,例如热重分析仪、实验室移动床、小型焦炉、高压釜等对液化残渣的热解过程的研究进展及热解机理的解析现状。在对液化残渣的溶解性进行研究时,讨论了残渣溶解性研究的意义及其在各种溶剂中表现出的不同特征。最后论述了煤直接液化残渣的利用研究现状、分析了其潜在的高附加值利用方式、发展前景和存在的问题。     

用液化残渣提高褐煤成浆性能的研究

提质褐煤单独制备煤浆的最高浓度只能达到50.52%,而采用热值较高的煤制油液化残渣与提质褐煤进行配煤制浆试验,制得煤浆的浓度最高可达63.93%,分散剂KY33的用量也由1.7%减少到1.2%左右,成浆效果较好。     

温和条件下褐煤直接液化的集成工厂及其经济效益分析

国家科技成果重点推广计划、<利用煤炭直接液化制取柴油>项目,珠海三金煤制油技术有限公司使用自有专利知识产权的<热溶催化煤制油方法>,及液化残渣气化集成,把1984年德国Cornils提出、并经我国刘振宇等在1998年分析论证其合理性的集成煤直接液化工厂概念(Integrated Coal-hydrogenation Plant),优化为现实可行的方案<珠海三金煤直接液化集成方案>(Zhuhai San-jin Integrated Coal Plant,简称SJICL).SJICL全盘考虑煤直接液化的总体经济效益、工艺简单、设备制造容易有利国产化、操作稳定、安全.煤在温和条件下液化(温度390～440℃,反应压力3.5～8 MPa,不加气体氢),液化残渣用于气化和制造氢气,提供自用燃气和煤液化产品粗油精制用氢气,不再需要液化煤以外的煤供热和制造氢气.用SJICL方法概括做出500万吨/年褐煤液化的集成工艺路线,并做出经济效益概算与投资风险分析,结果表明SJICL方案适合我国国情,在安全,稳定和环保条件下有良好的经济效益和抗风险能力.     

煤液化残渣诱导缩聚制备冶金焦的影响因素

煤液化残渣所含沥青质和重油在热解时可产生大量自由基,如不能被及时稳定和缩聚将转化为大量焦油和气体,形成孔隙结构,从而影响所制冶金焦密度。为此,拟引入添加剂诱导其高效缩聚,提高聚合物密度,再经炭化后制备优质冶金焦。通过系统研究不同添加剂(糠醛、甲醇、呋喃和羟基丙酮)、温度(350、400、450、500和550℃)、停留时间(0、30、60和120 min)和添加量(0、4、8和16 g)对所制聚合物缩聚率、结构性质、密度、热稳定性和表面性质影响,获得煤液化残渣诱导缩聚的最优试验条件。在最优条件下,分别探讨所制聚合物和炭化物的表面形貌、微晶结构和元素变化情况,获得煤液化残渣诱导缩聚机理。结果表明,添加剂(糠醛)的诱导缩聚效果最佳,其次是羟基丙酮,因而理想添加剂至少应含有1个醛基或酮基。不同添加剂可促进煤液化残渣缩聚,提高所制聚合物比表面积、孔容、平均孔径和真密度。温度和停留时间对煤液化残渣/糠醛聚合物热稳定性和表面性质影响较大,温度升高和停留时间延长可促进煤液化残渣所含酚类基团和芳香物中H参与缩聚反应,提高聚合物的缩聚程度。煤液化残渣/糠醛(焦炭)整体呈片层密实状,并含更多无定形碳。     

煤液化残渣和天然沥青的热解及化学组成分析

在石英管式反应器上用程序升温热解、质谱在线检测的方法研究了煤液化残渣(CLR)的热解行为,并与特立尼达湖天然沥青(NA)的热解行为进行了对比。通过分析热解气体组成,讨论了它们的化学结构。两种物质在热解过程中都产生了H2、CO、CO2、COS和SO2,而无H2O、H2S产生,二者最大区别是NA在热解过程中没有苯、甲苯逸出,而CLR在热解过程中有苯、甲苯逸出,说明NA含更多烷烃结构,而CLR含更多芳香结构。     

液化残渣气化过程钠/铁协同催化作用及对焦结构演化的影响规律

高钠煤直接液化后碱金属钠富集于液化残渣中,相比原煤,残渣的钠含量升高4～10倍,利用残渣固有钠及残留的铁基液化催化剂对液化残渣进行催化气化提质,是其资源化高效利用的理想方案。通过煤直接液化实验制取了钠含量较高的高碱液化残渣,研究了高碱液化残渣在气化过程中钠/铁协同催化的反应性,并建立适宜的动力学模型,考察了协同催化反应的动力学过程。围绕钠/铁间高温相互作用规律,通过联合FTIR,XRD,ICP-AES等技术,详细分析了气化焦有机结构、矿物质组成及钠高温释放率等。结果表明：钠/铁协同催化过程的活化能为66 kJ/mol～69 kJ/mol,与高碱液化残渣单独气化相比均有所降低,残渣最高气化反应性指数超过0.45°/min,相同温度下液化残渣最大反应速率分别增大了1.17倍(900℃)、1.33倍(1 000℃)和1.14倍(1 100℃);双金属间表现出明显的协同催化效应,n(Na)/n(Fe)对液化残渣气化反应性有一定影响,铁含量较高时易形成弱催化活性的铁/碱金属化合物K-Fe, Na-Fe和Li-Fe等,从而降低协同催化活性,且气化温度升高有利于强化铁与碱金属间结合作用;XRD分析同...     

神华煤直接液化影响反应温度的因素分析

神华煤直接液化的核心是煤在反应器内通过化学反应转化成油,若要保证较高的煤转化率,反应温度是最关键的控制参数;通过神华煤直接液化装置几个周期近5000小时的试运行,总结出了煤直接液化影响反应温度的因素。