用热分析法研究煤的热分解特性

采用热分析法对煤热分解特性进行了大量试验研究,探讨了影响煤热解的因素,研究了混煤的热解特性,提出了反映煤热解特性的煤热解产物释放特性指数ｒ,并用热解反应动力学方程研究煤的热解过程。     

用热重分析法研究豫内使用的几种煤的热解特性

介绍了河南省的煤炭资源情况，采用热重分析法对煤热分解进行了大量试验研究，探讨了影响煤热解的因素，如煤粉粒度对热解产物的影响、温升速率对煤热解的影响等，研究了混煤的热解特性，提出了反映煤热解特性的煤粉热解产物释放特性指数ｒ。     

神府煤加压热解特性及热解动力学分析

煤的加压气化是煤清洁利用的关键,作为气化反应的初始阶段,煤热解特性对煤气化过程有着重要的意义.为了深入了解煤的加压热解机制,该文采用加压热重分析仪研究了我国的一种典型烟煤--神府煤在不同压力下的热解失重特性,采用挥发分释放综合特性指数(D)与非等温法,结合不同的扩散机制函数分析了神府煤加压热解动力学机制.研究发现神府煤的热解主要包括煤样的干燥脱水、挥发分的析出以及大分子焦油的二次裂解;加压对神府煤的热解过程有明显的影响,热解压力小范围的升高(＜0.8MPa)有利于挥发分的析出,然而过高的压力不利于挥发分的快速析出,挥发分释放综合特性指数可很好地表征神府煤加压热解过程中挥发分的析出特性.热动力学分析表明,三维球扩散模型比较适合神府煤的加压热解机制,低温段活化能随热解压力增大先增大后减小,但明显高于高温段热解活化能.     

生物质与煤混合的热解特性研究

利用热重分析仪研究了生物质麦杆与煤混合的热解特性。实验发现,生物质的掺混能改善煤的热解特性。随着掺混比例的增大,混合燃料热解的挥发分初始析出温度会降低,最大热解速率增大,而最大热解速率对应的温度下降,挥发分释放变得更加集中,挥发分释放特性指数值变大。在热解过程中,麦秆与煤并没有发生明显的协同作用。     

煤热解特性及热解反应动力学研究

采用热分析法对煤热分解特性进行了热重分析研究,探讨了粒径和升温速率对煤热解失重过程的影响。研究指出,当粒径小于0.25mm时,磨煤过程中煤岩组分富集对热解的影响会大于传热传质对热解的影响。根据试验数据建立了热解动力学模型,分别用积分法和微分法对热解动力学参数求解,得到煤的热解反应级数为3,热解反应动力学参数的计算结果能真实地反映煤的热解情况。     

准东煤热解特性及气化活性实验研究

采用热重分析法研究了热解终温和升温速率对准东煤热解特性的影响以及热解终温对准东煤气化活性的影响。研究表明,准东煤热解过程可分为3个阶段:干燥脱气阶段、活泼分解阶段和缓慢热解阶段;热解温度?800℃的时候,准东煤热解过程基本结束;升温速率提高,准东煤热解最大失重量和热解特性参数D增加;当气化温度较低的时候,热解终温对准东煤气化活性的影响比较明显,低温焦表现出更好的活性,气化温度较高时,各煤焦的气化活性有趋于一致的趋势。     

煤粉热解特性实验研究

利用热天平,以高纯氩气为气氛气体,研究了细化鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性。实验结果表明,不同粒度的细化和超细煤粉的热失重过程可以分为四个阶段,在1400℃之前DTG曲线有两个失重峰。从室温至400℃之间的,各样品的失重特性无明显区别。在400-980℃间,粒度对煤粉失重速率间存在较好规律性。升温速率对鹤岗细煤粉热解特性的影响表现在,随着升温速率的提高,挥发分的初析温度降低;热解最大失重速率增大,达到最大失重速率的温度升高,煤粉的热解特性指数D值增大,即升温速率的增加有利于细煤粉的热解。此外,在10℃/min加热条件下,对比了平均粒径基本相同的鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性,发现挥发分含量接近,而灰分含量较高的鹤岗煤的热解特性明显优于准噶尔煤。     

生物质与煤混合热解特性的研究

采用热重分析法(TGA)对几种常见天然生物质(麦秆、棉秆和杨木屑)、两种不同变质程度的煤以及两者混合物的热解特性进行了研究。试验升温速度5℃/min,终温850℃。结果表明:生物质热解温度低,热解速度快,而煤相对热解速度慢,热解温度高,随煤变质程度提高,TG曲线向高温区移动,热解温度升高,最终失重率减小,试验无烟煤和烟煤的最终失重率分别为17%和30.07%。生物质与煤混合热解时,总体热解特性分阶段呈现生物质和煤的热解特征,但从实际微分曲线与按比例折算后的曲线比较结果看,400℃之前,生物质对煤的热解影响不明显,在400℃之后,生物质的加入对煤的热解产生抑制作用,煤的热解速率降低,煤的挥发分越低,抑制作用越强。     

碱/碱土金属对煤热解影响的研究进展

通过分析、总结国内外碱/碱土金属对煤热解影响的研究方法及其存在问题,提出未来煤催化热解技术的发展方向。研究结果表明:由于接触面积有限,机械混合法不能使催化剂对热解发挥出最佳催化效果;离子交换法和浸渍法负载的催化剂催化特性较好,但操作工艺复杂,催化剂不易回收利用;利用煤中固有碱/碱土金属进行催化热解,是未来煤热解技术的发展方向;逐级萃取法存在局限性,且研究结果有较大争议;借助冠醚特殊的选择性络合能力,可以有效针对煤中固有单一碱/碱土金属进行热解研究,为煤中固有碱/碱土金属催化热解技术的发展奠定基础。     

煤燃烧试验中着火点确定方法的探讨

在升温速率为40℃/min条件下,采用热天平对煤的燃烧特性和热解特性进行了试验研究,确定了采用热天平研究粉粉燃烧特性时,煤着火温度的定义方法。     

生物质混合物与煤共热解的协同特性

该文选取了秸秆、稻壳、玉米芯、木屑、沙柳枝和叶、旱柳枝和叶、紫花苜蓿、芦苇、碱草等13种农业和林业废弃物、草木类及不同生长期的薪炭林等生物质，按等比例混合制备成粉状生物质混合物，在不同的工况下采用热重分析仪，分析研究生物质混合物与典型的褐煤、贫煤和烟煤煤粉的单独热解特性，以及分别与3种煤均匀掺混20%、33%与50%生物质混合物的共热解特性，合理定义了共热解中煤挥发分开始热解的温度。对热解试验数据与计算特性参数的分析表明：不同比例生物质混合物和不同煤化程度煤在共热解过程中，产物的产率基本等于单独热解生物质和煤的产物产率的加权平均值；与单独热解试验结果比较，生物质混合物与煤挥发分的各自析出开始和终止温度均随着生物质掺混比例不同与煤种不同有不同程度的变化，并对其规律进行了机理分析，认为生物质与煤共热解过程中存在协同作用。     

粒度和升温速率对低热值煤样热解的影响研究

利用热重法研究了低热值煤在不同粒度和不同升温速率下的热解特性;获得了不同粒度和不同升温速率下热解特性参数,通过动力学分析得到三维扩散模型可以很好反映升温速率的煤样的热解过程,而二级化学反应可以反映不同粒度的热解情况,通过对模型求解得出煤样的活化能与频率因子。     

煤的快速热解动力学研究

煤的快速加热条件下的热解研究对煤气化反应过程以及气化炉的运行有着重要的意义。试验采用TGA/SDTA 851型热天平对不同煤种、不同升温速率、不同灰煤比下的煤快速热解特性进行研究，同时对3种气氛下煤的动力特性进行分析。研究发现：随着升温速率的增加，最大失重速率也有所提高；随着煤的变质程度提高，热解最大失重速率有所降低；随着灰/煤比的增加，失重速率先升后降。说明存在一个最佳的灰/煤比，使得失重速率达到最大值；在N2、、O2、CO2 3种气氛下，CO2气氛下的气化反应进行的温度要高于N2气氛下的热解和O2气氛下的燃烧温度，气化与燃烧相比，气化反应进行的剧烈程度远远小于燃烧。文中也根据Coast-Redfern积分方法得出了煤热解的表观动力学参数。     

洗选对煤结构及其热解特性的影响

为了探讨煤炭洗选对煤结构及其热解特性的影响,本文选择贺西煤矿原煤(RC)、精煤(CC)、尾煤(TC)和脱灰煤(DC),利用 X 射线衍射(XRD)及傅里叶红外光谱(FT-IR)分析了洗选前后煤炭的结构变化,通过热重(TG/DTG)实验研究了煤热解特性,并对热解焦微晶结构作出分析。结果表明：煤炭洗选前后主要是灰分变化,对煤炭微晶结构和大分子结构的影响并不明显;从微观角度分析发现洗选造成脂肪富氢程度(Hal/Har)和脂芳氢比降低,特别是化学处理造成脂链上富氢基团(CH3、CH2)的脱落,但对脂链结构没有影响。在煤的热解过程中,灰分的存在降低了煤炭的热解缩聚程度,增加了热解活化能,造成热解特征温度均向高温区推移;并阻碍了煤焦基本晶格单元纵向的热缩聚,抑制了煤焦的石墨化进程。     

热解温度对褐煤半焦成浆特性影响的实验研究

采用低温热解法(450-650℃)对褐煤进行改性处理,研究热解终温对褐煤半焦成浆特性的影响,并从煤质特性和微观孔隙结构的角度对成浆性改变的原因进行了分析,选用Herschel-Bulkley模型对浆体流变特性进行拟合分析,直观地显示了水煤浆流变特性随浆体浓度和热解终温的变化情况.实验结果表明:低温热解有效地提高了褐煤的成浆性能,褐煤水煤浆的最大成浆浓度由改性前的44.31%,最大可升至66.78%,热解终温越高,定黏浓度越大.在表观黏度相近的情况下,热解终温越高,半焦水煤浆的稳定性越好.低温热解能有效脱除褐煤中的水分,促进含氧基团的分解,提高煤阶.热解后,煤的孔隙结构发生变化,热解终温升高,孔比表面积和孔容积减小.     

燃煤电厂实现多联产的新途径

分析燃煤电厂煤粉、制粉系统及电负荷的特点，指出燃煤电厂利用煤在等离子反应器中热解制乙炔实现多联产具备优越条件；介绍等离子体反应器特性，分析煤在等离子反应器中热解制乙炔工艺机理和中试进展；建立燃煤电厂利用煤在等离子反应器中热解制乙炔模糊综合评价模型，通过对具体燃煤电厂利用煤在等离子反应器中热解制乙炔技术经济模糊评价研究，分析其潜在的优势及发展前景。     

CO_2气氛下煤/生物质混合热解过程氮转化特性实验

本文在卧式管式炉实验装置上进行了平凉煤、麦秆及其混合物料分别在CO_2和Ar气氛下700～900℃范围内的热解特性实验研究,获得CO_2气氛对热解过程氮元素迁移的影响以及煤/生物质混合热解过程中氮元素转化特性。实验发现:在高温时,CO_2气氛可使燃料发生气化反应,促进燃料中的氮元素析出进入挥发分中,降低半焦氮含量,并提高2种燃料的NH3及N2产率和麦秆的HCN产率;煤/生物质混合热解过程发生了协同作用,降低了HCN和NH3的产率,并提高了N2在700℃的产率。     

煤燃烧前温和热解汞和硫的释放特性研究

以2种贵州典型的高汞高硫煤为研究对象,对煤中汞和硫的含量及其赋存形态进行了研究。并利用水平管式炉试验台,在惰性气体气氛和微氧化性气氛下对煤样进行燃烧前温和热解试验,研究煤样在温和热解过程中汞的释放规律及其汞硫联合脱除特性。研究表明2种实验煤样在350~400 ℃温度下脱汞率最大分别达到89.5%和82.8%,煤中汞的释放率在热解15 min左右达到极限值;同时还发现在微氧化性气氛下温和热解煤中硫铁矿硫的脱除效率有明显提高,而对煤中有机硫的脱除没有明显效果。     

双流化床中煤的热解特性试验研究

在双流化床试验台上,对神木煤的热解特性进行了试验研究。结果表明,在试验温度范围内,煤中的碳元素主要汇集于燃烧炉尾气,氢元素主要汇集于热解炉产物中。在热解炉温度450~850℃的范围内,热解产品质量收率随着热解炉温度的升高而上升,热解炉冷效率在550℃达到峰值。试验条件下,热解焦油质量收率在热解温度550℃时达到峰值;热解停留时间对热解焦油的产率影响不大。热解炉煤气各组分体积分数关系为:H2CH4COCO2;随着热解炉温度升高,热解气体热值降低,热解气体产率升高。     

煤的结构对化学链燃烧系统反应性能的影响

以我国典型煤种为原料,从"结构与反应性"的角度研究了不同热解条件下制得的煤焦的化学链燃烧反应特性,考察了煤阶、热解温度和热解速率对煤焦反应性能、孔隙结构和微晶结构的影响。结果表明,煤阶越低,煤焦孔隙结构越发达,使得煤焦的反应性能更佳;热解温度对3种煤的影响行为不同,褐煤煤焦随热解温度的升高孔隙结构变差,微晶结构有序化程度升高,煤焦反应性能下降,而烟煤和无烟煤煤焦在热解温度为900℃时获得最佳的反应性能,其中煤焦孔隙结构是影响其反应性能的主要因素;3种快速热解煤焦具有更发达的孔隙结构,微晶结构有序化程度较低,反应性能明显优于慢速热解煤焦。