气氛对依兰低阶煤流化床快速热解产物分布的影响

利用流化床快速热解反应器对依兰次烟煤快速热解进行了试验研究,分析了气氛条件对热解产物分布的影响。试验结果表明:热解气体产率随热解温度的升高而增加;热解焦油存在最大产率温度,在N_2,H_2,CO和CO_2气氛下对应的最大产率温度分别为670,650,720和700℃;与N_2气氛相比,H_2和CO气氛可提高焦油产率50%以上,CO_2气氛则仅在较高热解温度(650℃)下显著影响焦油产率;通过元素分析,热解气氛中H_2,CO_2和CO的存在可提高焦油的氢碳比,同时降低S和N元素的含量。     

粗煤气环境下褐煤热解过程中CH_4逸出规律研究

现对鄂尔多斯褐煤在粗煤气环境下快速热解气化过程中CH_4生成逸出规律进行研究。研究了温度、压力、气氛对CH_4生成特性的影响。在H_2/CO/N_2气氛下,CO歧化反应较CO甲烷化反应易进行;煤加压热解过程中CH_4总产量随温度升高而增大,700 ℃时达到最大,该变化规律主要受H_2/CO/N_2气氛中CO甲烷化反应控制。在H_2/CO_2/N_2混合气氛中,水煤气变换逆反应远比CO_2甲烷化反应容易进行,特别是在温度升至700 ℃后,前者反应CO_2转化率远远超过后者,煤热解CH_4总产量随着温度升高而增大,在800 ℃时达到最大,之后略有减少,该变化规律主要受水煤气变换的逆反应控制。实验表明,在粗煤气环境中,700 ℃是煤热解最佳反应温度。     

温度和低氧条件对成型生物质炭孔结构影响的实验研究

分别在400℃、500℃、600℃、700℃、800℃的热解终温和0、2%、4%、6%含氧量的热解气氛条件下制备成型生物质炭,通过扫描电镜、比表面积仪等测试手段对制得的成型生物质炭进行孔结构特性分析,研究了热解制备成型生物质炭时不同终温和不同含氧量的热解气氛对成型生物质炭孔隙结构的影响。结果表明,具有相同含氧量的热解气氛条件下,随着终温从400℃升高到800℃,比表面积先升高然后逐渐降低。从扫描电镜图中也可以发现终温在800℃时,大孔更易被观察到。在终温不变条件下,热解气氛的氧气体积分数从0上升到6%时,由于氧浓度增大,对热解产生了促进作用,加速热解反应,比表面积总体上升,微孔、中孔孔容积总体增加,但是在600～800℃时增加趋势放缓。说明在相同含氧量的热解气氛下,随终温升高,比表面积先增加后降低。相同终温下,随着热解气氛中含氧量的增加比表面积增加,而在较高终温和较高含氧量的热解气氛条件下,比表面积增加减慢,而比表面积的增加有利于加强成型生物质炭的吸附能力。     

循环流化床粉煤富氧气化技术中试研究

在百公斤级循环流化床粉煤富氧气化装置上连续运行131 h的中型实验研究表明,蒸汽虽有利于气化炉底部温度稳定和物料流化,但不利于煤气热值、碳转化率及冷煤气效率提高,在确保物料流化和温度稳定前提下,应尽量减少蒸汽用量;随着氧气体积分数增加,煤气的CO、H2和CH4等有效成分含量不断增加,煤气热值也不断升高,但升幅不断变小,纯氧气化时的煤气热值是空气气化时的2.85倍;而产气量、产气率、碳转化率和冷煤气效率却是先增加后降低,在氧气体积分数为24.3%时达到峰值,这表明低富氧体积分数用于合成煤气热值提高有较好的效果;另外,氧气体积分数的增加降低了装置的操作安全稳定性,易导致气化炉结焦停炉;综合表明,较低富氧气化更利于合成煤气热值的提高。     

东胜和Yallourn褐煤等温热解煤气的性质

以内蒙东胜褐煤和澳大利亚Yallourn褐煤为研究对象,应用红外光谱对其主要分子结构进行分析,并进行了等温热解实验.主要对比考察了等温热解温度对两种褐煤热解气组成、产量和热值的影响.结果表明,两种褐煤的脂肪烃类结构及含氧官能团比较多;随着等温热解温度的升高,CO和H2的含量(体积分数)增加,CO2的含量(体积分数)明显减少,热解气的产量和热值增加;东胜褐煤热解过程中获得的H2量较高,更适合作为热解制氢的原料.相同热解温度下,等温热解与程序升温相比,得到的煤气热值高,是一种比较有效的获得高热值的热解方法.     

生物质快速催化热解制氢的研究

在自制的固定床反应器上以水葫芦为原料进行快速催化热解制氢研究,考察了反应温度及4种催化剂（NaCl、Na2CO3、KOH和分子筛HZSM-5）在不同反应温度下对热解气产率、气体成分及Hz产率的影响。结果表明：无催化剂条件下,随着反应温度的升高．热解气产率、H2的体积分数及产率上升;催化剂的添加能够改变热解气中各成分的含量。除Na2CO3外,在其它3种催化剂作用下．H2的体积分数显著提高．CO2的体积分数显著下降．CO的体积分数有所下降。CH4的体积分数有所提高;另一方面,升高反应温度有助于提高催化剂的催化效果,不同催化剂的催化热解效果并不相同,其中NaCl、分子筛HZSM-5和KOH均能提高H2产率．达到催化热解制氢的目的,而Na2CO3的催化效果并不明显。     

低变质粉煤热解过程研究

在管式电炉上研究了碱房沟、王家沟、孙家岔煤热解过程中温度变化对其热解产物收率和性能的影响。研究结果表明,管式炉电加热25 min温度达到500℃左右,热解气体大量析出,且随温度的升高,煤样失重率、煤气收率呈递增趋势,焦油收率基本不变;加热终温为800℃时,除CO外三种煤热解气体成分变化趋势基本一致,这和煤样的组织结构有关。     

水煤浆热解特性及影响因素

水煤浆热解产物的分布、组成和产率对水煤浆的高效燃烧具有重要影响,同时水煤浆热解产生的H_2、CH_4、CO等气体有助于改善脱硝温度窗口,提高脱硝效率。采用高频加热炉对神木煤制成的水煤浆进行热解,测定并分析了热解气的产率和组成成分,探究了热解温度和加热速率对水煤浆热解特性的影响。结果表明,随着温度的升高,水煤浆的除水失重率持续增加,从700～1 200℃增加了约10%,挥发分和热解气体的产率继续增加,从0.50 L/g增加到0.73 L/g,说明水煤浆的热解程度逐渐增加。热解气体的组成主要是H_2、CO、CH_4和CO_2。随着温度的升高,总热解气体中H_2、CH_4、CO_2和CO总体积分数在700～900℃降低,在900～1 100℃保持稳定,1 100℃以上继续下降,从最初700℃时的90%下降到1 200℃时的78%,其中H_2、CO_2和CH_4体积分数呈阶梯式下降,而CO体积分数几乎不变,H_2体积分数下降最明显,约6.1%,而CH_4则下降了约4%,CO_2下降了2.6%左右。随着温度的升高,H_2、CO_2和CH_4产率先增加后减小,峰值出现在1 100℃左右,而CO产率则持续增加。升温速率也影响挥发物的产率,升温速率667℃/min的除水失重率比400℃/min高6%,但总体影响不大。研究结果为掌握水煤浆初级热解产物的形成特征提供了参考。     

CO2气氛对伊宁煤热解过程中酚分布的影响

以伊宁煤为原料,将其粉碎至5 mm～8 mm粒径置入固定床热解炉中,分别在N2和CO2两种气氛下程序升温至终温为500℃,600℃和700℃,收集热解产物并用GC-MS联用仪定量分析了焦油中的7种酚类化合物,对比分析了两种气氛下热解产物的分布,考察了CO2热解气氛对焦油及酚类化合物生成的影响.结果表明,CO2气氛能促进焦油的生成.700℃时,CO2气氛下煤热解生成总酚量为N2气氛下生成总酚量的1.3倍.两种气氛下总酚的生成量均随热解终温的升高而减少.CO2气氛还影响了酚类化合物中不同种类酚所占的比例,特别是二甲基苯酚在总酚中的比例不断增大,700℃达到最大,为7.66％.     

工业运行GSP气化炉数值模拟研究

对GSP气化炉内多相反应流场进行了数值模拟研究。计算结果表明:气化炉内为旋射流流场,颗粒沿着螺旋下降的迹线运行;炉内高温火焰区主要集中在气化炉中轴线上,从上至下,整体温度先升高后降低;火焰区域内CO和H2体积分数较低,而CO2和H2O体积分数相对较高。     

碳化法制备酚醛树脂基微滤碳膜

以高含碳热塑性酚醛树脂为原料,通过碳化制备了酚醛树脂基微滤碳膜,考察了碳化条件,包括碳化终温、升温速率、恒温时间和保护气流速对膜的平均孔径、孔径分布和气体透量的影响. 对碳膜进行了CO2活化处理,考察了活化条件对碳膜性能的影响. 用热重分析考察了碳膜碳化失重,用泡点法测量了其孔径分布. 实验结果表明,随着碳化终温的升高,碳膜的平均孔径和气体透量均减小,当碳化终温从650℃升高到950℃时,碳膜的平均孔径从0.61 mm下降到0.54 mm,气体透量从1.84′10-5 mol/(m2×s×Pa)下降到1.14′10-5 mol/(m2×s×Pa). 350℃碳化温度得到的碳膜爆破强度最低,随着碳化温度的升高爆破强度增加. 升温速率、恒温时间和保护气流速对碳膜性能影响不大. 活化导致膜孔径变大,当CO2浓度从12.5%增加到50%时,碳膜的平均孔径从1.54 mm增大到1.96 mm,气体透量从7.0′10-5 mol/(m2×s×Pa)增大到1.68′10-4 mol/(m2×s×Pa).     

胜利褐煤快速热解特性

为考察热解温度对热解产物品质及挥发分残留的影响,在10 kg/h自制褐煤快速热解提质试验设备上,以胜利褐煤为试验原料,考察了400~900℃热解提质温度对热解产物产率、气体产物组成、半焦微观结构以及残余挥发分的影响。结果表明,随着热解温度的升高,半焦产率逐渐降低,气体产率升高,焦油的产率先升高后降低,700℃时焦油产率最大;热解气体中的CO_2随着热解温度的升高逐渐降低,H_2和CO含量随着热解温度的升高而增加;随着热解温度的升高,挥发分不断释放导致半焦含氧官能团以及高活性的小的缩合芳环减少;热解温度≥700℃,半焦残留的挥发分较低,固定碳较多,基本满足电石用焦的要求。     

污泥与麦秸共热解制备吸附剂的研究

利用外热式固定床反应器,在400～700℃范围内对脱水污泥和麦秸的混合物进行共热解,研究了热解条件对炭粉吸附特性的影响。实验结果表明：在相同的秸秆掺混比下,400℃制得的含炭吸附剂的碘吸附值最高,在406.6～542.1 mg/g之间;孔径分布较宽,以中孔为主,微孔和比表面积较小。总孔容积随热解温度的升高而增大,700℃热解的纯污泥总孔容积最大,达到0.223 6 mL/g,中孔占71.9%。污泥与秸秆以5∶5的混合比例热解后所得固体吸附剂总孔容有所下降,但孔径分布集中,中孔含量达到81.1%,大孔含量高达18.9%。     

煤与油页岩热预处理特性及对热解的影响

对比研究了神木煤和桦甸油页岩在150~400℃热预处理时的孔隙变化和挥发分析出规律以及热预处理对后续慢速升温热解反应产物的影响。结果表明,热预处理显著增加了油页岩的孔隙结构,其比表面积提高4倍、孔体积提高5倍以上,而神木煤的孔隙结构则减少了,特别是孔径大于1 nm的孔体积减少了近60%、比表面积减少了近80%,而其1 nm以下的孔则相对稳定,孔体积和比表面积分别只减少了10%左右。低于400℃时热预处理过程中除脱去吸附水外,其他挥发分也有一定析出,并以CO₂为主,另有少量CO,但挥发分总失重量不超过5%。固定床慢速升温热解研究表明,经热预处理后,油页岩的油产率最高提高了22.7%,而水和气的产率则相应降低,气体中CH₄增加而H₂降低。热预处理对煤的热解油产率影响不明显,但热解水产率降低而热解气产率增加且其中CH₄增多而H₂降少。     

电石渣动态煅烧及烧结过程的微观结构分析

利用管式电炉、X射线衍射仪、压汞仪和SEM扫描电镜研究了电石渣在1200℃高温下动态煅烧及烧结过程中的微观结构变化.发现电石渣主要由含量大于80%的Ca (OH)₂以及少量CaCO₃、α-SiO₂和α-Fe₂O₃晶相组成,高温煅烧后其主要晶相变成CaO.在1200℃下煅烧及烧结过程中,随时间增加电石渣的平均孔径逐渐增大,比表面积逐渐减少,总孔容积先增大后减少.高温长时间烧结后,电石渣表面由许多膨胀变形的类哑铃形CaO晶粒结构组成,且大小均匀、排列有序、边界明显.     

热解温度对生物质和煤成焦特性的影响

以麦秆、橡树木屑和华亭烟煤为原料,研究热解产物的理化特性并讨论燃料种类和热解温度对其的影响.采用BET、SEM-EDS、XRD和TGA对其进行分析表征.结果表明:在600~1 000 ℃的温度范围内,煤焦的比表面积和孔隙容积随热解温度增加而增大,而木屑焦的变化不明显,麦秆焦在800 ℃时比表面积和孔隙容积最大,更高温度则发生烧结;焦样中C元素含量随热解温度升高而增加,而H元素和O元素随之降低,麦秆焦的着火特性优于木屑焦和煤焦.木屑焦和煤焦的着火特性随热解温度升高而变差,而麦秆焦在800 ℃具有最佳的着火特性.     

煤快速热解固相和气相产物生成规律

利用能有效避免二次转化反应的高频炉热解装置对3种不同变质程度的煤进行了600～1200℃条件下的快速热解,考察了在煤热解最初阶段焦产率、焦-C产率、热解气产率、热解气4种主要组分H₂、CO、CH₄和CO₂的比例以及热解气热值随煤阶和热解温度的变化规律。结果表明,焦的产率和焦-C的产率均随煤阶的升高而升高,热解气的产率随煤阶的升高而降低;热解温度的提高能显著降低煤焦和焦-C的产率并提高热解气的产率。热解气组分以H₂相似文献   

煤拔头中低温快速热解烟煤半焦的孔隙结构

利用喷动载流床模拟煤拔头工艺,在550, 650, 750和850℃热解温度下对大同烟煤进行热解得到拔头半焦. 采用氮吸附法对该烟煤及其半焦的孔隙结构进行了研究. 结果表明,拔头半焦的孔隙发达度都弱于原煤;由低到高4个热解温度下挥发分析出率(Y)依次为7.89%, 21.79%, 22.12%, 39.33%,中孔尺寸随Y增加而减小,微孔和大孔尺寸及总孔体积和总孔比表面积基本随Y增加而增加;550℃时挥发分的析出对孔隙结构的发展无明显有利影响. 从原煤到半焦(热解温度由低到高),样品满足BET吸附等温式的相对压力范围依次为0.101~0.351, 0.093~0.201, 0.072~0.152, 0.032~0.053, 0.058~0.108,BET比表面积与NLDFT总孔比表面积变化趋势一致.     

基于FTIR分析的稻草热解机理

The pyrolysis mechanism of rice straw (RS) was investigated using a tube reactor with Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and thermogravimetric analyzer. The results show that the maximum pyrolysis rate increases with increasing heating rate and the corresponding temperature also increases. The three-pseudocomponent model could describe the pyrolysis behavior of rice straw accurately. The main pyrolysis gas products are H2O, CO2, CO, CH4, HCHO (formaldehyde), HCOOH (formic acid), CH3OH (methanol), C6H5OH (phenol), etc. The releasing of H2O, CO2, CO and CH4 mainly focuses at 220-400°C. The H2O formation process is separated into two stages corresponding to the evaporation of free water and the formation of primary volatiles. The release of CO2 first increases with increasing temperature and gets the maximum at 309°C. The releasing behavior of CO is similar to H2O and CO2 between 200 and 400°C. The production of CH4 happens, compared to CO2 and CO, at higher temperatures of 275-400°C with the maximum at 309°C. When the temperature exceeds 200°C, hydroxyl and aliphatic C H groups decrease significantly, while C O, olefinic C C bonds and ether structures increase first in the chars and then the aromatic structure develops with rising temperature. Above 500°C, the material becomes increasingly more aromatic and the ether groups decreases with an increase of temperature. The aromatization process starts at ≈350°C and continues to higher temperatures.