固体热载体煤热解过程中氮的迁移

在固体热载体煤热解实验装置上考察了石英砂、燃烧灰和气化半焦为热载体对煤热解过程中氮迁移的影响.固体热载体煤热解过程中,热解温度升高有利于煤中挥发分析出,可以促进煤中含氮官能团发生断键,利于氮的脱除.快速热解可促进煤中氮脱除生成HCN和NH3.分别以石英砂、燃烧灰和气化半焦为热载体,研究表明:热载体中矿物质可促进焦油氮分...     

煤直接液化油中硫氮化合物的类型分布

为研究煤直接液化油中硫氮化合物的类型分布,根据煤直接液化油的特点,采用GC-PFPD和GC-NCD方法分别优化煤直接液化油中硫氮化合物的分析条件,获得了煤直接液化油中硫、氮化合物的组成及含量。结果表明,煤直接液化油中硫主要以苯并噻吩类和二苯并噻吩类化合物存在,两者占原料油中总硫含量的90%以上,是煤直接液化油加工脱硫的主要对象;煤直接液化油中氮主要以五元杂环含氮化合物形式存在,占比32%,主要代表物质是吲哚类和咔唑类化合物,两者占原料中总氮含量的50%左右,是煤直接液化油加工脱氮的主要对象。     

神华煤锅炉低氮燃烧特性研究

神华煤极易着火、燃尽,燃烧性能优良,且煤中氮、硫含量低,使神华煤在低氧和低氮结合的燃烧条件下,保持了较高的燃尽性能和较一般烟煤偏低的NOx生成量。神华煤的低硫特性保证了在贫氧(没有足够的氧气保证充分燃烧)条件下,炉内H2S含量不是太高,没有明显的高温腐蚀倾向。采用低氮燃烧后,燃烧器区燃烧强度降低,缓解了炉内结渣,部分锅炉屏区的结渣也有所缓解,提高了具有严重结渣倾向的神华煤的掺烧比例。神华煤采用低氧燃烧和低氮燃烧相结合的技术,保证了锅炉的燃烧经济性、安全性和低NOx生成特性,指标明显优于国内其他典型烟煤。     

煤颗粒燃烧过程氧化机理及有机氮转化的分子模拟：以宁东红石湾煤为例

煤燃烧是煤炭资源有效利用的重要方式之一。从原子分子水平上识别煤燃烧的机理,系统把握反应条件的影响,揭示含氮污染物迁移转化的路径对于煤炭高效清洁利用具有重要意义。以前期构建的宁东红石湾煤分子结构模型为基础,采用反应分子动力学模拟方法对煤大分子结构聚集态模型进行燃烧反应模拟,考察化学当量比和反应温度对燃烧过程中结构演变、燃烧反应物和产物的影响,探究有机氮转化路径。研究发现,随着反应不断进行,煤结构的断裂变化非常明显。不同化学当量比和不同温度下煤燃烧的结果表明,化学当量比越大、燃烧温度越高时,O₂分子消耗速度越快,CO₂的生成量也越多。对燃煤过程中含氮气体分子数量的分析表明,HCN是重要的含氮中间产物,NO、NO₂是主要含氮气体产物。本研究还建立了煤燃烧过程中有机氮的转化路径,获得了HCN、NO和NO₂的演变过程。     

煤热解过程中氮元素迁移规律影响因素

由于散煤燃烧会造成严重的环境污染,尤其是其排放的氮氧化物对大气环境破坏严重,煤热解作为煤燃烧、气化的伴随过程,具有重要的研究意义,而探究煤中氮元素在热解过程中的迁移规律,了解氮氧化物前驱物的生成条件对后续含氮污染物的控制起到决定性作用,在实际的热解过程中,多种因素共同制约着含氮物相的迁移方向,通过煤阶、粒径、热解温度、矿物质种类这些影响因素,可以得到:煤阶越高,挥发分越不易析出,在一定程度上,高煤化度煤氮易留在焦中,中等煤化度煤氮则易于进入挥发分中,煤颗粒粒径越大,挥发分也同样不易析出,而热解温度则对挥发氮和焦氮形成均有促进作用,不同金属离子对含氮物相析出有不同的效果。     

煤热解过程中氮元素迁移规律影响因素

由于散煤燃烧会造成严重的环境污染,尤其是其排放的氮氧化物对大气环境破坏严重,煤热解作为煤燃烧、气化的伴随过程,具有重要的研究意义,而探究煤中氮元素在热解过程中的迁移规律,了解氮氧化物前驱物的生成条件对后续含氮污染物的控制起到决定性作用,在实际的热解过程中,多种因素共同制约着含氮物相的迁移方向,通过煤阶、粒径、热解温度、矿物质种类这些影响因素,可以得到:煤阶越高,挥发分越不易析出,在一定程度上,高煤化度煤氮易留在焦中,中等煤化度煤氮则易于进入挥发分中,煤颗粒粒径越大,挥发分也同样不易析出,而热解温度则对挥发氮和焦氮形成均有促进作用,不同金属离子对含氮物相析出有不同的效果。     

煤中氮元素迁徙规律的研究进展

对煤中氮元素迁徙规律的研究进展进行了综述,主要介绍了煤中氮的赋存形态及含氮官能团的结构特点,以及煤中氮在热解、气化和燃烧产物中的分布规律及其影响因素。     

燃煤过程NOx抑制与脱除技术的现状与进展

根据NOx产生的机理和特点,燃煤过程NOx抑制与脱除技术主要包括无氮燃烧技术、低NOx燃烧技术以及烟气脱硝三类. 本工作综合分析了常见的脱硝技术的特点与发展现状,并介绍了近年来国内外发展的脱硝新工艺和新技术. 无氮燃烧技术和烟气脱硝技术成本较高,现有的低NOx燃烧技术脱硝率较低,需要开发燃烧过程中抑制NOx生成的新技术以适合我国当前的形势. 利用煤燃烧的解耦耦合原理,提出了在钢铁生产烧结过程中抑制NOx生成的新方法.     

矿物质对煤焦燃烧过程中NO释放规律的影响

在石英固定床反应器上研究了煤焦燃烧过程中矿物质在不同燃烧条件下对NO释放规律的影响.结果表明：煤中的矿物质对燃料氮转化为NO有显著的影响,其影响与矿物质的组成和燃烧条件有关,碱金属Na、K催化半焦氮的氧化在较低的温度下进行并降低半焦氮对于NO的转化率,而Ca、Fe在低温燃烧条件下增加NO的排放,高温时使NO的排放降低;矿物质惰质组分的存在使NO的排放增加;随着煤阶的升高,半焦的反应性降低,燃料氮对于NO的转化率增大;燃料氮的转化率随燃烧温度的升高而增加,但达到极大值后又趋于降低;矿物质对于NO排放量的影响决定于矿物质对于半焦氮的氧化以及半焦还原NO反应催化作用的相对大小.     

300 MW贫煤锅炉低氮燃烧系统改造及性能优化

针对300 MW贫煤锅炉,进行了低NOx燃烧系统改造和性能优化实验,研究了低氮燃烧器组合深度空气分级低氮燃烧技术对贫煤燃烧锅炉NOx排放的影响规律和控制效果.结果表明,锅炉采用新型低氮燃烧器、全炉膛深度分级燃烧改造后,锅炉SCR脱硝系统入口NOx浓度可由改造前约1 100mg/m3(干态,6%氧量)下降至改造后的460mg/m3(干态,6%氧量)左右,氮氧化物排放浓度平均降幅达到50%以上.改造方案及实验结果可为贫煤燃烧锅炉低NOx燃烧改造和运行优化提供借鉴.     

煤热解过程中氮、硫析出形态的研究进展

综述了煤中氮、硫元素的赋存形态及其在煤热解过程中析出形态的研究进展，讨论了温度、压力和煤阶等因素对氮、硫在热解产物中赋存形态的影响，同时给出了一些含氮、硫化合物的可能生成途径。指出应大力加强煤热解过程中氮、硫析出形态的研究，以实现煤的洁净利用。     

矿物质对煤中硫氮在热解气化过程中迁移变化的催化作用

从煤自身所含的矿物质和外加添加剂的观点出发,对煤热解、气化和燃烧过程中存在的催化作用进行了阐述,尤其是煤中N、S有害元素的催化转化作用。煤自身所含的矿物质及部分碱金属、碱土金属和过渡金属添加剂对煤热解、气化和燃烧过程具有一定的催化能力,同时对煤中N、S有害元素的转化也有明显作用。对具有单功能催化作用的金属催化剂进行合理组合、适当改性和优化添加方式,在NOx和SOx污染性气体形成前对其前驱体进行抑制和定向转化,是今后煤炭洁净转化的一个研究方向。     

煤中氯的赋存形态与释放特性的研究进展

从煤中氯的赋存形式、测定方法、释放特性和控制技术等方面,对国内外的煤中氯研究现状进行了评述。到目前为止,氯在煤中的赋存形式仍未有统一的结论,但都认为燃烧过程煤中氯主要以氯化氢的形式释放,将对燃烧设备燃烧区、加热器等部位产生腐蚀并污染环境。研究结果表明采用洗煤技术可以有效降低煤中的氯含量。     

尾油循环的煤焦油加氢实验研究

利用小型固定床加氢实验装置,将煤焦油和其加氢后的尾油混合,在温度(360~420)℃、压力(13~15)MPa、氢油体积比(1 500~1 700)∶1和液体体积空速0.25 h-1条件下进行加氢处理,所得产品切割得到的汽油馏分、柴油馏分和尾油馏分,分别占产物质量的16.12%、78.83%和5.05%,且产品中硫、氮含量很低,汽油中硫含量16.7μg·g~(-1),氮含量36μg·g~(-1),柴油中硫含量102.6μg·g~(-1),氮含量97μg·g~(-1),可用作清洁燃料。结果表明,尾油循环在煤焦油加氢过程中对煤焦油具有稀释作用,不仅减轻了设备负荷,同时也可以提高汽油和柴油收率。因此,以煤焦油加氢尾油循环加氢是一种高效、绿色环保制备燃料油的方法。     

内蒙古乌达矿区高硫煤中硫的成因

在分析内蒙古乌达矿区高硫煤9、10煤层中硫的来源基础上,阐述了煤中有机硫和黄铁矿的形成机理,指出高硫煤中硫的形成可划分为同生阶段、成岩阶段(成岩阶段早期和成岩阶段晚期)和后生阶段,并详细解释了各阶段中硫的赋存特征.     

污泥与高硫煤共水热碳化过程中硫氮形态转化规律

采用高温高压反应釜进行了污泥(SS)和高硫煤(CS)的共水热碳化实验。分别考察了混合比和温度对水热炭中硫氮元素形态转化规律的影响。研究结果表明,经过水热处理后,SS中蛋白质氮(N-A)转化为杂环类氮,CS中吡咯氮(N-5)和吡啶氮氧化物(N-X)转化为吡啶氮(N-6)和季氮(N-Q);SS与CS中硫元素逐渐转化为噻吩硫和硫酸盐。随着CS混合比例和温度的升高,水热炭中含氮芳族杂环(例如N-6、N-5和N-Q)占比增加。另外,随着CS混合比例和温度升高,水热炭中噻吩硫含量分别逐渐增加至22.61%和24.98%;升高温度提高了水热炭中硫酸盐含量,而增加CS混合比例却降低了硫酸盐含量。本研究可为后续SS和CS的资源化清洁利用提供理论基础。     

中国煤中硫氮的赋存状态研究

煤中的硫、氮在煤利用转化过程中的释放对环境和生物健康影响巨大。笔者从煤中硫、氮的分布、结构,同位素研究等几方面对中国煤中硫、氮的赋存状态研究进行了总结,并提出了今后的研究方向和热点问题。     

Desulfurization of a Turkish lignite at various gas atmospheres by pyrolysis. Effect of mineral matter

An investigation was made of the removal of pyritic and organic sulfur by pyrolysis at ambient pressure of a Turkish lignite under nitrogen and carbon dioxide atmospheres and the effect of mineral matter on the sulfur removal in pyrolysis of HCl and HCl/HF-treated coal under carbon dioxide atmosphere. Results obtained indicated that both pyritic and organic sulfur removal increased with increasing pyrolysis temperature. The pyrolysis in carbon dioxide atmosphere had more effect on the organic sulfur removal at high temperatures. As a consequence of treatment of coal with HCl, pyritic sulfur removal increased but organic sulfur removal decreased. This implies that the removal of carbonates from coal negatively affects the organic sulfur removal. The observed decrease in organic sulfur removal may be related to the decrease in pyrolytic conversion. It was observed that HCl/HF treatment has an increased effect on the pyritic removal and organic sulfur removal during pyrolysis. The increase in organic sulfur removal after HF-treatment therefore might be due to the removal of clay minerals in the raw coal structure. In addition, it may be said that the presence of silicate minerals in the coal matrix can be induced that the easily removable organic sulfur compounds are converted to thermally stable and non-removable organic sulfur compounds (thiophenic or condensed thiophenic compounds) at these temperatures. Increase in the pyritic sulfur removal of HCl-treated and HCl/HF-treated coal samples may be attributed to the fact that increase of mass and/or heat transport in comparison with untreated coal as a result of elimination of mineral matter.     

Dynamic behaviour of sulfur forms in rapid pyrolysis of coals with alkali treatment

Three kinds of subbituminous and bituminous coals with added potassium hydroxide were heated at 523 K in a nitrogen stream to transform thermally stable organic sulfur to reactive species. Extents of total sulfur removal were 27–52% during the course of alkali treatment, while weight loss was 8–13%. The extent of total sulfur removal was linearly proportional to the internal surface area of the parent coal. The parent coals and alkali-treated samples were pyrolysed rapidly in a free-fall reactor in a nitrogen stream at 1233 K. Under these conditions the alkali-treated samples lost more organic sulfur than did the parent coals. The observed changes in the content of sulfur forms were successfully simulated kinetically. The combined process of rapid pyrolysis with alkali leaching was effective for reduction of organic sulfur, except for a high-rank coal of small internal surface area.