煤热解研究的分析方法

为了让更多的科研工作者了解煤热解试验仪器及其分析方法,对热重-差热、红外、气相色谱、质谱等仪器分析方法的特征性能进行了综述,重点描述了其在原煤、半焦、焦油、热解气体等分析研究中的应用,同时简要介绍了一些先进的联合分析法在煤热解研究中的应用。另外还对热重分析仪(瑞士METTLER-TOLEDO公司生产TGA/SDTA851e热重/同步差热分析仪)、傅立叶变换红外光谱仪(Nicolet公司生产的5700型)、气相色谱仪(5975MSD)、质谱仪(6890GC)进行了介绍。     

煤催化热解过程动力学的研究

由ＷＲＴ－２型热天平测定上海市工业用煤在添加不同类型催化剂（或氧化剂）时的热解曲线，由此确定不同催化剂添加量时的热解动力学参数（表观活化能Ｅ，频率因子Ｋ０，反应级数ｎ），并根据动力学参数的变化规律建立催化热解模型。试验结果表明：催化剂可促进煤热解过程的发生，但不能使挥发份产量提高；氧化剂的效果不如催化剂；热解过程中，热重微分曲线上的峰值点所对应的温度Ｔｍａｘ可作为判断催化剂效能的特征参数；Ｔｍａｘ     

热解温度对依兰煤热解特性的影响分析

本论文在处理量为2.5 kg/h的热解实验装置上,分别以两种烟煤和一种油页岩为原料,考察了热解温度对热解产物产率、组成和性质的影响规律。实验结果表明,当反应温度分别为481℃、514℃、519℃时,六级煤、油页岩、造气入炉煤的焦油产率依次达到最高,产率分别为13.58%、12.54%、4.23%;在实验温度范围内,随着温度的升高,气体产率不断增加,且气体组分不断变化。     

煤与稻草共热解特性研究

用热重法研究不同煤化程度煤与稻草共热解特性.结果表明：煤与稻草共热解的TG曲线随稻草掺混比例的增加向低温区移动,趋近稻草单独热解的TG曲线;DTG曲线主要热解阶段的两个区间曲线和特征参数分别与稻草、煤单独热解的相似.通过对热解特征参数实际值和理论值的对比,稻草对共热解过程有一定的促进作用,而煤对共热解过程则没有表现出明显作用.     

煤热解过程气体停留时间的影响

在自制鼓泡流化床应器上进行了气体停留时间对煤热解过程影响的研究,研究发现焦油产在气体停留时间18．2s时最高,以后随气体停留时间的延长而下降,这是由于两个相反趋势共同作用的结果,在24.4s时煤气中高热值的烃类产量较闹,低热值CO与H2总产量较低,所以此时煤气热值较高,气体停留时间增加,半焦中残留挥发分减少H／C下降。通过适当调节载气流量,控制气体停留时间,可改善热解产物质量。     

稻壳在流化床中的快速热解研究

研究了稻壳在一个内径为３２ｍｍ的小型热解流化床中的热解过程，探讨了几种因素对热解气体的组成、气体热值和热解效率的影响。实验结果表明，温度、加热速率和停留时间是影响稻壳热解的最主要因素。在良好流化的情况下，停留时间约１ｓ时，在９００℃时热解所得气体热值可达１３０５５ｋＪ／Ｎｍ＾３，热解效率可达５１％。     

煤与生物质共热解工艺的研究进展

热解是将固态原料转化为液体燃料、可燃气和焦的重要途径,是实现生物质资源清洁、高效利用的重要技术。将生物质与煤混合共热解是生物质资源利用的重要方法,两者混合热解不仅有助于降低CO_2的排放量,还能有效地解决能源短缺和环境污染带来的问题。文章综述了煤与生物质共热解技术的研究进展,系统地介绍了共热解过程中煤与生物质的相互作用以及热解温度、混合比例、滞留时间、升温速率、矿物质成分、物料粒径和热解反应器类型等因素对热解过程的影响,并对煤与生物质共热解技术的发展前景进行了展望。     

棉秆与煤混合热解的特性研究

煤与生物质的混和燃烧是生物质利用的重要途径,两者的共热解是其中最重要的反应之一。为了研究煤与棉秆混合热解的影响因素,利用热重分析仪（Thermo Gravimetric Analyzer,简称TGA）,对煤与棉秆以1：1的比例掺混的混合物进行热解过程特性研究。通过对比煤和棉秆共热解过程的差异发现：煤与棉秆混合共热解过程中两者存在一定相互影响,棉秆对煤热解在温度较低的时候有一定促进作用,但随着温度的升高逐渐表现出较明显的相互抑制作用,对于生物质与煤混烧锅炉的设计和运行具有理论指导意义。     

新型桨式搅拌床快速热解反应装置设计及其应用研究

快速热解是一种生物质热转化利用手段,以其高液体得率被视为具有广阔发展前景。文中开发、设计了新型桨式搅拌床快速热解反应装置,并在3 kg/h处理量的小试样机上,通过分别改变设备的反应温度、电机转速、进料速度等变量,得出最佳的工艺参数;同时研究落叶松热解油产物,得相对百分含量最高的四大类物质分别是酮类、醛类、酚类、酸类,其中的酚类化合物可以作为合成酚醛树脂胶粘剂的中苯酚的理想替代原料。     

煤质特性对快速热解中HCN释放的影响

在管式半携带半固定床反应器中，在600—1000℃范围内对6种煤质各异的原煤进行了快速热解HCN释放的研究．结果表明，热解温度、煤的灰分和氢含量对HCN的释放具有很大的影响，而煤氮向HCN的转化并不依赖于煤的含氮量．随着热解温度的升高，煤氮向HCN的转化率显著提高．原煤中氢含量越高，煤氮向HCN的转化率越高，说明热解过程中煤的供氢能力是决定HCN释放的重要因素．原煤中灰分越多，则煤氮向HCN的转化率越低，说明煤灰能够抑制HCN的生成或者能够促进HCN的分解．对原煤添加NaCl、CaCO3和二茂铁Fe(C5H5)2的热解研究表明，Na和Ca对于HCN释放的影响不明显，而Fe则显著降低了HCN的释放．     

中速磨煤机煤粉团聚的原因分析

为了解决中速磨煤机磨制印尼煤时的煤粉团聚问题,利用傅立叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对印尼A煤和B煤进行了分析,发现这两种煤的粉体特性相差很大,印尼A煤含有容易团聚的官能团.此外,对中速磨煤机出口空气的含湿量和露点进行了计算,结果表明:磨制印尼A煤煤粉时的磨煤机出口温度偏低,不能充分干燥煤粉,造成印尼A煤煤粉团聚,导致制粉出力下降.通过合理确定中速磨煤机出口温度(建议将磨煤机出口温度设定在65℃左右为最佳),可解决印尼A煤煤粉的团聚问题和恢复中速磨煤机的正常出力.     

基于Lechteilier法则的林木轰燃特性

不同地区的植物有着不同的热解特性，而植物的热解特性对林木的轰燃有着直接的影响。对几种热带森林中常见的植物进行了热解实验，导出了热解反应动力学方程，用之于计算挥发分浓度。用Lechteilier法则计算了可燃气轰燃的下限浓度，进而对森林中一定空间内是否达到发生轰燃的条件进行了预测。计算结果表明对于一个以千层桉为主的灌木丛，当烟气温度达到400℃时，5min后能发生轰燃。     

低阶煤气体载热低温干馏工艺研究进展

从工艺背景、流程和技术特点3个方面介绍了国内外几种典型的低阶煤气体载热低温干馏工艺,分析对比了4种高温气体热载体：高温烟道气、焦炉煤气、合成气和N2的干馏特性和对煤气热值的影响,探讨了低阶煤气体载热低温干馏工艺的发展趋势.     

废旧纺织品热解处理的研究进展

我国废旧纺织品年产量和存量持续增加,推进废旧纺织品循环利用对节约资源、减污降碳具有重要意义。废旧纺织品富含碳,可成为有前景的可再生能源来源。热解技术被认为是高效回收有机废物能量和化学组分的重要手段之一,利用该技术可将废旧纺织品转化为热解油、生物炭和可燃气等高附加值产品,发展前景广阔。通过简述废旧纺织品种类及基本性质,重点阐述了废旧纺织品热解特性、热解产物分布及应用等研究现状,以期为解决废旧纺织品环境污染、实现资源高效清洁利用提供新方法和新思路。     

平煤集团洗煤泥流化床结团燃烧试验研究

对平顶山洗煤泥的燃料特性以及结渣特性进行了研究,并在小型电加热流化床试验台上进行了结团燃烧试验,探讨了煤泥的结团强度随粒径、床温、停留时间等参数的变化关系。试验结果表明,粒块状煤泥具有良好的结团特性,在整个燃烧过程中都有较高的结团强度,采用异重结团流化床燃烧煤泥切实可行,从而为组织大型燃烧试验和锅炉设计提供了可靠有效的理论依据。     

粉煤热解气化过程颗粒大小变化的影响因素

在900℃固定床热解装置中,考察了诸多因素(水分、挥发分、热应力、热解时间以及介质氛围)对粒径为0．61～6．0mm的粉煤颗粒的颗粒大小的影响．结果表明,低挥发分福建无烟粉煤的热解过程仅发生一次碎裂,热解过程中煤粒大小的变化在1 min内即可完成,热应力对煤颗粒大小变化起主要作用,有5%～20%的煤颗粒爆裂为更小的颗粒,而水分与挥发分的挥发对煤粒大小变化的影响不明显;煤样高湿含量(15%)时对大煤粒(＞2．5 mm)在热解过程中粒径大小的变化有一定影响,但对小煤粒(＜1．6mm)几乎没有影响;热解过程中介质氛围对煤粒变化的影响很大,水蒸气对煤粒大小变化的影响要比空气大,而混合气介质(空气/水蒸气)介于这两者之间．     

逐级萃取对准东煤的热解特性影响

为探究洗煤对准东煤热解特性的影响机理,采用逐级萃取法对准东煤进行洗煤处理。利用热重分析仪对比研究了洗煤对准东煤热解的影响规律,结合煤样热解前后样品的微观结构分析了洗煤对准东煤热解过程的作用机理,并采用分布活化能模型对煤样的热解反应动力学参数进行了计算。结果表明:脱除与煤中有机质结合的矿物质可以使煤样中产生大量新的多孔结构;洗煤会影响煤孔隙结构与官能团结构,导致煤样在热解初始阶段与热缩聚阶段失重量与失重率减少,主热解阶段失重量与失重率增大,并有利于煤焦微晶结构向石墨化进程演化;分布活化能模型可以较好地描述煤样的热解过程,随着洗煤程度的加深,活化能的分布曲线f(E)极大值对应的活化能由265.32升高至377.20 kJ/mol,说明热解反应活化能的主要分布区间向活化能较高的区域移动。     

宁东煤中低温热解特性实验研究

对宁东煤中低温热解特性进行研究,着重考察不同中低温度下宁东煤热解后固、液、气三相产物产率及组成,通过热解炉在相应气氛下进行反应,收集三相产物,分析所得数据来探究不同热解条件对反应的影响规律与反应机理。通过对宁东煤热解处理后得到的固体产物进行等温热重分析,根据热重曲线确认热解程度。采用气相色谱仪对宁东煤热解后得到的液相产物进行分析,研究溶液物质组成及浓度随温度的变化特性;采用气相质谱仪,根据特征峰得出产物类别,并对其进行定量分析。对宁东煤热解气体采用气相色谱仪,研究不同温度下各气体含量,并对宁东煤热解机理进行验证。     

Dynamic Behaviors of Sulfur Evolved in the Gas Phase from Pyrolysis of Six Chinese Coals

Dynamic behaviors of gaseous sulfur-containing compounds evolved from pyrolysis of six Chinese coals were studied in the temperature range of up to 800°C under N₂ and H₂. The released amount of total sulfur-containing gases was traced by an online flame photometric detector (FPD). Simultaneously, the changes of different sulfur forms, including H₂S, SO₂, COS and CS₂, also were investigated using an online mass spectrometer (MS). FPD results show that the effect of H₂ on gaseous sulfur evolved is complex, which promoted certain peak and suppresses other peaks. Based on the data from MS, it is suggested that a series of competitive reactions between active sulfur and other active matters during pyrolysis may impact on the sulfur form in gas phase. Interactions between active sulfur-containing intermediates and the coal matrix are attributed to be the main factor determining the dynamic behavior.