褐煤负压干燥动力学研究

运用真空干燥箱,进行了不同压强、不同温度组合下的褐煤负压干燥试验研究,根据煤样含水率与干燥时间之间对映规律,提出一个简单数学模型,并引入干燥压强、干燥温度有关的系数k、m,得到褐煤负压干燥的动力学方程X=X_(0e)~(-kt)~m及干燥速率方程dX/dt=X_(0e)~(-kt)~m(-kmt~(m-1));另外,对干燥温度和压强对煤样终点含水率的影响进行了分析探讨,结果表明:使煤样水分能够彻底脱除的煤内孔隙半径均在纳米级,环境压强越小、温度越大,煤样最终含水率越小,说明煤中存在大量盲孔,小的外输能量(压力梯度、温度梯度)不足以使盲孔破裂。     

CFB锅炉掺烧水煤浆气化细渣的研究和运行分析

目前我国煤化工行业多年持续发展使得国内煤气化系统细渣处理量高速增加。气化细渣经真空带式或板框过滤机过滤后含水率普遍达到40%～60%,干基残碳质量分数通常在18%～50%。煤气化细渣的无害化处理和资源化利用已成为当前国内外煤化工行业亟待解决的痛点。以水煤浆气化细渣的特性为基础，从气化细渣的残碳(热值)、含水率、掺烧比例和混合燃烧特性等方面研究了水煤浆气化细渣对掺烧的影响。陕煤集团渭化公司水煤浆气化炉气化细渣经过深度脱水干化后含水率降低到28%,输送简单方便，与原料煤掺混后混合燃料的流动性不会造成堵煤断煤，调整混合燃料的含水率和热值等满足CFB锅炉要求后，对锅炉换热效率和运行寿命影响不大。针对气化细渣掺烧进CFB锅炉的运行情况进行分析，掺烧后锅炉运行参数如床层温度、烟气氧含量、排烟温度、床层差压等变化不大；烟气中SO₂,NO_x质量浓度未剧烈变化，不会影响到锅炉脱硫脱硝系统。掺烧前锅炉飞灰含碳量在10%～20%,掺烧后降低到5%～10%,证明合适的掺加量对燃烧有促进作用。气化细渣掺烧后，由于其灰分较原料煤高，进入烟道的飞灰总量将增加，在掺烧比例&...     

K2CO3催化煤炭不完全气化联产高强度颗粒炭及富氢合成气研究

煤气化技术是煤炭清洁高效利用的重要技术。然而,煤气化过程气化碳转化率无法达到100%并产生大量废渣,而细渣中高含量且孔隙发达的残炭提取困难,使得大量堆积的细渣很难资源化利用。从细渣产生的源头出发,采用低灰煤圆柱状成型煤颗粒在K₂CO₃催化下进行不完全气化(在碳转化率达到70%～80%时终止气化)联产高性能活性炭及富氢合成气,并研究气化气体产物组分和所制备K掺杂活性炭AC-Kx的CO₂吸附性能及K对CO₂吸附性能的影响。结果表明：在纯水蒸气气氛下,外部热源供热气化终温950℃条件下,Kx催化不完全气化气体产物中H₂/CO体积分数比值在2.20～6.29,氢碳比f在1.37～2.32。与未掺杂钾的样品相比,K₂CO₃催化气体产物的氢碳比显著提高;气化后期产生的气体中CO和CO₂体积分数偏高,说明不完全气化及时终止气化反应可提升合成气的氢碳比,同时降低煤气化工艺的碳排放;当K₂CO₃     

神东矿区金烽煤低温干燥脱水的研究

对煤干燥脱水工艺过程进行了研究,并对干燥过程进行优化,在降低金烽煤水分的同时,提高其发热量。研究结果表明,随着干燥时间的延长,煤样的水分降低值随之增加;热空气的温度越高,水分降低效果越明显,煤的发热量的提升越显著;不同湿度的空气对干燥效果的影响不大。该工艺可解决年轻烟煤含水量高、发热量低、难适合远距离运输的难题。     

块矿模拟带式机干燥动力学研究

块矿带式机干燥具有处理量大、干燥效率高、回收率高等优点,为深入研究块矿带式机干燥机理,本文研究了干燥介质温度、时间、干燥介质流速等因素对干燥水分比MR(moisture ratio)的影响,并对其干燥过程动力学进行了研究.结果表明,块矿干燥过程适用于Page模型,干燥动力学方程为MR=exp(-(0.50-1.16V-...     

煅烧煤矸石细骨料特性及其对砂浆性能的提升作用

煤矸石是采煤和洗煤过程产生的工业固体废弃物,其长期堆积造成的环境问题日益严重。将其制备成砂石骨料具有重要的环境和经济效益。以煤矸石为原料制备了煅烧煤矸石细骨料,通过XRD,FTIR和MAS NMR等测试方法系统探究了煅烧对煤矸石细骨料理化特性及其微结构的影响;对比研究了煤矸石细骨料砂浆和天然河砂砂浆的工作性能、力学性能、水吸附性能和干燥收缩性能;基于骨料特性分析了煅烧煤矸石细骨料改善砂浆性能的作用机制。结果表明:煤矸石细骨料(CGFA_raw)煤粉等杂质含量和棱角较多、强度低,以其制备的水泥砂浆28 d抗压强度仅有27.1 MPa,砂浆吸水能力强、干燥收缩大。煅烧后煤矸石细骨料的吸水率和强度增加,600℃以上温度煅烧后煤矸石中的O—H和Al—OH振动峰消失,Si, Al结构转变,煤矸石产生活性。煅烧煤矸石细骨料吸收拌和水,降低了砂浆流动性。但活化煅烧煤矸石细骨料(600～900℃)显著提升了砂浆力学性能,且呈现早强特性,其中750℃煅烧煤矸石细骨料(CGFA₇₅₀)砂浆的3,28 d抗压强度分别较CGFA_raw砂浆提高了6...     

孔隙结构对褐煤干燥动力学的影响

研究了胜利和昭通褐煤在低温(60～140℃)干燥过程中孔隙结构的演变,计算了2种不同结构褐煤脱水过程的有效水分扩散系数(D_(eff)),讨论了褐煤孔隙结构参数和水分扩散特性参数的关系。结果表明,胜利褐煤的孔隙结构以开放的圆柱形孔隙、平行壁状狭缝孔和尖劈型毛细孔为主;而昭通褐煤以一端封闭的不透气性孔为主。随着干燥时间增加,2种褐煤比表面积均减小,平均孔径变化趋势与孔容变化相反。随着干燥温度升高,2种褐煤比表面积、孔容、平均孔径均增大,平均孔径变化趋势与孔容变化相同。关联动力学参数表明,煤样的孔容比及比表面积都与D_(eff)有较好关联度,2种褐煤的孔容比与比表面积呈正相关;水分扩散系数更是与比表面积呈线性关系。胜利褐煤在孔径小于7 nm时孔容比随温度的升高而增大;而孔径区间介于7～10 nm的孔容比随温度的升高而减小。昭通褐煤在孔径小于10 nm的孔容比随温度的升高而增大;而孔径区间介于10～20 nm的孔容比随温度的升高而减小。2种褐煤的D_(eff)均受微孔及较小孔径的中孔控制。同时,计算得出低温干燥过程胜利褐煤的活化能(16.95 kJ/mol)低于昭通褐煤(21.84 kJ/mol),这说明相同条件下胜利褐煤脱水所克服的能垒更低。     

煤气化细渣综合利用与碳灰分离技术现状

介绍了煤气化细渣的产生机制及主要特性，综述了近年来细渣用于建材、高附加值材料、掺烧等方面的研究进展，明确了细渣中残碳和无定形硅铝氧化物等是煤气化细渣资源化利用和高附加值利用的物质基础，进而分析了预先进行碳灰分离对细渣高值化、深度化加工利用的价值和重要性，讨论了目前泡沫浮选法、重选法、筛分(分级)法等对细渣进行碳灰分离的效果，指出了粒度分布细、孔结构发达，以及残碳与灰渣间相互嵌布、熔融、包覆等是造成细渣综合利用困难、加工成本高、难以规模化利用的主要因素。基于现有研究及应用实践水平，提出优化煤气化工艺过程和相应设备，尽可能提高碳转化效率，减少残碳在固体残渣中的富集是从本质上解决煤气化细渣处理处置难题的途径，而对存量问题宜采用清洁、环保、低成本的填埋技术、土壤修复技术和制备建材技术等已经过规模化验证的方法，并对高效率分离技术、高性能材料制备技术等应通过进一步的科学研究和示范验证，通过政策、市场引导的方式拓展其利用范畴，从而实现相关优势技术从实验室走向产业化发展之路，最终解决煤气化细渣的处理处置难题。     

废铅酸蓄电池中铅膏氯盐体系浸取铅的动力学研究

以废铅酸蓄电池中的铅膏为研究对象, 针对HCl-NaCl-CaCl₂体系浸铅工艺, 采用液-固多相反应的收缩核模型研究了铅膏中铅的浸出动力学, 考察了搅拌速度、浸出温度、样品粒度对铅浸出反应速率的影响。结果表明: 在实验选取的温度范围内, 温度越高, 样品粒度越细, 越有利于铅膏的回收, 搅拌速度对铅浸出率影响不大, 表观活化能E_a为13.73 kJ/mol, 属于固膜(内)扩散控制过程。该研究为高效低耗浸出铅提供了理论依据。     

基于湍流涡调控的煤气化渣炭-灰浮选分离过程强化

煤气化渣因炭、灰包裹夹杂严重、嵌布粒度细，导致浮选分离困难，制约了其资源化利用。浮选大多发生在湍流环境中，调控湍流是强化微细颗粒矿物浮选回收的有效途径，湍流小尺度涡直接作用于微细颗粒运动，研究借助涡流发生器实施湍流涡调控以进行煤气化渣中的炭-灰浮选分离过程强化。利用计算流体力学数值模拟对涡流矿化管内部流场进行数值计算，分析涡流发生器结构对湍流特征参量及煤气化渣浮选指标的影响，在此基础上设计了与矿物可浮性相适配的梯级涡流浮选过程。结果表明：管内矩形涡流发生器可诱导出发卡涡、流向涡及旋转方向相反的二次流向涡对，涡-涡、涡-主流之间的交互作用显著提高了湍流动能、降低了涡尺度，有利于微细颗粒与气泡间的碰撞。涡流发生器的倾斜角度从25°增至55°时，湍流动能均值由0.041 m²/s²增到0.142 m²/s²,最小涡尺度均值由16.10μm减至10.34μm。采用内置结构相同涡流发生器的均衡涡流浮选装置对煤气化渣进行炭-灰浮选分离试验，不同粒级浮选回收率表明，粒度越细，需要的湍流动能越大、涡尺度越小，诱发的...     

中细粒烟煤低温干燥特性研究

中、细粒烟煤干燥后水分复吸率比较低,有利于储存、运输和使用.为了降低烟煤在利用过程中的能耗,提高其利用效率,采用鼓风干燥箱对中、细粒烟煤进行了干燥脱水试验,考查不同温度和时间对烟煤干燥脱水的影响,并探究了烟煤干燥后的水分复吸特性.结果 表明:当干燥温度越高,同一粒级烟煤的水分损失越快,所需的干燥时间越短;当干燥温度在1...     

超细氢氧化铝粉体干燥行为的研究

以中和沉淀法制取超细氢氧化铝，在40、80℃2种温度制度下对一系列外形相同的含水氢氧化铝饼进行恒温干燥，以激光粒度分析仪研究粒子在干燥过程中的变化规律。结果表明：经真空抽滤后，氢氧化铝含水率介于75％－80％；样品在干燥过程中外形变化是不均匀的；在干燥温度80℃，脱水率大于50％时，粒子粒径会发生爆炸性增大；而在干燥温度40℃，脱水率小于70％时，粒子不会发生爆炸性长大。这些均与粒子在干燥过程中失水产生的硬团聚有关。     

内蒙古扎赉诺尔褐煤低温热处理提质研究

通过对华能扎赉诺尔煤业公司生产的褐煤的恒温干燥、显微红外试验、X射线光电子谱(XPS)、热重及扫描电子显微(SEM)试验,表征和展现了褐煤煤样的基础性能,从而得出褐煤干燥可分为升速干燥提质阶段和降速干燥提质阶段,煤样颗粒表面与内部温差越大,颗粒水分扩散驱动力越强,有效水分扩散系数越大,越有利于干燥的进行。并且褐煤干燥时应尽可能在氮气流中进行,温度控制在361℃内,以防止褐煤热解;干燥后煤样表面失去原有的平整和致密结构,出现大量不规则且大小不等的团块和颗粒,孔隙和裂隙明显增多,因此在一定程度上将会增大干燥后褐煤的复吸现象,不利于后期干燥褐煤的储存、运输。     

褐煤干燥后水分复吸规律及平衡含水率预测

为研究干燥温度及环境温湿度对我国褐煤干燥后水分复吸的影响,通过恒温恒湿箱对经过不同干燥温度（80,120,160 ℃）处理后的海拉尔褐煤、云南褐煤、霍林河褐煤进行不同相对湿度（50%,70%,90%）、不同吸湿温度（20,30,40 ℃）条件下的水分复吸实验。研究表明,相对湿度对褐煤平衡含水率影响最大。随着吸湿温度升高,褐煤平衡含水率先增加后减小,不同于以往认为的一直减小的规律。通过饱和溶液法进一步检测了褐煤在相对湿度0～100%范围内等温条件下水分复吸的平衡含水率,发现其随相对湿度增加呈“S”型曲线变化,Chung-Pfost模型能够很好地预测褐煤水分复吸的平衡含水率。     

细粒褐煤干燥的影响因素研究

利用红外水分仪对3mm以下细粒褐煤进行干燥实验,主要研究了粒径、温度、灰分和重介质对干燥效果的影响,并使用有效水分扩散系数对干燥效果进行动力学分析,结果表明:温度和粒径对细粒褐煤干燥效果有重要影响,随着粒径的减小,干燥速率增大,有效水分扩散系数减小;随着温度的升高,干燥速率增大,有效水分扩散系数增大;灰分含量的提高,使干燥速率降低,有效水分扩散系数减小;添加重介质(磁铁矿粉和磁珠)后,干燥性能会变强,其中加磁珠时干燥效果最好,在磁珠含量占50%时可以达到最佳的干燥效果。     

磷石膏-硫酸渣煤基还原焙烧物相转化研究

还原分解是磷石膏综合利用途径之一，但分解温度高、能耗高阻碍了该方法的应用。铁基添加剂有助于降低磷石膏还原分解温度，提高磷石膏分解效率。通过热力学分析、X射线衍射(XRD)仪，研究硫酸渣为铁基添加剂，磷石膏-硫酸渣在煤基条件下同步还原焙烧的物相转化。结果表明，当磷石膏、硫酸渣和煤粉配比为30∶10∶1混合还原焙烧，温度为700～900℃时，硫酸渣可以实现磁化还原生成Fe₃O₄，其中800℃时，磁选可获得铁品位和回收率分别为48.33%和32.31%的磁铁矿；温度为1 000～1 100℃时，硫酸渣难以发生同步还原，主要以Fe₂O₃和Fe S存在。磷石膏在700～1 100℃范围内逐渐分解，部分Ca SO₄转为Ca₅(PO₄)₃F；当温度大于1 000℃后，开始转化为Ca S和Ca₅(PO₄)₃OH。研究发现，磷石膏中杂质P和F的存在，以及分解温度对磷...     

脱铜阳极泥熔炼高铅渣熔点“测不准”问题分析

脱铜阳极泥熔炼高铅渣在熔点测定过程中由于挥发会导致测定结果偏离“真值”(“测不准”)。以卡尔多炉工艺熔炼脱铜阳极泥的高铅渣为研究对象,尝试通过研究挥发机制预测升温过程的适时炉渣组成,进一步以适时炉渣组成与熔点测定值对应,以消除挥发的影响。采用FactSage 7.1软件计算熔炼渣的熔点和挥发反应的ΔG,用半球法测定熔化温度,利用TG热重分析仪测定渣样的失重变化规律。结果表明,高温下含铅渣挥发主要是PbO以及少量的Bi₂O₃、As₄O₆、TeO₂、SeO₂和Sb₄O₆挥发导致的,在950～1 200℃高温段挥发最明显,当PbO含量分别为14.52%、25.07%、28.75%和41.25%时,铅渣挥发率分别为35.25%、49.48%、55.92%和58.39%。Factsage计算熔点值比半球点及流动温度实测值偏高。对脱铜阳极泥熔炼高铅渣所测半球点温度和流动温度与适时炉渣成分(基于原始炉渣成分及挥发失重的测算)对...     

焦煤微波干燥特性及动力学研究

为探索焦煤微波干燥技术的基本理论,通过河南平煤八矿-焦煤微波干燥实验,研究焦煤颗粒粒径、微波功率和初始含水量对焦煤干燥特性的影响,利用薄层干燥动力学模型对实验数据进行拟合,探讨适于描述焦煤微波干燥动力学的最佳模型。结果表明,当焦煤粒径小于1 mm时,随着焦煤粒径、微波功率或初始含水量的增加,相同时间内煤样失水量增加,干燥速率增大;而随着粒径或微波功率的增大,干燥达到平衡的时间减少,但初始水分对干燥达到平衡的时间没有显著影响;焦煤微波干燥过程有一个非常短暂的预热升速阶段和恒速干燥阶段和一个长时间的降速干燥阶段,粒径、微波功率和初始水分越大,恒速干燥阶段越短暂;在常用薄层干燥动力学模型中,Diffusion approach模型是适于描述河南平煤八矿-焦煤微波干燥动力学的最佳模型。     

硅热法提磷热力学分析与试验

采用硅热法提取黄磷，通过热力学计算，明晰了硅热法提磷的主要化学反应以及反应吉布斯自由能，并通过实际试验验证了工艺流程的可行性。结果表明，硅热法提磷主反应为：2(3CaO·P₂O₅)+5Si+SiO₂=2P₂(g)+6CaO·SiO₂；真空度对反应起正向作用，反应体系压强越低，反应吉布斯自由能越小，硅热还原反应越容易发生；提高温度可促使反应正向进行，相同温度下适当延长还原时间，可提高反应还原率；常压下1 250℃反应2.5 h，硅热法提磷可得到纯度95.03%的粗磷(黄麟)，干渣残磷量为1.45%。硅热法制备黄磷过程中采用硅质还原剂，避免了焦炭的使用，符合低碳发展战略。     

灰熔聚煤气化备煤系统粉煤干燥技术及性能分析

灰熔聚煤气化备煤系统所用的粉煤粒度为0～8 mm,需要采用煤粉干燥器烘干至水分小于5%(褐煤小于12%).根据国内现有干燥形式,对传统粉煤干燥技术进行了简单阐述,并介绍了蒸汽列管干燥机、粉煤专用干燥机等新型干燥技术,对几种煤干燥技术的技术性和经济性进行了分析,新型的粉煤专用干燥机以其较高的热效率以及环保、安全优势,成为灰熔聚粉煤气化技术的首选干燥方案.