温度对小龙潭褐煤流化床热解产物影响的试验研究

在改进热解产物收集方法的基础上,在内径为32 mm的流化床热解试验台上进行了温度对小龙潭褐煤热解产物影响的试验研究.结果表明:当反应温度从550℃升到750℃时,半焦产率从51%降到40%,煤气产率从14%升高到26%;焦油和热解水产率随着温度的升高先增大后减小,在650℃左右时达到最大值,分别为8%和14%;H2、CH4、CO的产率和在热解煤气中的体积分数都有明显的增加,而CO2体积分数却大幅下降,热解煤气的低位热值从10 MJ/m3上升为13MJ/m3;热解过程中的氮、硫析出率分别从33%、51%上升为60%和63%.     

气体停留时间对流化床褐煤热解产物的影响

在小型流化床热解反应器上,以小龙潭褐煤为热解原料,通过控制二次热解段尺寸和加热条件,研究不同热解温度(500~800℃)和热解气停留时间(5.5~18.7 s)对煤热解挥发产物产率及组分的影响。通过增加管径和增加长度控制气体停留时间,在各个温度下,均会出现焦油产率的下降,气体产率的上升,焦油气相二次反应更为明显。焦油中轻质组分的含量增加,其中苯、二甲苯及多环芳烃含量在较长停留时间下的增加明显,酚类及脂肪烃含量有所下降。焦油发生裂解、缩聚、加氢等二次反应,CO_2、CO等主要煤气组分均有所上升,并随温度的升高更为明显。     

淮南烟煤煤灰对煤热解的影响

采用小型管式炉装置,研究了淮南烟煤煤灰及其矿物组分SiO_2、Fe_2O_3和CaSO_4对淮南烟煤热解产物产率和煤气成分的影响.结果表明,添加淮南烟煤煤灰,在高温时煤气产率有所增加,而半焦产率有所降低;在本试验研究的整个温度范围内,焦油产率被抑制,而热解水产率则有所增加,CO含量下降,CO_2含量增加;在较高温时煤气中H_2含量有所降低,这些影响归因于淮南烟煤煤灰所含矿物组分Fe_2O_3和CaSO_4参与了某些化学反应以及Fe_2O_3的催化作用     

水煤浆快速热解特性及影响因素研究

为研究水煤浆（CWS）的快速热解特性,利用高频加热炉,以神木煤作为CWS制作原料,开展快速热解实验,并与慢速热解实验结果作对比,分析了热解气的释放规律（产率、组分及比例等）及热解特性与反应温度、加热速率、停留时间之间的关系。结果表明：热解气以H2、CO、CH4和CO2成分为主;在高于1 000 ℃和较长的反应时间下进行快速热解,有利于生成高体积分数和高产率的还原性气体;快速热解条件下,随着温度的升高,H2和CO的产率持续增加（H2的产率增加了约0.45 L/g, CO的产率增加了约0.14 L/g）,而CH4的产率先上升后下降（在900 ℃时产率最高为0.12 L/g）,CO2产率在低温段有些许上升之后几乎没有明显变化（只增加了约0.03 L/g）;快速热解条件下,H2和CO的相对体积分数随着温度的升高而持续增加（分别增加了约45%和5%）,CH4和CO2的体积分数则随温度的升高而下降（CH4下降约35%,较为剧烈,而CO2则下降了约10%~20%）;在慢速热解时,H2,CO2和CH4的产率会随着最终温度的增加,呈先上升后下降的趋势（最高点在约1 100 ℃）,CO产率则呈上升趋势;慢速热解阶段H2和CO2的相对体积分数随着温度的增加略有变化（CH4则下降了3%）, CO增加约5%。     

300MW烟煤/高炉煤气混燃锅炉掺烧褐煤燃烧特性的数值模拟及经济性分析

对某300MW烟煤/高炉煤气混燃锅炉掺烧褐煤的燃烧特性进行数值模拟和经济性分析,分析了褐煤完全取代烟煤、部分掺烧褐煤和不同高炉煤气掺烧比例等因素对炉内温度场和CO摩尔分数分布的影响.结果表明:褐煤完全取代烟煤后,炉内温度显著降低而炉膛出口烟气温度明显升高,影响了锅炉运行的安全性;褐煤取代部分烟煤后,随着褐煤掺烧比例的增大,炉内温度逐渐下降,炉膛出口烟气温度升高但CO摩尔分数变化不大;在褐煤掺烧比例一定时,随着高炉煤气掺烧比例的增大,炉膛最高温度明显降低且炉膛出口温度升高,CO摩尔分数的峰值逐渐减小;纯烧烟煤的发电成本为117 090元/h,当掺烧40%褐煤和20%高炉煤气时,发电成本降为80 107元/h,发电成本比纯烧烟煤降低了31.59%.     

高体积分数CO_2气氛下NO-煤焦反应特性

以李家塔烟煤和锦界烟煤煤焦为研究对象,利用固定床反应器系统,研究了高体积分数CO2气氛下煤焦异相还原NO的反应特性,分析了反应气氛、CO2体积分数、O2体积分数、NO初始体积分数和热解温度等对煤焦还原NO的影响.结果表明:反应气氛中高体积分数CO2的存在不利于煤焦还原NO,且CO2体积分数越大,越不利于NO还原;当反应温度较低时,反应气氛中O2对煤焦还原NO具有一定的促进作用,但当反应温度较高时则不利于NO还原;随着NO初始体积分数增大,NO还原率降低;随着热解温度的升高,煤焦还原NO的能力下降.     

淮南烟煤热解及焦油析出特性

采用热重-傅里叶变换红外光谱(TG-FTIR)联用和固定床反应器研究了惰性气氛下不同粒径、升温速率和热解温度条件下淮南烟煤热解特性.热解析出焦油采用柱层析分离成脂肪烃、芳烃、非烃和沥青质,结合气相色谱-质谱(GC-MS)联用分析.结果表明,粒径的增加导致煤热解失重量减少;升温速率的提高使峰值温度和燃尽温度均有所增加;随热解温度升高,半焦产率减小,气体产率增加,焦油产率先增大后减小,温度的升高导致焦油的二次反应,焦油族组成发生变化,脂肪烃和非烃减少,芳烃增加;焦油主要组分包含C16~C30直链烷烃,二环、三环、四环芳烃及其衍生物,以及各种酚类、酯类、喹啉等物质.     

氧化铁对煤流化床热解特性影响的实验研究

为了分析Fe_2O_3对煤热解特性的影响,以准格尔烟煤为原料,在小型流化床反应器上,温度范围为500～800℃内,对添加Fe_2O_3质量分数分别为0%、5%、10%、20%的煤样进行热解,并对其热解产物产率和气体组分进行分析。结果表明:Fe_2O_3在整个温度范围内会明显降低焦油产率,却促进热解水的产生。Fe_2O_3对半焦和气体的影响特性与温度有关:在低温区,Fe_2O_3会催化胶质体的芳构化作用和缩聚反应,抑制胶质体的裂解反应,从而增加半焦产率,减小挥发分(热解气体和焦油)产率;而在高温区,半焦会和Fe_2O_3发生反应,使得CO和CO_2产率上升;另外,Fe_2O_3会明显改变热解气组分。温度较低时,Fe_2O_3会促进煤中的含氧自由基重新结合,抑制CO和CO_2的生成,随着温度的升高,Fe_2O_3与多种还原性气体(CO、H_2、CH_4)发生氧化还原反应,多种反应竞争下,使得Fe_2O_3对各气体的促进程度不同。     

竹屑热解过程及产物特征研究

以竹屑为原料,选择250~950℃温度范围,在小型固定床反应器上探究竹材热解过程及产物特征。研究发现:随着热解温度的升高,固体焦炭产率减小,气体产率规律与之相反,液体产率先增后减,且在450℃时达到最大(52.28%)。固体焦炭中化学官能团的种类随温度的升高逐渐减少,含量随之减小,650℃之后除苯环结构外,基本无其他官能团,说明竹屑热解主要发生在650℃之前。在较低温度下,热解油中以呋喃类、醛酮类、酚类等含氧化合物为主,气体产物中主要以CO、CO_2为主,当温度超过750℃后,热解油以萘、苊等多环芳烃为主要含量,由于挥发分的二次裂解加剧,使CO和H_2体积分数增大,CH_4比例随温度变化缓慢。     

CaO对煤热解的影响

采用小型管式炉装置,研究了CaO对神华煤热解产物产率和煤气成分的影响.结果表明:CaO能促进半焦中某些大分子结构分解产生小分子的气体,从而导致煤气产率上升,而半焦产率下降.CaO还能够催化焦油的裂解反应,进一步使得热解产物中煤气产率上升,而焦油产率下降.在整个实验温度范围内,CaO会吸收热解煤气中的CO_2生成CaCO_3,导致CO_2产率下降.CaO能够催化焦油中含氧官能团的分解以及烷基侧链的断裂,从而会提高CO以及轻质烃类气体的产率. CaO还能提高H2产率,并使得热解水产率略有下降.     

玉米秸秆热解特性及其动力学研究

用热重分析方法研究了玉米全秸秆、秸皮和玉米叶的热解失重过程和热解特性.结果表明:3种原料的热解过程相似,分为预热解、主热解和碳化3个阶段,且均在340C左右达到最大失重速率;玉米全秸秆的热解特征指数最大,挥发分析出特性最好,其次是秸皮和玉米叶;采用不同反应级数n进行动力学拟合发现:n=2时的热解动力学拟合效果较n=1好,同时玉米全秸秆的动力学参数均最大,玉米叶最小,即全秸秆需要最多的热量才可以热解,但开始热解后其热解过程也相对更容易进行.     

超细褐煤粉的热解特性及其热解机理

在利用热重法判断热解反应机理时,传统方法很难确切推断反应的机理。为此,从热解曲线和动力学方程出发,运用双外推法,得到了平均颗粒粒度为10．68μm元宝山褐煤热解低温段部分的机理为Anti-Jander三维扩散方程;同时对元宝山褐煤不同粒度煤样的热解特性进行了研究,析了升温速率和颗粒粒度对煤粉热解特性的影响。     

Pyrolysis of white pine

Pyrolysis of white pine wood has been studied in thin samples (1.6 mm thick slabs) exposed in an oven at 199–365°C and in thick samples (8–50 mm diam branch segments) exposed in a wind tunnel at 365–525°C and 3–18 m/s wind speed. In the limit case of sufficiently low temperatures and thin samples, the mass-loss rate is kinetically controlled. The kinetics is effectively first order. Mass-loss histories of thin samples above 150–200°C are divided into a short initial period with high rate coefficient, a long middle period with medium rate coefficient, and a final indefinitely long period with very low rate coefficient. Energies of activation $\text{E}\text{R}\text{= 13.3}\text{kK}$ at 93–200°C and 16.3 kK at 200–365°C are inferred. Evidence is given that in thick samples at low temperatures pyrolysis and heat transfer are not very strongly coupled, mass loss being fairly well predicted by first calculating temperature fields as in the case of no chemcial reaction and then computing pyrolysis rates from the kinetic results with due allowance for temperature variation.     

热解温度和时间对煤热解过程中汞析出的影响

采用国际通用的Ontario-Hydro法,对150目的煤粉在氮气气氛下不同热解温度和时间下进行的热解研究,测试结果表明：汞总释放率随时间呈现递增趋势,热解时间对汞的形态分布影响很小。汞总释放率随着温度的升高几乎呈线性关系增长,而且随着热解温度的升高,元素汞占总汞的比例先变大再变小。元素汞在热解过程中始终是气态汞的主要形态。不同的煤种对汞释放率有影响,变质程度较低的兖州煤汞的释放率较低,变质程度较高的大同和神华煤的释放率相对较高。     

Pyrolysis rates of biomass materials

A method is proposed by which pyrolysis rates of biomass materials can be predicted from the species compositions in terms of the basic constituents (cellulose, hemicellulose and lignin) and their individual kinetic parameters. The activation energies, frequency factors and reaction orders for cellulose, hemicellulose and lignin have been determined in a conventional manner. The measured rates of pyrolysis of different biomass species (hazelnut, wood, olive husk and rice husk) compare well with literature data.     

Pyrolysis of large wood samples

The kinetics of pyrolysis of large wood samples—up to 27 mm—has been studied by isothermal thermogravimetric analysis. Rate of weight loss can be represented by a first order Arrhenius-type equation, with an activation energy of 125 kJ/mole. The temperature inside the wood sample is given by integration of the Fourier law, in which the thermal diffusivity is temperature- and conversion-dependent. This simple model enables one to predict the time needed to achieve pyrolysis of a large wood sample.     

Structural Analysis of Pyrolysis Products From Pyrolysis of Hazelnut (Corylus Avellana L.) Bagasse

Fixed-bed pyrolysis biooils of hazelnut (Corylus Avellana L.) bagasse have been identified for their structures. The condensed biooils were analyzed for their properties as fuels and compared with petroleum-derived products. The biooil was analyzed by Fourier Transform infrared spectroscopy (FTIR) and ¹H-NMR spectra. The biooils were fractionated into pentane solubles and insolubles. Pentane solubles were then solvent fractionated into pentane, toluene and methanol subfractions by fractionated column chromatograpy. The aliphatic subfractions of the biooils were then analyzed by capillary column gas-liquid chromatography (GC). In addition, the physical properties, higher heating value and elemental analysis of the biooil were determined. The empirical formula of biooil that has a heating value of 34.57 MJ/kg was established as CH_1.45O_0.33N_0.127. Chromatographic and spectroscopic studies on the biooil showed that the oil obtained from hazelnut bagasse could be used as a renewable fuel and chemical feedstock.     

煤热解研究的分析方法

为了让更多的科研工作者了解煤热解试验仪器及其分析方法,对热重-差热、红外、气相色谱、质谱等仪器分析方法的特征性能进行了综述,重点描述了其在原煤、半焦、焦油、热解气体等分析研究中的应用,同时简要介绍了一些先进的联合分析法在煤热解研究中的应用。另外还对热重分析仪(瑞士METTLER-TOLEDO公司生产TGA/SDTA851e热重/同步差热分析仪)、傅立叶变换红外光谱仪(Nicolet公司生产的5700型)、气相色谱仪(5975MSD)、质谱仪(6890GC)进行了介绍。     

生物质热解液化技术研究与发展趋势

介绍了生物质热解液化技术,总结了该项技术在原料预处理、热解工艺和生物油分离精制3个方面的最新研究成果。在原料预处理方面,介绍了微波干燥、烘焙和酸洗3种方法;在热解工艺方面,介绍了催化热解和混合热解两种新工艺;在生物油分离精制方面,介绍了催化加氢、催化裂解、催化酯化、乳化燃油和分离提纯5种新技术,并分析展望了生物质热解液化技术的产业化发展趋势。     

热裂解型等离子点火技术介绍

等离子点火技术是一种有效节油锅炉点火、稳燃和调试用油的重要手段,对降低发电成本,节约油资源,增强国家能源安全有很大意义.介绍了俄罗斯热裂解型等离子点火技术的技术特点、工作原理、应用状况和其等离子枪的结构优点.这一技术在理论和结构上有独特的优点,值得借鉴.