低变质粉煤热解过程研究

煤炭作为我国一次性能源之一,占有较重的地位,而低变质粉煤由于其储量丰富并且质量很好,在近几年利用率逐渐增大。针对低变质粉煤热解过程的研究,实行煤热解、气化和燃烧分级转换,可提升粉煤的利用率,将煤炭气化技术简约化,降低投资成本,降低煤中污染物的问题。文章提出低变质粉煤热解的工艺,并对该工艺进行研究和分析。     

干馏用低变质粉煤成型技术研究

选用有机粘结剂,将低变质粉煤冷压成型煤,经中温干馏制备兰炭,研究了不同粘结剂对型煤、兰炭的落下强度和抗碎强度的影响;单一聚酰胺树脂、两种以及三种粘结剂复配的用量分别为14%、13%、12%时,兰炭的两种强度接近,粘结剂用量均为12%时,三种粘结剂复配的兰炭落下强度为94.6%、抗碎强度为54.2%,优于单一和两种粘结剂复配的强度;不同粘结剂对型煤的落下强度、抗碎强度影响较小,随着粘结剂用量的增加,型煤的两种强度均在增大,当粘结剂用量超过12%后,两种强度的增幅不明显。     

低变质粉煤成型热解的研究

以陕北低变质粉煤为原料,采用冷压成型制备型煤,主要研究焦煤添加量、添加水分、成型压力、热解温度的影响。结果表明:以焦煤作粘结剂进行型煤热解实验的研究中,可发现型煤(型焦)的抗压强度均随着焦煤加入量的增大而升高,选用10%的焦煤较为适宜;在一定范围内,型煤的强度随着成型压力的增大而增大,选择60kN的强度较为适宜;型煤的强度随着成型压力的增大而增大,14%的水分更佳;型焦的强度在700℃以上就趋于平稳化,故选择的热解温度为700℃。     

低变质煤与塑料微波共热解研究

进行了微波加热条件下陕北孙家岔低变质煤与塑料共热解的实验研究.结果表明:随着塑料添加比例的增大,兰炭产率逐渐降低,焦油产率明显提高.当塑料加入量为10%时,焦油产率可达到17%,同时煤气中H2,CO和CH4的含量显著增加,分别可达到44.21%,18.75%和21.97%.塑料的加入有利于提高焦油的回收率,优化热解煤气成分,对煤气的进一步综合利用具有重要意义.     

低变质煤微波热解数值模拟研究

采用COMSOL Multiphysics软件对低变质煤微波热解过程进行了数值模拟分析,研究了微波功率、热解时间和煤样位置对微波炉腔体内电场和煤样温度场的影响,以模拟最优工艺条件进行热解实验,并对产物收率和组成进行了表征分析。结果表明:微波功率和煤样位置对腔体内电场和煤样温度场影响十分明显;热解时间对腔体内电场几乎没有影响,而对煤样温度场影响较大。微波腔体中电场强度、煤样的升温速率和热解终温都随微波功率的增大而增大。在腔体中心靠近波导3 cm的位置(-3 cm)时,煤样处在高温区域的面积最大,热解终温最高。数值模拟低变质煤微波热解的最优工艺条件为微波功率700 W、热解时间1 800 s和煤样处于-3 cm位置。在此条件下进行热解实验,其产物兰炭、煤焦油、热解水和煤气的收率(质量分数)分别为70.25%,3.99%,5.31%和20.45%,其中,煤焦油中轻质油含量为37.43%(质量分数),煤气中富氢气体组分含量为53.02%(体积分数)。     

低变质煤结构分析及其与热解焦油产率关联性研究

通过元素分析仪和固体13C-NMR检测6种不同低阶煤的组成和结构,采用Peak-fit软件对13C-NMR谱图进行分峰拟合并半定量计算煤样中各类型有机碳含量,由Matlab数学软件分析了影响焦油产率的有机碳结构类型。结果表明:①WCW、PLQ、JJM、TCG、HG和HF煤样中亚甲基碳分别占总脂碳含量的34.41%、34.29%、34.01%、44.78%、41.62%和49.94%,说明煤样结构中脂肪碳中亚甲基碳含量较多,脂链数N均小于9,说明连接在短链上的支链,主要以脂环侧链形式存在;②HF煤样的平均亚甲基碳数Cn=2.13,其余均小于2,WCW最小,仅为1.05,说明脂肪族以短链为主,链长一般在1～3个碳;③影响煤焦油产率的关键因素为亚甲基碳(I2)、带质子芳碳(I4)和烷链支链化度(I7)为辅助因素;二元组合I2和I4表现出良好的线性关系,三元组合I2、I5(酚羟基或醚氧连碳)和I7与焦油产率的关联性最大,其Ra2dj=0.992;④不同煤样中镜质组含量从26.10%增至82.10%,易断裂桥键数n与脱氢含量WH分别从5.37增至8.17、3.24增加到5.92,交联桥键数P0越小,交联反应程度越低,易断裂桥键数n和脱氢含量WH越大,交联桥键数P0越小,焦油特征指数Xtar越大,对焦油生成过程越有利。     

粉煤热解产物焦粉的综合利用

根据陕北资源禀赋特点,粉煤中低温热解是适合陕北长焰煤特性的一种有效煤炭分质利用技术。研究表明：中低温热解产物焦粉的产率占70％左右,所蕴含的能量占80％左右。因此,从产率和能量的角度看,粉煤热解产物焦粉的综合利用应是煤炭中低温热解的重点。通过介绍6种焦粉利用方式,包括燃烧发电,气化,成浆,成型,高炉喷吹用煤,炭质吸附剂,提出了制定焦粉标准重要性,从而加速实现粉煤的清洁、高效、环保利用。     

微波场中低变质煤与油页岩的热解

采用微波加热技术对低变质煤与油页岩的共热解特性进行探讨,研究了不同配比混合物的热解产物产率及成分,并通过气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对液体产物的成分进行了分析.结果表明:微波热解过程中,适当配入低变质煤可提高焦油产率,增加热解气中可燃气体CO,CH4及H2的含量;微波热解共混物所得焦油成分主要是烃类(约50%～80%),其中烷烃和芳香烃居多(约40%～50%左右),其次是少量的以苯酚类为主的含氧化合物,而并未检测出含氮化合物,这一组成有利于焦油的进一步加氢处理.     

微波功率对低变质煤与塑料共热解焦油的影响

研究了微波场中低变质煤与塑料共热解时微波功率对焦油组成的影响.利用色谱-质谱联用仪(GC-MS)和傅立叶红外光谱仪(FT-IR)对焦油的组成进行了分析表征.结果表明,随着微波功率的增大,热解焦油呈现出轻质化趋势.当功率由480W增加到800W时,焦油中轻质油含量增加13.2%,重质油含量减少24.2%.焦油中烷烃类物质含量增加4.4%,烯烃含量增加9.1%,而芳香烃类物质含量减少14.6%.因此,微波功率对热解后焦油成分具有重要的影响.     

神府粉煤热解动力学及产物半焦研究

通过TG/DTG热分析仪,对不同升温速率下神府粉煤热解特性进行实验研究,利用扫描电镜(SEM)对不同升温速率下的产物半焦进行外貌表征,将粉煤热解过程分为三段,分别建立一级动力学模型。结果表明,随着升温速率的增加,粉煤热解失重率降低,当升温速率由10℃/min升高到30℃/min时,热解失重率由37. 0%降低到23. 02%;产物半焦具有丰富的孔隙结构,升温速率越大,热解产物半焦的孔径越大,且排列趋于规则化;由一级动力学模型结果可得,活化能和频率因子之间存在补偿效应。     

低阶煤热解増油技术的研究现状与趋势

煤热解及热解产物深加工是实现煤的清洁高效利用的有效途径,具有重要的理论和战略意义。结合煤热解最新研究动态,从煤热解机理出发,论述了提高煤焦油产量的5种因素,提出今后应加强煤热解增油技术开发及煤热解产品深加工,提高煤分质分级利用的附加值。     

Increasing Oil Technology Status and Trends of Low Rank Coal Pyrolysis

煤热解及热解产物深加工是实现煤的清洁高效利用的有效途径,具有重要的理论和战略意义。结合煤热解最新研究动态,从煤热解机理出发,论述了提高煤焦油产量的5种因素,提出今后应加强煤热解增油技术开发及煤热解产品深加工,提高煤分质分级利用的附加值。     

低阶煤热解制浆耦合技术探讨

国内已有十余种低阶煤热解提质技术处于建设、试运行阶段,然而提质固体产品(半焦)的大规模、高效率利用尚未取得实质性进展。介绍了我国低阶煤利用现状,分析了低阶煤及其热解半焦的性质,对低阶煤热解制浆耦合技术的工艺流程和工程进展进行了探讨。     

粉煤热解含尘干馏气除尘技术研发及应用

分析了粉煤热解工程放大过程中含尘干馏气高温气固分离现状;指出了含尘干馏气特点及其对高温除尘设备的基本要求;分析了现有除尘技术应用在含尘干馏气高温在线除尘领域的可能性;通过分析和对比,认为两种或者几种高温除尘手段的有机组合,会成为未来粉煤热解工艺中含尘干馏气除尘的发展趋势。     

劣质煤液化技术及其经济评价

劣质煤液化是目前煤炭利用技术领域的最前沿课题 ,它是在满足环保要求基础上的一种先进的煤炭利用技术。直接液化法是发展最快也是最具有发展前景的液化方法 ,其原料来源、技术需要都有较好的基础 ,产品成本几乎具有与石油相当的竞争能力     

粉煤气化工艺过程的模拟研究

借助Aspen Plus模拟软件,对粉煤加压气流床气化工艺进行研究。采用工业数据,对计算模型进行验证,发现计算结果与实际生产运行数据基本吻合,有效合成气最大相对误差不大于3%。研究表明,氧煤比和蒸汽煤比对气化性能的影响较大,随着蒸汽煤比的增加,有效气成分降低;随着氧煤比的增加,有效气含量存在最大值,同时冷煤气效率也存在最佳值。此外,气化温度随氧煤比的增加而增加,随蒸汽煤比的增加而降低。     

低水气比耐硫变换工艺在Shell粉煤气化制合成氨工艺中的应用

介绍了低水气比耐硫变换工艺首次在Shell粉煤加压气化制合成氨工艺中的应用情况。工业应用结果表明:选用QDB-04型耐硫变换催化剂,通过控制反应水气比和床层入口温度,可以较理想地控制变换一段的反应深度和床层的热点温度;第1段和第2段反应的水气比最高值不超过0.3,入口温度不超过250℃,床层的热点温度为360～380℃,各段出口CO指标分配合理,最终出口CO体积分数<0.60%,无甲烷化副反应发生。该装置运行一年多来,不仅操作平稳,而且节能效果显著。     

块煤中低温热解技术开发应用及研究方向

简述了目前国内外块煤中低温热解技术的开发及应用情况,主要介绍了我国3种内热式煤热解技术:神木三江SJ热解技术、陕西冶金设计研究院SH热解技术及鞍山热能院ZNZL热解技术的开发利用现状和特点。通过分析目前块煤中低温热解技术中存在的问题,指出了块煤中低温热解技术的研究方向。     

不同煤化度煤的热解动力学参数

用非等温热重分析对不同煤化度煤的热解动力学进行了研究，探讨了煤的热解活化能、热解特征温度与煤的挥发分、塑性温度之间的关系，并对结果作了解释。