我国低阶煤热解提质技术进展

简述了我国低阶煤热解提质技术的研发过程;介绍了LCC工艺、DG工艺、MRF工艺、循环流化床煤分级转化多联产工艺、煤拔头——煤炭综合利用新工艺等13种低价煤热解提质技术及其工业化应用情况;提出了推进我国低阶煤热解提质技术工业化进程的相关建议。     

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。     

低阶煤催化热解研究现状与进展

低温热解是低阶煤提质转化分级利用的一种重要技术。本文将近年来国内外所进行的催化热解技术分为四大类,从催化剂加入方式、与煤作用紧密程度及热解产物分布方面,对这四类技术进行了评述。指出这些技术因催化剂用量、煤料粒度、催化剂加入程序、催化剂作用方式其中一种或多种因素,应用于工业化规模均存在一定弊端。文中还介绍了一种低阶煤催化解聚新技术,以简单的喷淋方式将催化剂浸入煤中,在试验的近20种煤中,均实现了热解焦油收率增加1.3~2.17倍的效果,由此可望开发出一种提高煤转化效益的新工艺。     

低阶煤催化热解研究进展

煤热解是煤热转化过程中最先和必经的阶段,受热分解为煤气、焦油及半焦/焦炭三相产品.基于煤(催化)热解可实现低阶煤的高效分质利用,对煤催化热解机理、不同种类催化剂及在煤热解中的应用、煤催化热解的影响因素进行了阐述,同时对低阶煤催化热解的发展进行展望,期望开发出煤热解反应条件温和化、热解转化率更高、热解焦油轻质化及可对目标...     

低阶煤热解工艺技术发展现状

高效利用低阶煤来缓解煤炭资源的紧缺。煤热解是低阶煤转化利用的一种重要工艺。介绍了煤热解的原理,总结了影响煤热解的因素主要有：热解终温、升温速率、操作压力、煤的粒度、热解气氛等。本文根据不同的热载体类型,介绍了几种现有的国内外工艺技术,包括DG热解技术、Toscoal技术、MRF热解技术、COED热解技术、回转窑热解技术、气固热载体热解工艺技术(SM-SP),同时简单对比了这几种煤热解工艺技术,以及对应工艺产物的组成,为后期低阶煤热解工艺的发展提供参考依据。     

低阶煤的低温热解试验研究

叙述了用低阶煤在实验室和在自行设计、加工、安装的流化床低温热解装置上进行的试验研究，并以所得半焦进行了性能测定。制得的半焦可作为生产型煤用炭素材料及无烟燃料等。     

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。     

热解温度对低阶煤热解水中挥发酚的影响

中国低价煤储量丰富,而且自身挥发分较高,将其热解转化是一条科学的利用途径。选取5种典型低阶煤,在1 kg外热式固定床热解装置上进行热解试验,测定了热解水中挥发酚含量,并初步探讨了影响水中挥发酚含量的因素。结果表明:热解温度550~750℃,低阶煤热解水中挥发酚质量浓度为(1~9)×103mg/L,1 kg煤样热解进入水中的挥发酚总量约为(1.0~2.0)×103mg;氧含量和单位干燥无灰基煤样热解水中挥发酚总量并没有明显的相关性;随着热解温度的升高水中挥发酚质量浓度和总量基本呈上升趋势。     

低阶煤热解提质多联产技术的研究

阐述了新疆哈密地区低阶煤具有高水分、高挥发分、低灰、低硫等特点。通过煤炭热解、半焦成浆、半焦活化、半焦燃烧和焦油馏分试验,对热解提质与其他工艺优化组合的多联产应用的技术和经济可行性进行论证。结果表明：热解半焦具有低硫和灰熔融性较高的特性,完全符合喷吹煤标准;半焦可替代混合煤制浆,成浆浓度可达62．00％以上,黏度适中,流动性、析水情况均较好;半焦活化后对高浓度焦化废水污染物具有很好的吸附效果,挥发酚脱除率达99．65％,处理后废水含酚2．23mg／L;半焦在减少细粒物排放,降低锅炉积灰方面具有明显优势;焦油馏出温度〈360℃的馏分体积分数为48．96％,且酚油体积分数达15．68％。最后对热解提质多联产技术的经济性进行分析,采用LCC技术干燥热解处理低阶煤利润可达52264万元／a。     

高碱低阶煤热解及热解半焦研究进展

我国碱金属、碱土金属(AAEM)含量高的低阶煤储量丰富。高碱含量造成锅炉受热面结渣沾污及气化炉结块腐蚀等难题,低阶煤内水高、氧含量高、挥发分高、发热量低以及易氧化自燃等特性为其储、运、用带来极大的难题。热解可生产优质燃料和高附加值化工原料,也是燃烧、气化、直接液化等过程的起始阶段和/或伴随反应,煤在热解阶段发生的反应、经历的变化,对煤转化利用的效率和清洁程度起重要、甚至决定性作用。笔者对煤热解与热解半焦研究及进展进行综述性评价,着重探讨煤中AAEM对热解过程及半焦的影响。结果表明,热解研究装置模拟的工况与现代煤化工过程中煤热解所处环境相差甚远,半焦样的代表性不强使热解研究成果的指导意义不大;对煤中不同赋存形态AAEM的分离方法有待完善,还需筛选、尝试新的萃取试剂;基本掌握了煤热解过程中AAEM的变迁行为,但尚缺乏控制煤中AAEM危害的有效方法。高碱低阶煤的安全高效洁净转化利用技术仍待突破。     

低阶煤中低温热解工艺技术研究进展及展望

论述了低阶煤热解机理、热解技术及工艺的研究现状,重点分析了低阶煤与其他物质共热解技术,对比了现有低阶煤热解工艺的优缺点,介绍了一种新型小粒径低阶煤热解工艺,分析了低阶煤热解研究发展方向。加氢热解可有效提高煤气及焦油轻质组分产率,现多用于热解机理研究;催化热解催化剂分为裂解催化剂和加氢催化剂,碱金属、碱土金属为典型裂解催化剂,过渡金属及其化合物为典型加氢催化剂,如何提高催化剂效率和寿命是当前研究重点。为加快低阶煤热解工业化进程,各低阶煤热解技术之间、低阶煤热解技术与工艺之间应形成耦合联动机制。     

煤炭的微波干馏技术研究进展

将煤炭加工转化成洁净、高效的二次能源以替代石化产品,对于缓解石油供需矛盾、实现煤炭清洁利用、保障国家能源安全具有重要的战略意义。本文概述了微波加热的机理、特点与优势以及国内外微波加热煤干馏技术的研究进展,提出了煤分级加工及清洁化利用技术研发思路,指出与常规的煤干馏技术相比,微波干馏煤焦油的性质更好,更适合于加工生产化工产品和汽油、柴油产品。所产煤气纯度高,富含甲烷、氢等高价值组分,利于综合利用。该技术易与现有电厂、钢厂等用煤大户企业结合,形成煤分级加工及清洁利用组合体,有利于资源的高效利用。与现有石油加工企业组合,更能优化产品的加工利用方案。     

低阶煤羰基结构对其低温热解过程的影响

为探究含羰基官能团（CCP）含量和结构对低阶煤（LRC）低温热解过程的影响,本文利用¹³C NMR对4种元素组成相似的LRC结构进行了表征,并利用TG-FTIR和固定床热解反应装置研究了CCP结构对其低温热解过程的影响。研究结果表明,4种LRC元素组成和主要骨架结构类似,CCP结构存在较大差异,芳香结构中CCP摩尔分数大小顺序为BS > BT > ER > QJ,而脂肪结构中CCP含量与之相反。CCP结构和含量对LRC的低温热解过程有着明显的影响,TG-FTIR实验表明,LRC中脂肪结构CCP能够显著促进低温区（30～350℃）CO₂的生成,且含量越高在低温区失重量越大;而芳香结构CCP则促进了高温区（350～550℃）小分子芳烃和脂肪烃的生成,且含量越高,LRC在高温区失重速率越大。低温热解实验证明,热解焦油产率和酚类物质含量与LRC中芳香结构CCP含量呈正相关,与脂肪结构CCP含量呈负相关关系。     

煤热解工艺中挥发分除尘技术的现状分析及建议

针对粉煤热解多联产工艺中热解挥发分除尘的技术难题,阐述了热解挥发分所含粉焦及煤灰颗粒的特性、热解工艺对除尘器的要求,对热解挥发分除尘技术的研究现状进行分析并提出建议,认为煤热解工艺中挥发分除尘技术应该从热解工艺本身出发,采用加氢(催化)热解方式,促进热解气中重质焦油组分裂解,使热解产物轻质化,从而降低煤热解挥发分的除尘难度。此外,可以采用多种除尘设备有机组合的方式并辅以分离前对细小粉尘进行预团聚等手段,强化除尘效果、提高煤热解工艺中挥发分的除尘效率。     

低阶煤低温干馏高效采油技术研究进展

低温干馏技术作为低阶煤清洁高效和科学分级利用的核心技术,已经得到国内外广泛关注。但是现有工业化应用的煤低温干馏技术存在采油率低和原料粒度要求高等问题,开发新型低温干馏高效采油技术已成为我国低阶煤利用研究的重点。本文主要从低温干馏炉的结构特征、生产原料、干馏产品、能量利用率和采油率等几个方面对国内外典型煤低温干馏炉及干馏技术进行了比较和讨论;介绍了作者课题组研究开发的低温干馏高效采油技术及其特点。分析认为,干馏炉的大型化、自动化和高效环保化;高温半焦和荒煤气热能的回收利用;粉煤资源的综合利用;干熄焦新技术;快速干馏、催化干馏技术等低温分级转化技术的研究开发是低温干馏技术今后研究开发的主要方向。     

煤的微波热解研究进展

煤炭是我国的主要能源,煤的清洁高效利用是我国能源安全和生态环境建设的重要保障。热解是在温和条件下将煤转化为洁净的气体、液体和固体燃料,是改善煤炭利用、加工转化成清洁高效的二次能源的重要手段之一。微波作为一种新的加热方式在煤的热解方面的应用的优势越来越明显。本文概述了微波热解的机理与优点、微波吸收剂的应用以及国内外微波热解研究进展,得出了低阶煤介电常数较小,需要添加一定量的微波吸收剂才能达到热解温度;和常规热解相比,微波热解改变了物质的加热方式,改善了热解产物的品质,热解气中CO、H₂含量增加,焦油品质较好,提高了煤的热解效率。作为一种新型加热方式,微波技术为煤热解效率的提高提供了新的解决方案和思路。     

低阶煤催化热解研究进展及展望

为推动煤催化热解技术的发展,论述了金属类催化剂、负载类催化剂和煤基催化剂的催化机理及其对煤热解转化特性、产物分布的影响。根据催化机理不同,将煤催化热解工艺分为直接催化热解工艺、间接催化热解工艺和热解产物催化热解工艺,并论述了各工艺的研究现状。过渡金属、分子筛可改变低阶煤热解产物分布,提高焦油产率;金属氧化物催化剂可提高热解转化率,调节气体产品分布,提高气相产品收率。液化残渣与褐煤共热解降低了活泼分解阶段的反应活化能,加快了反应速率,提高热解焦油产率,影响气相产物分布。首次提出煤直接液化残渣与煤混合热解所产生的正协同作用也可看成是一种对煤热解的正向催化。