小粒径低阶煤热解油尘分离问题分析

分析了小粒径低阶煤热解过程中高温热解气含尘量大的原因及含尘热解气的体系特性,对比了各除尘技术在低阶煤热解领域的应用情况,认为从热解源头控制并衔接耦合的除尘工艺可有效解决热解工艺油尘分离的问题,并建议加强含尘热解气体系高温物性、低阶煤定向热解、焦油轻质化、扬尘除尘机理等基础研究以支撑相关技术的研发。抑尘、降尘、除尘结合的多段减尘工艺已显示良好的应用前景。     

陕煤集团低阶煤分质利用绿色低碳发展研究

低阶煤是煤炭清洁高效利用的一条重要路径。介绍了陕煤集团在低阶煤分质利用方面所取得的关键核心技术成果,重点阐述了陕煤集团新型直立炉热解技术、小粒煤热解工艺、粉煤热解工艺、煤焦油制芳烃及特种油品制备技术、半焦利用技术、热解煤气利用技术等关键技术及其应用进展：新型直立炉热解技术实现了粉煤、小粒煤、块煤的综合热解提质,热解效率大幅提升;自主研发的低阶粉煤气固热载体双循环快速热解技术(SM-SP)使粉煤与热载体能充分混合接触并快速反应实现煤的热解;自主研发的煤焦油全馏分加氢多产中间馏分油技术(FTH),解决了低温煤焦油沥青难以加氢转化的世界性难题,为煤焦油全馏分加氢产业化打下了坚实的基础。最后,提出陕煤集团低阶煤分质清洁高效利用中长期发展目标。     

低阶煤微波辅助热提质研究进展

微波热处理技术具有快速均匀、选择性加热和操作灵活、安全环保的优势,为实现低阶煤的清洁高效利用提供了新途径。从低阶煤的微波辅助干燥提质和热解提质出发,综述了低阶煤对微波的介电响应特性,梳理了影响低阶煤微波干燥提质过程的因素,阐述了微波干燥提质对低阶煤品质和理化性质的作用规律,不同工艺条件对低阶煤微波热解提质的影响以及引入吸波剂和催化剂对强化低阶煤微波热解提质的作用特性。结果表明:低阶煤中的水分和矿物含量是影响其介电损耗能力的主要因素,内在水分对微波的快速响应有利于实现微波对低阶煤的快速干燥提质。微波加热干燥有效提升了低阶煤固定碳含量和燃烧热值,内在水分被优先加热发生快速迁移可促进孔隙结构形成进而增强了其可磨性,极性含氧官能团在微波诱导下易发生分解有助于抑制低阶煤的自燃倾向。相比常规热解,微波辅助低阶煤热解提质表现出加热速率快、热解效率高、焦油轻质组分丰富以及合成气产量高的优势。微波功率、辐射时间、热解终温和反应气氛是影响低阶煤微波热解提质的主要因素,基于目标导向的热解工艺参数优化是实现低阶煤高效分级分质利用的核心。利用吸波剂和催化剂充分强化低阶煤微波热解提质,有利于提高微波能利用率、加深煤热解程度、定向调控产物分布以及改善热解产物品质。此外,微波辅助低阶煤和生物质、油页岩和废塑料等富氢物质进行共热解,能够增强焦油向轻质化的转变以及提升有效气体收率,是实现低阶煤清洁高效梯级利用的重要发展方向。     

反应器改进对煤热解工艺的影响及其研究现状

基于低阶煤热解工艺普遍存在焦油收率低、焦油中重质组分含量高等问题,对热解反应器的改进有利于定向调控焦油产率的热解技术开发,因而很有必要对煤热解反应器的分类及其应用、新型煤热解反应器的研究现状进行分析研究。概述了移动床、流化床、气流床以及回转窑等4种常规热解反应器的基本特征,揭示不同类型反应器对热解工艺中煤粉粒度、热载体及热解过程的影响,并对不同类型反应器的代表性热解工艺及其特点进行总结。根据反应器内增设内构件可提高传热效率及调控热解反应过程、分段设置反应器可减少热解二次反应及提高焦油产率、多种类型反应器耦合能够提高转化效率等研究成果,提出热解反应器开发的重点方向在于反应器内增设内构件、分段设置反应器以及多种类型反应器耦合。     

煤催化热解技术研究进展

基于低温热解以及催化热解方式可以实现低阶煤的高效利用,阐述了用于煤催化热解的催化剂种类及其催化机理;总结了催化热解应用研究过程中催化剂的选择依据;根据催化剂在煤中分散程度和负载方式不同,介绍了目前煤催化热解工艺中ICHP工艺、多段加氢热工艺、流化床热解工艺、逆流式煤催化热解工艺的特点。最后根据煤热解以及催化热解的特点,提出催化热解的研究重点在于煤分级转化技术的过程调控原理和催化剂定向制备原理。     

低阶煤热解关键技术问题分析及研究进展

针对低阶煤热解工业化进程中面临焦油品质差、粉尘夹带严重、油尘难分离等技术瓶颈,从焦油收率和品质调控、粉尘控制与除尘技术的角度分析了其原因,综述了相关的研究进展及技术应用情况。热解新工艺的开发要充分考虑催化热解、富氢气氛和二次反应调控等工艺的结合与应用,研发催化热解—催化气化或燃烧耦合一体化技术以实现催化剂的循环、低成本利用;优先选用源头控尘热解工艺,尽可能抑制粉尘的产生和实现反应器内高效控尘,减轻后续的净化分离负荷;高温气固分离应加强颗粒床除尘、高温静电除尘、高温洗涤除尘等技术的研发,并尽可能避免长流程除尘工艺,提高系统的可靠性。     

内热式滚动床对神木长焰煤热解提油性能的研究

研究了神木长焰煤在内热式滚动床内的热解性能。实验表明,滚动床内的轴向温度分布有利于低阶煤的热解提油。在加热燃气低热值为17 890 kJ/m³,热解温度为650 ℃时,原料煤的热解焦油产率达到8.52%,为葛金焦油产率的75.59%。随热解温度的增加,焦油中脂肪族和芳香族含量有所提高,而极性化合物含量有所降低。在热解温度650 ℃时,脂肪族和芳香族含量分别为22.6%和39.5%,极性物含量为32.7%。     

我国低阶煤转化利用的技术进展与发展方向

阐述了我国低阶煤资源的主要煤质特点,从低阶煤提质、以低阶煤为主原料的新型煤气化、低阶煤制清洁燃料及化学品、煤基转化多联产技术系统等方面详细介绍了低阶煤转化利用的主要技术及其工程化示范进展,并探讨了煤转化技术存在的主要问题及今后重点的突破方向。新型煤转化技术的研发和推广可提高我国低阶煤资源的利用效率,保障我国紧缺的液体燃料和化学品的生产,起到优化我国能源结构、保障国家能源战略安全的重要作用。     

陕煤化集团“气化-低阶煤热解一体化技术工业试验”通过鉴定

<正>7月12日,由陕煤化集团和北京柯林斯达科技发展公司共同研发的"气化-低阶煤热解一体化技术(CGPS)工业试验"在北京通过了由中国石化联合会组织的科技成果鉴定。专家组认定:该技术推进了低阶煤定向热解制高品质焦油与煤气技术研发进程,属国际首创、居领先地位。建议进一步加强基础研究、优化工艺路径和工艺条件、提高产品工艺指标,尽快实现工业化运行,为大规模工业化推     

CeO_2对低阶煤热解产物分布的影响研究

用管式炉研究了稀土氧化物Ce O2与低阶煤机械混匀后的热解产物分布,考察了在低温热解条件下Ce O2对低阶煤热解产物分布的影响。结果表明:同一升温速率、不同终温下,Ce O2对热解产物焦油产率有催化作用;对于热解产物半焦及煤气无催化作用,热解终温是影响其产率分布的主要因素,但稀土Ce O2能使半焦形成更多的孔隙,使热解煤气提前释放出来。     

低温热解对低阶煤表面疏水性的影响机制及半焦可浮性分析

低阶煤泥表面疏水性差,难以通过常规浮选实现高效分选提质。此外,低阶煤与氧气反应活性高,易发生自燃,但由于煤层或煤堆内部氧气含量低,其主要还是以受高温烘烤作用(类似于低温热解环境氛围)为主,而低温热解转化已逐渐成为低阶煤高效利用的途径之一。因此,探究低温热解对低阶煤表面疏水性的影响,并揭示热解固体产物半焦的可浮性变化规律,对低阶煤的高效合理利用具有指导意义。以不黏煤为研究对象,采用热重分析仪(TGA)描绘煤样热解过程中的失重特性;气相/液相色谱(GC/LC)检测热解过程中挥发性产物的组成;X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电镜(SEM)表征热解前后煤样表面官能团和微观形貌的变化规律;诱导时间测定仪和单元浮选试验分析煤样热解前后疏水性和可浮性的变化情况。结果表明:煤样经低温热解后失重明显,大量挥发性组分(氢气、甲烷等气态产物,苯酚为主的液态产物)逸出,直接导致煤表面亲水性含氧官能团含量相对减少,疏水性官能团含量相对增加;热解半焦表面孔隙、裂痕显著增加,粗糙度增大;与原煤相比,热解半焦诱导时间显著缩短,浮选产率明显增高。低温热解增强了不黏煤表面的疏水性,提升了浮选回收率,从而促进了低阶煤"低温热解转化-半焦浮选提质"联合工艺的发展。     

多层流化床低阶煤分级热解提高焦油品质研究

为提高低阶煤热解焦油品质,提出了上部煤分级热解和下部半焦气化耦合的多层流化床低阶煤热解新工艺,在实验室多层溢流管式流化床中研究了操作模式(流化床层数分别为单层、双层、三层)、过量氧气系数、水蒸气煤比(质量比)等因素对热解产物产率和焦油品质的影响。结果表明:氧气和水蒸气作为气化剂可促进多环芳烃的裂解;高温区产生的重质焦油在经过上部床层时与热态半焦接触,在半焦催化作用下发生催化重整反应可提高焦油品质;随着流化床层数从单层增加到三层,热解气体和焦油产率增加,半焦产率下降,焦油的组分明显减少,焦油中轻油的产率逐渐增加,而酚油和洗油产率下降;轻油与酚油质量分数之和在流化床层数为三层时达到了99.49%。因此,通过多层流化床热解低阶煤可以获得轻质组分含量较高的焦油。     

基于温和热解的低阶煤热解半焦成浆性能研究

为研究半焦成浆性能的影响因素,模拟工业生产中煤炭热解外热式直立炭化炉,组装煤炭低温热解实验装置对低阶煤进行热解。用煤的成浆实验法研究温和热解条件(400~800℃)下低阶煤热解半焦的成浆性能及其影响因素,并用Origin软件建立低阶煤热解半焦成浆性能数学模型。结果表明:热解条件对不同煤种热解半焦的成浆性能的影响存在差异。半焦的空气干燥基水分Mad,sc与其成浆性能呈明显的负相关关系,是影响半焦成浆性能的关键因素;半焦挥发分、C/H与其成浆性能总体上呈负相关关系,是影响半焦成浆性能的次要因素。拟合得到低阶煤热解半焦成浆性能的数学模型,其复相关系数R=0.905 7。通过云南褐煤、甘肃长焰煤、新疆褐煤热解半焦成浆性能试验,验证了上述低阶煤热解半焦成浆性能数学模型的正确性。     

低阶煤与秸秆共热解产物特性研究

利用管式热解炉对低阶煤与秸秆的共热解特性进行了研究,配置不同比例的煤与秸秆的混合物,考察N_2下不同比例混合物对其热解产物分布的影响,利用热分析仪对煤与秸秆共热解的活化能进行了计算。试验结果表明,低阶煤与秸秆混合物共热解可以降低反应的活化能,并促进了挥发分的生成,二者共热解存在协同作用。     

低阶煤干燥技术的发展

我国低阶煤储量大,与高变质程度的煤炭相比,低阶煤含水量和挥发分含量高,灰分相对较低。当低阶煤含水量较高时,发热量低,脱水是提高其利用价值的重要手段。分析了蒸发干燥与非蒸发干燥工艺,比较了各工艺的操作流程及特点。最后对我国低阶煤干燥技术的未来发展进行探讨,以期实现低阶煤的高效利用。     

3种低阶煤热解半焦CO_2反应性的研究

分析了３种低阶煤热解半焦ＣＯ２反应性与热解温度、反应温度的变化关系，分析计算了半焦ＣＯ２反应动力学参数。     

3种低阶煤热解半焦CO2反应的研究

分析了３种低阶煤热解半焦ＣＯ２反应性与热解温度、反应温度的变化关系，分析计算了半焦ＣＯ２反应动力学参数。     

低阶粉煤热解半焦规模化利用技术研究进展

半焦在低阶粉煤热解产品中所占比重最高,因此低阶粉煤热解工业化、商业化的推进必须实现半焦粉的规模化利用。针对目前低阶粉煤热解所产生半焦的基本特性及其主要利用途径,分析半焦在燃烧、气化、高炉喷吹等方面利用的技术问题及其研究、应用进展情况,指出半焦的燃烧特性、气化反应性、成浆性等基本性质跟原煤品质及热解工艺条件有直接关系。在研发相关半焦规模化利用关键技术的同时,低阶粉煤热解应根据半焦转化市场的需要调控半焦指标,平衡各产品产率及质量之间的关系,并匹配半焦转化下游工艺,推进低阶煤大规模热解及半焦粉规模化转化进程。     

陕西煤业化工集团煤化工产业高质量发展研究

“双碳”目标下,我国煤化工产业面临巨大挑战。介绍了陕西煤业化工集团及其煤化工产业的发展概况,阐述了煤化工产业面临的主要挑战与发展方向,提出低阶煤分质利用的科学理念,并介绍了该集团在低阶煤分质清洁高效利用领域的实践探索;立足集团煤化工板块最核心的低阶煤清洁高效利用领域,阐释了相关发展思路和重点任务。认为首先要坚持创新引领,加快成熟技术的转型升级,大力推动榆林地区煤炭转化利用产业转型升级;其次要全力推进示范工程建设,努力打造煤化工高端化、多元化、低碳化发展样板工程;第三要开展粉煤热解与电站锅炉耦合工业化示范,推动低阶煤燃烧前先提油气的高效利用方式;第四要加强与新能源耦合发展,构建完整的低阶煤分质清洁高效转化技术开发和产业发展体系;第五要推动建设国家级富油煤分质清洁高效转化基地。     

不同镜惰比低阶煤的结构特征及其热解行为

热解是煤液化、气化等洁净煤技术的基础，尤其是对于低阶煤的利用上。为进一步研究低阶煤的热解特征，以一系列不同镜惰比赵家庄(ZJZ)、马蹄罕(MTH)、豆塔(DT)煤(V/I分别为0.1、0.76、1.76)为研究对象，采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)与X射线衍射(XRD)技术分析样品的化学结构；通过热重-质谱(TG-MS)联用技术，检查了样品在30～900℃的热解过程及其气体逸出行为。结果表明：不同镜惰比低阶煤中的化学结构含量有较大差异，与富惰质组ZJZ煤相比，富镜质组煤有着相对丰富的脂肪族结构，长脂肪侧链，以及含氧官能团，尤其DT煤中含有丰富的C—O。相应的芳香结构含量随着镜惰比增加而减少。同时，随着煤中镜惰比增加，芳香层片间距d002、横向延展度与纵向堆砌高度之比(La/Lc)增大，芳香层堆砌高度Lc、芳香层尺寸La以及堆砌层数N减小。DT、MTH、ZJZ煤在热解中失重量依次为36.4%、32.2%、28.9%，随着镜惰比降低，最终热解气态产物产率以及最大热解速率相应降低。在热解过程中有H₂、H₂O、CH₄、CO、C...