打造我国主体能源(煤炭)升级版面临的主要问题与对策探讨

为研究不同粒度煤样高温条件下的燃烧特性及燃烧效率,采用锥形量热仪测试了6种粒度煤样在热辐射作用下的燃烧特性参数。研究结果表明,煤样点燃时间与煤颗粒大小总体呈正相关关系;热释放速率峰值随煤样粒径减小而逐渐下降,在热释放速率曲线稳定阶段(>150 s),不同粒径煤样热释放速率由大到小依次为>0~0.12、>0.12~0.15、>0.15~0.18、>0.18~0.25、>0.25~0.38、>0.38~0.83 mm;总热释放量随粒径减小而逐渐增加;总烟释放量随煤样粒径增大而上升,最大粒径煤样(>0.38~ 0.83 mm)的烟气生成速率和总烟释放量均为最大;煤样燃烧过程中CO生成速率和CO₂生成速率均随煤样粒径减小而逐渐增大。引入煤样的火灾性能指数(F_FPI)和火灾增长指数(F_FGI),对比分析不同粒度煤样的燃烧效率得出：最小粒径煤样(>0~0.12 mm)的燃烧效率最高,F_FPI最小(0.27 m²·s/kW),F_FGI最大(3.70 kW/(m²·s))。研究结果对揭示高温环境下粒度对煤样燃烧特性的影响具有一定的借鉴意义。

     

浅谈煤样粒度对粘结指数的影响

通过试验数据分析了煤样粒度对粘结指数的影响,阐述了煤样粒度对测量粘结指数准确度的重要性.     

煤粉颗粒粒度对煤质分析特性与燃烧特性的影响

采用Ｍａｌｖｅｒｎ 公司的马尔文粒度仪测量煤粉颗粒的平均粒度和粒度分布、及Ｌｅｃｏ 公司的ＭＡＣ－ ５００ 型工业分析仪测量煤粉的工业分析成分, 对合山劣质烟煤、晋城贫煤的各４ 种不同粒径的细化和超细化煤样进行了试验研究, 应用库仑滴定法测定了煤粉颗粒粒度对煤质全硫元素分析的影响． 结果表明, 煤粉颗粒粒度对煤质分析特性有很大的影响, 并进一步影响煤粉的热解、着火、燃烧等特性． 煤粉颗粒粒度是进行煤质分析与燃烧系统设计的重要物理参数．     

分析试验煤样粒度对检测重复性的影响

以哥伦比亚烟煤、南非烟煤、印尼褐煤等为待测样品进行煤质分析项目的测定,分别从样品的保存时间及样品的粒度变化对检测结果的影响方面探究分析试验煤样粒度对检测重复性的影响.样品保存时间对检测结果的影响研究结果表明,随印尼褐煤和烟煤保存时间的延长,其干基高位发热量值下降趋势明显.建议将烟煤的分析试验煤样存余样保存时间缩短至10d,褐煤存查样保存时间缩短至5d.样品粒度变化对检测结果的影响研究结果显示:随着分析试验煤样粒度减小,其干基灰分测定结果的极差和标准差逐渐降低;当粒度小于0.2mm时两值趋于稳定,表明当样品粒度小于0.2 mm时可使检测结果具有较好的代表性.     

水煤浆燃烧残渣粒度动态特性的研究

采用水煤浆雾化悬浮燃烧实验装置对神木水煤浆悬浮燃烧过程煤焦颗粒的动态变化特性进行了研究,主要通过水煤浆雾化悬浮燃烧实验装置、Malvin激光粒度测定仪、SEM等分析手段,揭示了水煤浆燃烧煤焦颗粒的变化特性.实验结果表明：神木水煤浆在700,900 ℃燃烧时,残渣粒度及其圆形度急剧减小;而在900,1 000 ℃燃烧过程中,残渣颗粒的粒度、圆形度经历了燃烧反应初期迅速减小,燃烧反应后期又有所增大变化的过程.     

生物质与煤混烧燃烧特性参数研究

应用TG-DTG热重分析方法研究分析煤与生物质的混合燃烧过程,考查了生物质占比、O2浓度、升温速率对煤与生物质混合燃烧特性参数的影响。结果表明,生物质掺入煤中可以改良原煤的燃烧性能,增加生物质占比、O2浓度、升温速率都可以改善煤的着火性能、燃尽性能及综合燃烧性能,有助于燃烧的进行。     

煤粉粒度对神华煤热解及燃烧特性的影响

采用瑞士梅特勒公司生产的TGA/SDTA851e热重分析仪器研究了4种不同煤粉粒度神华煤的热解、燃烧特性,考察了粒径及升温速率对热解和燃烧的影响。采用不同的升温速率制取两组焦样,进行热天平燃烧实验。用特征温度表征燃烧过程特性,分析燃烧规律的变化。实验结果表明,随着制焦时煤粉粒径的减小,煤焦的着火温度提前,燃烧的剧烈程度增加,燃烧的稳定性和燃烬程度得到了改善。由于挥发分的存在,煤粉燃烧过程中粒径对于难燃质燃烧的影响较小。     

用热天平研究煤的燃烧特性

研究了样品量、升温速率、试验气氛对燃烧反应的影响，解释了在热天平试验中经常出现的3种线型，提出通过改变加热升温速率对煤种的着火特性进行分离，从而得到直观评价煤种着火难易的试验方法。     

贫瘦煤粒煤喷吹煤样各粒度级动态燃烧性能分析

国外都在积极推广应用粒煤喷吹技术。粒煤喷吹技术在我国尚处于起步和摸索阶段,因此,开展潞安贫煤、贫瘦煤粒煤喷吹技术研究,可充分发挥潞安煤燃烧性好的性能优势,适应不同高炉喷吹工艺发展的需要。文章通过分析莱钢各个不同的粒度级的粒煤喷吹煤样的燃烧性能,找出适合高炉喷吹煤的最佳粒度组成。     

选煤厂煤泥浆燃烧特性的研究

采用TG-DTG-DTA(热重-微分热重-差热)热分析联用技术研究了新集选煤二厂煤泥浆的燃烧特性，考察了不同浓度煤泥浆的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等；计算了煤泥浆燃烧动力学参数以及燃烧特性的各种参数，并对结果进行了分析；提出采用温度曲线确定煤泥浆着火温度的方法。结果表明，不同浓度的煤泥浆在燃烧特性上有差别，浓度为67％左右的煤泥浆的燃烧特性较好；采用热分析技术研究煤泥浆的燃烧特性得到的信息量大，可为煤泥浆的优化燃烧及锅炉的设计提供依据。     

不同冲击倾向性煤样力学特性与能量演化规律研究

为了研究不同冲击倾向性煤样在循环载荷下的力学特征及能量演化规律,对强冲击倾向性煤样、弱冲击倾向性煤样和无冲击倾向性煤样进行系统分析,并提出了弹性能释放速率及计算方法,得到不同冲击倾向性煤样循环载荷下应力-应变曲线的特征、应变变化规律及耗散能和弹性能转化规律,给出不同冲击倾向性煤样破坏与能量演化关系.研究结论如下:无冲击...     

低阶煤高温燃烧特性参数实验研究北大核心

为了研究低阶煤在高温氧化过程中的燃烧特性,采用锥形量热仪测试了3种低阶煤样的点燃时间、热释放速率、总热释放量、质量损失速率、总质量损失量、CO释放量等参数,通过计算得到各煤样的燃烧效率,进而分析煤样的变质程度与燃烧特性参数之间的关系。结果表明:煤样的点燃时间随变质程度的加深而增加;煤样的热释放速率和总热释放量随变质程度的加深而增加,其热释放速率峰值也随之增加,分别为48.27、98.98、108.91 kW/m^(2);煤样的质量损失速率和总质量损失量随变质程度的加深而呈减少趋势,其质量损失速率峰值也随之减小,分别为0.052、0.049、0.044 g/s;煤样的CO释放量最大值随变质程度的加深而增大,在燃烧初期,长焰煤的CO释放量大于气煤和1/3焦煤,在燃烧后期,长焰煤的CO释放量小于气煤和1/3焦煤;煤样的变质程度越高,燃烧效率就越高。     

细煤粉燃烧特性的热分析研究

 采用热天平研究了细化鹤岗煤样的燃烧特性,分析了粒度、升温速率和氧气浓度对细化煤粉燃烧特性的影响。结果表明：在氧气充足,较慢的升温速率,粒度低于60μm的条件下,小粒度煤粉的燃尽性能优于大粒度煤粉,并且粒度的增加可使细煤粉的综合燃烧特性变差;升温速率的提高可使细煤粉的最大失重速率增大,最大失重速率对应的温度升高,有利于改善细煤粉的燃尽性能和综合燃烧特性;氧气浓度低于20％时,氧气浓度的增大可以改善细煤粉的燃尽特性和综合燃烧特性。     

煤样渗透特性及渗流稳定性的实验研究

为了验证煤样中渗流是否可能发生失稳,利用瞬态法对母体来自淮北矿区的4块煤样进行了破坏过程中渗透特性测试,计算出煤样在不同应变下的渗透率、非Darcv流β因子、加速度系数和渗流稳定性指数,并分析了各煤样渗透特性的变化规律。研究表明：①在煤样破坏过程中,渗透特性随着应变的增大而发生变化,非Darcv流β因子和加速度系数趋势相同。渗透率与渗流稳定性指数的变化趋势近似相同。②由于围压的作用,煤样的渗透特性变化不很显著。③非Darcy流β因子、加速度系数很少出现负值,渗流稳定性指数出现负值的概率更小。试验中未出现渗流失稳现象。但是．由于煤样的渗透特性与煤层的渗透特性存在几个量级的差异。不能断言煤层中渗流不会失稳。     

原煤样和阻化煤样的热重试验研究

为了有效地防治煤体自燃灾害,利用综合热分析开展了原煤样和阻化煤样的热重试验研究.研究表明:阻化煤样的失水结束点温度、燃尽温度均滞后于原煤样,阻化煤样的最大失重速率低于原煤样的最大失重速率;原煤样活化能随着反应程度的增加逐渐增大,阻化煤样的活化能随着反应程度的增加先增加后减小;失水失重阶段、氧化增重阶段及燃烧失重阶段,阻...     

不同粒度煤样的瓦斯解吸规律实验研究

依托自行设计加工的含瓦斯煤瓦斯解吸规律实验系统,以煤的瓦斯解吸动力学规律为理论基础,采用模拟测试和理论分析相结合的方法,在等温等压条件下对不同粒度煤样的瓦斯解吸规律进行了模拟测定。通过对实验数据的拟合分析,得出粒度对煤的瓦斯解吸规律的影响,最后对粒度对煤的瓦斯解吸规律的影响进行了理论分析。     

不同燃烧压力下煤粉富氧燃烧特性试验研究

为了研究不同燃烧压力下煤粉的富氧燃烧特性及烟气成分,运用加压固定床燃烧反应试验系统对不同燃烧压力下的煤粉进行了富氧燃烧试验,结果表明：随着燃烧压力的增大,燃烧中心的温度也随之增大,当燃烧压力大于3.0 MPa时燃烧中心的最高温度不再明显增大,维持在750 ℃左右;随着燃烧压力的增大,煤粉的着火时间不断缩短,煤粉的燃尽时间先减小后增加,当燃烧压力大于3.0 MPa时,煤粉的着火时间与燃尽时间随着压力的增大不再发生明显的变化;随着煤粉的燃烧,O₂浓度先下降后上升,最后达到进气浓度,当燃烧压力大于3.0 MPa时,O₂浓度在前3 min内的降速较快,说明在此工况下的煤粉燃烧剧烈;CO₂浓度先下降后上升再下降达到进气浓度;CO浓度先上升后下降,随着燃烧压力的增加,燃烧过程中产生的CO浓度降低。     

煤样粒度及挥发分与煤的残存瓦斯含量的关系分析

依据煤对瓦斯吸附的原理,通过对国内部分矿区进行现场采样,在实验室进行煤的残存瓦斯含量测定,并分析了其与煤样粒度及挥发分的关系,为矿井瓦斯涌出量预测及煤层残余瓦斯含量的确定提供技术支持。     

原生煤粉粒度特性的研究

认识和把握原生煤粉的粒度特性是对其进行有效分选的前提,对采自兖矿集团济二、济三矿各2个工作面的4个煤样进行了原生煤粉的筛分试验.通过研究分析原生煤粉的粒度组成规律,证实了原生煤粉的粒度特性均符合Rosin-Rammler粒度特性方程,并均具有显著的线性相关关系;发现原生煤粉的Rosin-Rammler方程中的参数k与平均粒度d之间存在线性关系,参数b随着参数k的增大而减小.     

油页岩半焦燃烧特性试验研究

利用管式炉对来自桦甸、龙口和依兰的油页岩进行450~600℃干馏处理,并运用热重分析仪(TGA)在30℃/min的升温速率条件下对油页岩半焦进行测试,考察了干馏温度、干馏时间和油页岩产地对油页岩半焦的组成、发热量和燃烧性能的影响,并计算了各样品的燃烧特性指数。结果表明:干馏前后发热量不一定会产生明显降低,依兰半焦的发热量与油页岩相比基本不变。干馏温度越高,半焦挥发分明显降低,停留时间对半焦成分和燃烧特性的影响也越小。随着干馏程度的升高,着火温度Ti增大,燃烧性能变差,燃尽温度基本不变。样品重量一般在350℃左右开始明显减小,在500℃左右质量变化速率逐渐减小,在700℃再次产生明显失重。从页岩油的产率和半焦的燃烧特性角度综合考虑,过长的干馏时间经济性变差。