矿物质负载方式对焦炭溶损反应的作用研究

比较了1 1种氧化物以添加和吸附两种方式负载到同种焦炭中对焦炭溶损反应作用的区别,并从催化作用、矿物质在焦炭中的分散方式和矿物质对焦炭显微结构作用三方面分析了导致作用不同的机理.同种矿物质无论以何种方式负载对炭的催化作用是相同的.吸附矿物质主要是均匀分散在焦炭表面,而添加矿物质则部分被炭基质包裹,两种方式提供的催化表面是不同的,添加到煤中的矿物质还可以通过对焦炭结构产生影响而导致对焦炭反应性的作用.     

碱土金属Ca的添加方式对焦炭溶损反应的影响

采用前置法和后置法制备添加碱土金属Ca的焦炭.考察不同反应温度下,CO_2对焦炭溶损行为的影响,并运用比表面积测定仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征焦炭的微观结构.结果表明:添加碱土金属Ca可以提高焦炭的反应性.当温度达到1 200℃时,后置法焦炭的反应性和反应后强度均高于前置法焦炭的反应性和反应后强度.用随机孔模型模拟了焦炭溶损反应动力学过程,后置法制备的焦炭溶损反应活化能较前置法制备的焦炭溶损反应活化能低.添加碱土金属后的焦炭微晶结构有序性、微晶尺寸和反应前后的比表面积均发生变化.     

拟薄水铝石负载PEI/AMP吸附CO2性能

用富含胺基的物质对多孔材料进行修饰可以得到高CO₂吸附量的吸附剂。采用浸渍法将聚乙烯亚胺(PEI)和2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)负载在拟薄水铝石上,考察了CO₂压力、胺类物质负载量等对吸附性能的影响。采用低温N₂吸附/脱附法(BET)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外线光谱分析仪(FTIR)等手段表征了吸附剂的结构特征及其物理性质,并使用重量法微天平实验装置对吸附剂的性能进行了评价。实验结果表明,当温度恒定为50℃,压力小于1 MPa时,负载PEI的吸附剂最高的CO₂吸附量为77.53 mg CO₂·(g吸附剂)^-1,最佳负载量为85%;压力大于1 MPa时,负载PEI的吸附剂最高的CO₂吸附量为123.79 mg CO₂·(g吸附剂)^-1,最佳负载量为10%。负载AMP的吸附剂最高的CO₂吸附量为128.01 mg CO₂·(g吸附剂)^-1,最佳负载量为85%。CO₂吸附稳定性实验表明,吸附剂对CO₂的吸附性能稳定。     

钢渣基高反应性焦炭气孔结构的溶损演化行为

在工业配合煤中添加1%钢渣制备高反应性焦炭,采用低温氮气吸附法分析高反应性焦炭（HRC）和普通焦炭（BC）在1100℃下溶损不同比率碳素（5%~50%）后焦炭的气孔结构,并结合分形理论研究焦炭溶损反应过程中孔结构的演化特性。结果表明,随着碳素的溶损,HRC的吸脱附曲线的变化幅度比BC的大,吸附等温线由Ⅰ型向Ⅱ型的转变较晚;焦炭的比表面积和微孔孔容随碳素的溶损先增大后减小、总孔容逐渐增大,而HRC的比表面积增率（ΔS _BET /Δx）比BC的大,孔径分布也相对较宽;HRC的分形维数D ₁和D ₂随碳素溶损而变化趋势与BC的有较大差异。这说明高反应性焦炭中的钢渣通过增加了焦炭表面上活性点影响焦炭溶损过程中气孔结构的演化行为。     

煤中矿物质对焦炭溶损反应的作用

运用把13种矿物质(氧化物)添加到煤中炼焦的方法,研究了煤中可能存在的主要矿物质对所得焦炭溶损反应的作用.结果表明添加氧化物到煤中对焦炭溶损反应的作用可以分为3类MgO,CaO,BaO,V 2O5,MnO2,Fe2O3,CuO,PbO2,ZnO,使溶损反应性增大,其增大顺序为BaO>CaO>Fe2O 3>PbO2>ZnO>V 2O5>CuO>MgO≈MnO2;B2O3使溶损反应性减小;Al2O3,TiO2,SiO2基本无作用.对BaO,CaO,Fe2O3以3%为添加量的饱和点.     

钢渣对焦炭热性能的影响

在彭城肥煤中添加不同比例的钢渣作为催化剂进行炼焦,考察焦炭的热性能,并运用XRD,SEM和液氮吸附等方法研究钢渣对焦炭热性能的影响规律.结果表明,随着钢渣添加量的增加,焦炭溶损率增大,但存在一个饱和点,而焦炭反应后强度持续降低.添加量相同,钢渣粒度越小,焦炭反应性指数越大,且随着钢渣量的增加,焦炭灰分和硫分增加,但也存在饱和点;焦炭定向程度变差,环缩合程度有所降低;焦炭比表面积先增大而后减小.EDS研究显示,钢渣中含Fe,Ca等复合物以颗粒形式均匀分布在焦炭中,使得焦炭反应性增加,结构强度降低.     

焦煤中添加钢渣对焦炭性质的影响

在1/3焦煤中添加钢渣,考察所得焦炭的性质。研究结果表明,为保证焦炭的灰硫指标及冷强度,钢渣的添加量不宜过大;焦炭反应性随钢渣添加量增加而上升,反应后强度随钢渣添加量增加而降低;钢渣添加量相同时,粒度越小,对焦炭热性质影响越大;随着溶损反应的进行,比表面积出现先增大后减小的趋势;SEM显示当钢渣添加量5%时,对焦炭的微观结构无明显影响。     

典型碱金属、碱土金属对不同变质程度煤焦溶损反应的催化作用

试验研究发现,添加碱金属、碱土金属对低变质程度煤焦反应性的催化作用小于焦煤等中等变质程度煤焦反应性。它们对焦炭溶损反应的催化作用顺序为：K〉Na〉Ca〉Mg,且随着添加量的增加,催化作用越强。随反应时间和典型金属添加量的增加,以及温度的升高,焦炭转化率越大。     

焦炭高温热性质的研究

研究了焦炭在不同反应温度、不同气体流量、不同气体成分、不同熔损率下的热性质变化规律。通过研究发现焦炭在1100℃时的反应模式主要为渗透反应；热强度随着熔损率的升高呈降低的趋势；气体成分、气体流量变化对热强度影响不大。1 200℃时的反应模式是以渗透反应为主，兼有一定程度的表面反应；热强度先随着熔损率的升高呈降低的趋势，当熔损率> 25%时热强度急剧下降；CO₂比例≥25%后，气体成分变化对热强度影响不大；气体流量变化对热强度影响不大。1 350℃时反应模式主要为表面反应；热强度随着熔损率的升高变化不大，始终能够保持较高的热强度；随着CO₂比例的增加，焦炭热强度呈减小的趋势；气体流量变化对热强度影响不大。     

灰成分对焦炭热性质影响的研究及应用

分析了焦炭灰分的组成及灰分中矿物质对焦炭热性质的影响方式。介绍了安钢通过在焦炭中添加对焦炭溶损反应起负催化作用的矿物质的实验室实验和工业试验,结果表明,添加该种类型矿物质可以改善焦炭的热反应性和反应后强度。     

富钙废渣配煤对焦炭溶损反应的影响

将1%富钙碱渣配入焦煤中制备焦炭,采用自制小型垂直固定床反应器研究了900~1200℃下所得焦炭的溶损反应过程. 结果表明,碳素溶损率小于15%时焦炭的溶损反应速率基本不变,碳素溶损率大于15%时溶损反应速率逐渐减小. 焦炭反应后的比表面积随碳素溶损率增加先增大后减小,在溶损率约为15%时最大. 配入富钙碱渣提高了焦炭的溶损反应速率,增大了焦炭的反应性,溶损温度越高,溶损速率增幅越大. 用随机孔模型描述了焦炭的溶损反应动力学过程,基础焦炭和添加1%碱渣的焦炭的溶损反应表观活化能分别为132.15和103.81 kJ/mol.     

炼焦煤质量与焦炉加热制度对焦炭热性质的影响

随着高炉冶炼强度及喷煤比的不断提高,炼铁生产对焦炭质量提出了更高的要求。焦炭的反应性和反应后强度是考核焦炭质量的重要指标,影响焦炭反应性和反应后强度的因素很多,本文根据梅山的生产数据,从炼焦煤的质量和焦炉加热制度2个方面对焦炭反应性及反应后强度的影响进行了分析。     

铁改性杭锦土对磷的吸附及对沉积物磷释放的控制

以天然粘土矿物杭锦土(HJ)为原料,采用浸渍法制备表面负载铁氧化物的铁改性杭锦土(FHJ)吸附剂.采用BET、SEM、XRD等技术对其进行表征,并考察了铁负载比例、pH、共存离子对FHJ除磷的影响.结果表明,浸渍法成功将铁氧化物负载在杭锦土表面;溶液pH越低越有利于FHJ对磷酸盐的吸附;除磷性能受CO32-、SiO32...     

氧化铁改性活性炭的制备及其吸附脱硫性能

制备了负载型氧化铁改性活性炭吸附剂,并采用比表面积（BET）、扫描电镜（SEM）技术对吸附剂进行了表征。在固定吸附床上考察了制备条件及吸附条件对吸附剂脱除硫化氢性能的影响。研究结果表明,负载氧化铁后吸附剂的比表面积由580.4 m2/g提高到658.6 m2/g,氧化铁改性能有效改善活性炭对硫化氢的吸附脱除能力。氧化铁与活性炭的质量比为1∶1,真空干燥温度为70 ℃,干燥时间为36 h时得到的负载氧化铁吸附剂的吸附效果最好。在吸附温度为60 ℃时,饱和硫容和脱硫率分别达到77.4 mg/g和99.2%。饱和硫容比未经改性的活性炭的提高了60.2 mg/g。     

炼焦煤中灰分对焦炭热性能的影响

研究了炼焦煤的灰分和催化指数,通过小焦炉实验进行了焦炭的反应性和反应后强度的测定。结果表明,灰分催化指数对焦炭的反应性和反应后强度的影响显著。焦炭的反应性与灰分碱性催化指数呈正线性相关,焦炭的反应后强度与灰分碱性催化指数呈负线性相关。     

Study of the reaction of cokes with KOH under nitrogen

Five cokes of increasing content of anisotropic carbon were prepared. Polished surfaces of these cokes were characterized by optical microscopy in terms of components of optical texture. These surfaces were reacted with KOH at 873, 1073 and 1273 K in an inert atmosphere for 2 h and the resultant topography monitored by scanning electron microscopy (SEM). The extent of potassium take-up by coke particles was measured and the diffusion of potassium was detected by EDAX. Microstrength testing was made on the cokes before and after reaction with the alkali. Coke reactivity measurements were obtained for untreated and treated cokes. Results indicate that in an inert atmosphere the alkali reacts preferentially on the prismatic edges of anisotropic carbon and that the rates of reaction increase with increasing temperature. Potassium is able to diffuse into the interior of the more anisotropic coke particles and this casues weakening of the coke. The reactivity measurements indicate that for the more anisotropic cokes the effect of potassium as a catalyst in the solution-loss reaction is more pronounced than for the least anisotropic coke. These conclusions suggest that metallurgical coke in the blast furnace in the presence of alkali materials can lose strength by direct reaction over and above considerations of gasification processes.     

催化裂化焦炭的生成及其对催化剂性能的影响

分析催化裂化过程中焦炭的生成及其对催化剂性能的影响,焦炭的生成与芳烃和烯烃等不饱和分子烃的环化、氢转移、烷基化以及缩合反应密切相关,在反应初期,焦炭产率处于较低水平且增幅不大,主要来自多环芳烃吸附焦;随着反应深度的增加,焦炭产率明显增加继而急剧增加,主要来自催化反应生成焦及对焦炭前驱物的吸附。焦炭对催化剂性能的影响主要表现在孔道堵塞和酸中心毒害,焦炭主要沉积在分子筛外表面或孔口处,使反应物分子不能进入孔内;残留在再生催化剂上的少量焦炭主要位于分子筛内,导致催化剂比表面积、孔体积和酸量的大量损失。基于以上分析,提出降低催化裂化焦炭的一些措施,为开发低焦炭产率的催化裂化催化剂和工艺提供依据。     

不同配比碱金属化合物对焦炭反应性的影响

通过将一定粒度焦炭浸入不同配比碱金属化合物（K2CO3＋Na2CO3）溶液的方法在实验室制得焦样,用热重天平对焦样进行了焦炭反应性实验及SEM扫描电镜和能谱分析。研究结果表明,不同配比碱金属K、Na复合催化剂催化效果不同,K2CO3对焦炭溶损反应的催化作用贡献较大,焦炭溶损反应主要催化作用时间为前10min,浸碱焦炭试样中K、Na含量随碱溶液中K、Na含量增加而增加。     

影响焦炭热态性质的因素探讨

对皖北17种煤样进行了性质分析及40kg小焦炉炼焦试验,结果表明,灰分中的碱性氧化物对焦炭的溶损反应起着正催化作用,其含量越大,焦炭的反应性越大;挥发分含量在20%～24%、镜质组反射率在1.3～1.8之间的煤,焦炭的反应性和反应后强度较好;硫的存在能抑制焦炭的CO2反应性,随着硫含量的增高,焦炭的反应后强度有所提高.建立的预测模型具有一定的可靠性与稳定性.     

碳溶反应温度对高反应性焦炭热态性能的影响

以钢渣为催化剂添加至焦煤中制备高反应性焦炭,研究碳溶反应温度对焦炭热态性能的影响及焦炭反应后的结构变化。结果表明,添加钢渣后,焦炭的反应性提高;随着碳溶反应温度的升高,焦炭的反应性呈线性增加,而反应后强度先缓慢降低然后迅速劣化;焦炭反应后的比表面积先增大而后减小。