典型褐煤干燥技术比较

分析了国内外典型褐煤干燥技术的原理、关键参数、技术特点等,并从技术适应性、工艺条件、干燥效果、环境影响等方面进行综合评价比较。结果表明:美国K-Fuel工艺要求入炉粒度较其它技术大,适应性稍差;褐煤提质后均可作为锅炉燃料。干燥温度越高,褐煤干燥效果越好。德国泽玛克管式干燥成型技术、美国K-Fuel工艺为带压干燥,其他工艺为常压工艺。5种工艺可降低水分7.0%～25.0%,增加热值3.24～5.94kJ/g;澳大利亚BCB工艺、神华HPU-06工艺、德国泽玛克管式干燥成型技术产品为型煤,规格可调;其他工艺产品粒度变小。神州干燥-干选联合工艺回吸可能性大、自燃特性改善不明显,其余工艺深度脱水后可防止自燃,不易回吸。5种工艺污染物排放均较为简单,对环境影响较小。     

高变质褐煤的干馏热解试验研究

分析了云南2种高变质褐煤的基本性质,确定干馏入炉褐煤粒度为6～25 mm。采用外热式干馏工艺,对试验褐煤进行热解改质加工研究。结果表明:煤样1和煤样2半焦、煤气、焦油和热解水的平均产率分别为49.42%,51.38%;13.20%,15.36%;8.56%,8.10%;24.18%,23.27%。随干馏终温的升高,干煤气产率增加较多,可燃成分CO和CH4降低,H2则反之,2个煤样的煤气热值基本保持在14～15 MJ/m3。干馏终温为800℃时,生产的半焦性能较好,且煤样1的热解性能指标明显优于煤样2。煤样1具有低硫、高发热量、高比电阻、气孔发达、反应活性大、灰分及含铝量低等特点,干馏产物可作为电炉冶炼的炭质还原剂;煤样2除灰分偏高外,其余质量指标均与煤样1相似,其半焦可用作水泥、制糖、烤烟等领域的烟煤替代燃料。     

褐煤无黏结剂成型理论的粉体工程分析

在分析多种褐煤无黏结剂成型假说的基础上,提出了影响褐煤成型特性的其他内因。介绍了褐煤无黏结剂成型的粉体力学模型,同时对无桥、液桥、固桥3种黏结类型下的平均颗粒抗拉强度的计算公式进行了推导。探讨了在褐煤成型过程中,不同阶段相应的主要黏结力,并得出褐煤型煤最终产品的强度取决于颗粒间形成的固桥黏结力。研究表明:确定合理的外部条件,使颗粒间形成合适的固桥黏结力,即可满足褐煤运输和加工利用所需强度。     

提高内蒙古低阶煤气化水煤浆浓度的实验研究

低阶煤的内水高、含氧官能团多、可磨性差等特点导致其成浆浓度低,不利于后续以低阶煤水煤浆为原料的气化。为了解决上述问题,以内蒙古1号,2号煤样为研究对象,对比了采用普通制浆工艺与分级研磨制浆工艺制备的水煤浆的各种性能。结果表明:分级研磨制浆工艺不仅显著提高了2种煤浆-0.075 mm粒级含量。且当固定浆体表观黏度为1200 mPa.s、粗粉与细粉质量比为70∶30时,2种煤样所制水煤浆的最高成浆浓度分别为61.39%和58.52%,比普通制浆工艺所制水煤浆的最高成浆浓度分别提高了3.92%和3.94%,成浆浓度的显著提高有利于后续的水煤浆气化。     

煤焦水蒸气气化特性及动力学研究

运用等温热重法，对三种不同的煤焦，在反应温度900℃～1200℃之间进行水蒸气气化实验。分别考察了常压下反应温度、水蒸气分压和煤种对反应的影响；并且对不同煤焦的反应进行动力学计算，求取动力学参数，研究发现，煤焦水蒸气的反应与煤焦—CO2的反应相比速率要快得多，并且随反应温度升高，反应速率急剧增大。     

高温下煤焦气化反应特性(Ⅰ)灰分熔融对煤焦气化反应的影响

在900～1500℃灰分的熔融温度范围内和常压下,研究了煤焦与二氧化碳的气化反应。实验研究发现,活化能随气化过程而变化,除反应初期外,气化反应严重受内扩散过程的影响。高温下的煤焦气化存在一个特性温度,在该温度下,反应中、后期气化速率显著降低,其影响范围在特性温度上下约200～300℃。特性温度与煤种及灰分性质等因素有关,一般低于其相应灰分的软化点温度。     

诸种褐煤的固定床加压气化特性

褐煤用于固定床加压气化是提升其使用价值的有效措施。通过对中国7种褐煤(小龙潭、黄县、沈北、东北、扎赉诺尔、舒兰和先锋)的煤质特性分析，并从不同直径的固定床加压气化炉中，获得了褐煤的各项气化技术经济指标，总结了褐煤固定床加压气化的一般规律。     

不同参数对振动流化床分选细粒褐煤的影响

阐述了振动流化床的结构及作用机理。对6～3,3～1 mm褐煤分别进行了浮沉实验,说明当分选密度为1.7 kg/L时,褐煤属中等可选煤。在振动强度大于1的情况下,利用振动流化床模型机对6～3 mm和3～1 mm褐煤分别进行分选实验,研究流化气速、振动强度、床层高度、煤炭水分等对褐煤分选效果的影响。结果表明:当流化数N为0.3,振动强度为1.5时,褐煤分选效果最好。从上至下将床层按体积分数7∶3的比例分为精煤和矸石时,可能偏差E值分别为0.202(6～3 mm)和0.225(3～1 mm)。随着外水含量的增加,褐煤分选效果逐渐变差,当外水含量分别小于4.5%(6～3 mm)和2.0%(3～1 mm)时对褐煤分选几乎没有影响。当床层高度低于70 mm时,床层高度对褐煤分选影响甚微,当床层高度高于70 mm时,褐煤分选效果急剧变差,床层高度的选择应考虑分选效果与处理量2个因素。     

一种褐煤热解煤焦的CO2气化反应特性

针对褐煤的热解-部分气化-残炭燃烧梯级利用工艺,以宁夏石沟驿褐煤为原料,采用水平管式炉在700℃～950℃温度范围内分别制备快速和慢速热解煤焦,考察了煤焦微晶结构和比表面积随制焦条件的变化.利用热重-质谱联用技术研究煤焦CO2气化反应特性,并采用不同评价指标对煤焦气化活性进行了表征.结果表明:气化温度每升高50℃,煤焦CO2气化反应速率增加50％以上;热解温度升高,虽然煤焦微晶结构的有序化程度加深,比表面积减小,但煤焦CO2气化反应活性主要受气化温度影响;快速热解煤焦的CO2气化反应活性高于慢速热解煤焦,二者的差异随着气化温度升高而增大;表征煤焦CO2气化活性的平均比气化速率和反应性指数存在线性关系.     

煤焦与CO2及水蒸气气化特性研究进展

为了深入系统的研究煤焦与CO2及水蒸气的气化反应特性,综述了国内外对煤气化的主要影响因素、煤焦与CO2及水蒸气气化反应动力学、煤的结构特性在气化过程中的变化及CO2气化与水蒸气气化反应活性对比等方面的研究进展,并进行了总结。     

内蒙颗粒褐煤的气化特性研究

以粒度为5~10 mm的大颗粒内蒙褐煤为原料,分别以H2O(g)和CO2为气化剂,采用自制的煤炭地下气化模拟实验装置进行气化模拟实验,并测定煤气组分、气化残焦的微观结构,考察了气化剂种类、气化温度和气化时间对内蒙褐煤气化反应特性的影响。结果表明,CO2为气化剂时,随着反应温度升高,煤气中CO、H2、CH4含量越多,煤气热值也越高;以H2O(g)为气化剂时,H2含量随着反应温度升高而增大,CO含量则先增大后降低,CH4则降低,煤气热值最高可达12.19 MJ/m3;反应速率在气化约30 min时达到最大;H2O(g)气化的碳转化率、气化反应速率和煤气热值均高于CO2气化,表明H2O(g)作气化剂比CO2好。     

内蒙颗粒褐煤的气化特性研究

以粒度为5¹0 mm的大颗粒内蒙褐煤为原料,分别以H2O(g)和CO2为气化剂,采用自制的煤炭地下气化模拟实验装置进行气化模拟实验,并测定煤气组分、气化残焦的微观结构,考察了气化剂种类、气化温度和气化时间对内蒙褐煤气化反应特性的影响。结果表明,CO2为气化剂时,随着反应温度升高,煤气中CO、H2、CH4含量越多,煤气热值也越高;以H2O(g)为气化剂时,H2含量随着反应温度升高而增大,CO含量则先增大后降低,CH4则降低,煤气热值最高可达12.19 MJ/m3;反应速率在气化约30 min时达到最大;H2O(g)气化的碳转化率、气化反应速率和煤气热值均高于CO2气化,表明H2O(g)作气化剂比CO2好。     

褐煤地下气化特性的实验研究

分别以富氧和富氧-水蒸气为气化介质,进行了大雁褐煤的地下气化模型实验.研究了鼓风量和汽氧比对煤气组成、气化稳定性以及煤层气化速率的影响,并进行了富氧-水蒸气地下气化过程的物料衡算.实验结果表明,通过采取合适的气化参数,大雁褐煤的地下气化过程可以稳定进行.     

典型高灰熔融性煤焦水蒸气气化特性研究

为解决我国高灰熔融性煤的利用难题,采用等温热重法,研究了典型贵州高灰熔融性煤焦在不同气化温度及不同水蒸气含量下的气化特性,并采用混合反应模型对试验数据进行处理,求取动力学参数。结果表明,在不同水蒸气含量下,随着气化反应温度的升高,典型贵州煤焦的反应性提高,气化反应速率的峰值增大,气化反应时间缩短;气化剂中水蒸气含量越多,煤焦反应性越好,气化反应速率的峰值越大,但当水蒸气含量大于30%后差别不明显;典型贵州煤焦与水蒸气反应的反应级数为0.912 9~1.620 9,活化能为149.34~165.12 k J/mol。     

昭通褐煤半焦气化特性的研究

以O2/水蒸气作为气化剂,对褐煤半焦气化过程进行实验研究.结果表明,随着气化温度的提高,在生成的煤气组成中CO和H2含量增加,而CO2和CH4的含量减少,煤气热值和合成气产率均增加;在温度一定时,随着氧气流量的增加,煤气中CO含量和H2含量先增加然后逐渐减少,CO2含量增加,CH4含量减少,煤气热值和合成气产率均存在一个最大值.     

简析铁元素如何影响褐煤热解及气化特性

本文重点对铁元素影响褐煤热解与气化的主要方面进行详细论述,以及在褐煤中添加铁元素能够对褐煤的热解与气化所产生的半焦产物和气体产物的影响;并将褐煤中植入铁元素与褐煤中植入其他金属元素所产生的影响进行对比。最后论述铁元素对褐煤半焦转化率的影响。     

用差热分析技术研究煤/煤焦的加压气化动力学

本文建立了一套适合于多种气体使用的高温高压差热分析装置,并用其考察了四种典型的不同煤化程度煤或煤焦,分别将它们在CO_2和水蒸气中进行加压气化.结果表明,试样的气化反应性随煤化程度的加深而降低;气化剂压力对反应性的影响分别为g(p_(co_2))=p_(co_2)/(1+k_(co_2)p_(co_2)和g(p_(H_2O)=p_(H_2O)/(k_(H_2O)+p_(H_2O)).在建立了近似的差热分析数据处理方法的基础上,得到用不同参数值描述不同煤种在不同气体中的加压气化动力学通用方程.与热重分析等传统方法相比,差热分析技术用于煤/煤焦气化动力学的研究不但减少了实验工作量,而且可以得到较准确的结果.     

煤焦加压气化反应性研究

利用加压热分析仪,测定了义马煤焦的CO2气化反应性。结果表明:随温度的提高,义马煤焦的反应性和反应速度呈增加趋势,与前期研究常压下的情况一致;压力对气化反应的促进作用不明显,且温度对气化过程的影响大于压力;反应速率在初始阶段最大,随后逐渐减小。经过动力学计算表明:反应速率与温度的关系符合Arrhen ius定律;反应级数随温度增加而减小,近似于线性关系;煤焦活化能大约为60.02 kJ/mol。     

合成气制芳烃研究进展

根据工艺路线不同,对合成气一步法、合成气两段法、合成气联产芳烃3种工艺进行分析。发现合成气一步法采用复合催化剂,由F-T合成催化剂与芳构化催化剂复合而成,或甲醇合成催化剂与芳构化催化剂复合而成,将合成气直接转化为芳烃,芳烃选择性较低,为50%左右;合成气两段法是在2个反应器中,分别采用甲醇脱水催化剂,芳构化催化剂,一段将合成气转化为二甲醚,二段将二甲醚转化为芳烃,芳烃选择性可达80%。合成气联产芳烃是在生产各类油品的同时富产芳烃,是目前较易实现工业化的一条路线。最后对合成气制芳烃发展提出了一些建议。     

神木煤焦与流化床气化带出细粉的CO2气化特性

为了研究煤焦与流化床气化带出细粉的CO_2气化特性,采用热重分析仪考察了不同气化温度和CO_2分压对神木煤焦与细粉气化行为的影响。结果表明,固定CO_2分压提高气化温度或固定气化温度提高CO_2分压都能加快神木煤焦和细粉气化反应的进行,缩短达到一定碳转化率所需时间;神木煤焦和细粉的反应速率随碳转化率的增大均先快速增大到最大值,而后缓慢降低;神木煤焦和细粉的CO_2气化反应活化能均随碳转化率的升高而增大,在相同的碳转化率下,神木煤细粉的反应活化能大于神木煤焦。与神木煤焦相比,神木煤细粉的CO_2气化反应活性较低。