煤电化学脱硫试验研究

为了研究电解前后煤中硫分的变化,对含硫量为3.08%的高硫煤样进行电化学脱硫处理。用氢氧化钠溶液浸泡煤样后进行电化学处理,对电解后煤样进行洗涤、过滤、烘干。采用X射线荧光技术、X-射线衍射技术和红外光谱仪等检测手段,分析电解后煤样元素和有机基团的变化。实验结果表明:电解后煤中硫铁矿、双硫键明显较少,说明电解反应可以脱除煤中大部分硫。     

准东煤中钠元素赋存形态及洗煤对气化特性影响

为探究准东煤中钠元素赋存形态及洗煤对准东煤气化特性的影响,采用逐级洗煤法对准东煤进行洗煤处理。利用电感耦合等离子体质谱仪、离子色谱仪和X 射线衍射仪研究了准东煤中钠元素赋存形态及含量。利用热重分析仪研究了煤样的气化特性,并采用等转化率法计算气化反应动力学参数。结果表明：准东煤中钠元素主要以水溶钠为主,但并非以钠盐化合物晶体的形式存在于煤中。洗煤对煤样孔结构特性和矿物质含量均产生影响,矿物质含量较低时,气化特性主要由煤样的孔结构特性决定。随着洗煤程度加深,煤焦碳转化率达到90 %时所需的时间由5.35 min延长至12.02 min,气化反应活性指数逐渐降低,气化反应活化能由177.7～214.8 增大至203.5～252.4 kJ.mol-1。     

电厂燃用准东煤结焦原因分析与解决措施

为解决电厂燃用准东煤后各级受热面出现的大面积沾污结焦问题,对五彩湾电厂煤样、灰样及焦块样品进行了化学成分与内部结构分析。与神府煤及大同煤对比后发现,准东煤中Na、K等碱金属元素含量较高;焦块内部为多层结构,最底层的碱金属细颗粒强化了煤种的积灰结渣倾向;计算了各煤样的污染指数与结渣指数,佐证了准东煤高含量的Na_2O与其强结焦性密切相关。根据分析计算结果,提出控制炉膛温度、调整炉内流场分布、合理选择煤粉细度、提高一次风速、加强炉膛吹灰及掺烧低碱金属含量煤等措施。经调试调整后,锅炉运行平稳,结焦问题得到较好控制,相关经验可为同类机组提供参考。     

准东煤中钠元素赋存形态及洗煤对气化特性的影响

为探究准东煤中钠元素赋存形态及洗煤对准东煤气化特性的影响,采用逐级洗煤法对准东煤进行洗煤处理。利用电感耦合等离子体质谱仪、离子色谱仪和X射线衍射仪研究了准东煤中钠元素赋存形态及含量。利用热重分析仪研究了煤样的气化特性,并采用等转化率法计算气化反应动力学参数。结果表明:准东煤中钠元素主要以水溶钠为主,但并非以钠盐化合物晶体的形式存在于煤中。洗煤对煤样孔结构特性和矿物质含量均产生影响,矿物质含量较低时,气化特性主要由煤样的孔结构特性决定。随着洗煤程度加深,煤焦碳转化率达到90%时所需的时间由5.35延长至12.02 min,气化反应活性指数逐渐降低,气化反应活化能由177.7～214.8增大至203.5～252.4 kJ/mol。     

煤低温氧化反应升温速率实验研究

煤的低温氧化放热是煤自燃过程的主要热量来源。在水浴保温的实验装置中,对煤样分别进行通入氮气、通入氧气、不通气体时升温(20～80℃)实验,用固定功率的加热棒进行加热升温,模拟煤体高温区域时的氧化。通过对升温曲线的分析和计算,并结合能量守恒方程建立模型,得出煤样的热量产生速率。     

煤质对水煤浆气化性能的影响研究

煤质与气流床气化炉的匹配性至关重要,其不但影响气化炉的运行条件,也影响气化性能。本文选择了10种来自新疆和陕西北部的煤样进行了工业分析、元素分析、灰组成分析、灰熔点分析以及成浆性测试,并筛选出适合水煤浆气化的煤样。同时借助Aspen Plus软件对适合水煤浆气化的煤样在相同的煤浆浓度、碳转化率及操作压力条件下开展煤质对水煤浆气化性能影响的模拟分析。结果表明煤中灰含量越高,冷煤气效率和有效气含量越低,比氧耗和比煤耗越高;煤中O/C质量比和H/C质量比的增加也会导致冷煤气效率和有效气含量降低,比氧耗和比煤耗增加。因此从水煤浆气化经济性考虑,建议水煤浆气化煤质灰含量小于9.0wt%,煤中O/C质量比小于0.173,H/C质量比小于0.065。     

不同粒径准东煤CO2强化水洗脱钠及燃烧特性研究

为探究不同粒径准东煤经过CO₂强化水洗后的Na脱除率以及燃烧特性的变化,利用连续式水洗装置,以高纯CO₂作为酸源对0.5～1 mm、>1～3 mm、>3～5 mm 3种粒径区间的准东煤样分别进行CO₂强化水洗1 h和6 h,使用X射线荧光光谱仪对试验样品的灰样进行分析,通过实验数据计算获得不同粒径准东煤CO₂强化水洗后的Na脱除率,并结合X-射线衍射分析结果得出其变化规律;然后采用扫描电镜和热重分析仪研究粒径>3～5 mm的煤样和原煤样的燃烧特性。结果表明：经CO₂强化水洗时间越长且粒径越小的准东煤,其Na脱除率就越高;经过CO₂强化水洗后煤样的着火温度和燃尽温度均略低于原煤样,燃烧特性有所提高。     

燃煤发热量测定中两个重要问题的探讨

准确测定煤的发热量,对于电厂的安全生产和经济运行具有重要意义,本文对燃煤发热量测定中两个重要问题进行探讨,一是发热量测定中如何保证煤样燃烧完全,从以下几个方面进行阐述：选择合适的燃烧皿、正确绑接点火丝、特殊煤样的特殊处理等。二是燃煤发热量测定结果准确性检验的问题,本文就如何应用反标苯甲酸以及标准煤样来对燃煤发热量测定准确度的检验方法进行分析,指出使用标准煤样时操作、计算及评判中应注意的问题;指出使用苯甲酸时对苯甲酸的处理、重复测定精密度的确定、硝酸形成热问题的确定、所需重复测定的次数的确定等问题;最后阐述两种不同检验方法间的关系。     

煤样的制备

由于煤炭是生产和消费中污染最严重的能源之一,因此了解煤的基本性质对煤炭生产、使用、营销、煤炭管理以及化验人员都有十分重要的意义。通过煤炭产品质量检测是了解煤的质量的重要依据,采制是检测的重要环节,是误差的来源,不当的操作必将导致分析化验结果代表性较差。文章根据对煤采制样国标的理解,以及有关方面的理论知识的学习,结合工作实践经验,分析了影响煤样代表性的因素,探讨了在采制样过程中如何保证煤样具有代表性。     

煤粉热解过程对PM0.1内元素成分的影响

选取典型烟煤(PDS)及其分离出的含有机结合态金属较多的中密度(MD)煤样,在沉降炉中进行煤粉热解和燃烧收取颗粒物的试验,研究了热解过程中释放的有机结合态金属对典型烟煤燃烧生成的PM0.1中元素成分的影响.结果表明:1.5μm以下热解颗粒中无机元素成分分布与燃烧生成的PM0.1中元素较接近,显示出有机结合态金属分解对PM0.1的贡献;SEM-EDS分析表明,热解颗粒主要由碳质和挥发性金属组成,粒径略大时,挥发性金属含量降低;PDS原煤与其MD煤样相比,Ca、Fe在其内在矿和外在矿的分布形式和含量的不同导致了其在热解颗粒和PM0.1中含量不同;对于含有机结合态金属较多的MD煤样,在温度较低时,PM0.1多由有机结合态金属分解、气化生成,在温度较高时,难熔元素的气化对PM0.1的贡献有所增加.     

不同煤阶煤的发酵制氢研究

文章以不同煤阶煤发酵产氢实验为基础,对比分析了不同煤阶煤的产氢能力和降解率,记录了不同煤阶煤发酵过程中产气量和气体组分的变化情况,并对发酵过程中发酵液的pH值和挥发性脂肪酸浓度进行了分析。分析结果表明:随着煤阶的升高,煤样的产氢能力逐渐下降,长焰煤的产气量和降解率均最高,而无烟煤基本不产气;煤阶越高,发酵系统进入产气高峰期的时间越晚,产气持续时间也越短;随着发酵的进行,各煤样发酵液的pH值均有所下降,且煤阶越低,发酵结束时发酵液的pH值越小,且pH值的变化较产气量变化有所提前;发酵产氢结束后,煤样的挥发分和固定碳含量均出现了不同程度的减少,长焰煤中两者的减少程度均高达20%;在发酵产气过程中,长焰煤生成的挥发性脂肪酸浓度最高,对应的发酵时间也较高阶煤有所提前。     

浮选药剂BET在选煤工业中的应用

通过浮选药剂BET对煤和黄铁矿的表面电动电位、润湿性、ESCA分析、吸附量测定等方面的研究，揭示出了BET与煤和黄铁矿的作用机理，并且进行了实际煤样的分选试验，试验结果验证了BET与煤和黄铁矿的作用机理。     

影响煤中全水分测定准确度的分析及改进

在燃料煤的基础理论研究与加工利用中,煤中全水分是评价煤质的重要指标之一,也是影响煤炭计价的重要因素。这是因为煤样中全水分值每变化1%,其收到基热值将超过200J/g,因此,煤中全水分测定是一项基础性的、关系企业利益、规范性很强的测定工作。以《煤中全水分的测定方法》GB/T 211—2007为准则,通过排查煤样的制备、称取、干燥以及干燥箱温度控制等方面的问题,分析了影响煤中全水分测定准确度的各种因素;结合多年的现场测试经验,认为只有严格执行国家标准,进行规范操作和选择科学的测试方法,才能减小测试时的系统误差和随机误差,提高煤中全水分测定的准确度。     

油页岩掺混煤的燃烧性能与排放性能

对油页岩和煤进行了元素分析和工业分析,并利用热重-红外联用仪对油页岩与煤不同比例的掺混物进行了燃烧性能实验和排放性能实验.结果表明:油页岩燃烧非常剧烈,并具有集中析出的特性;在油页岩中掺混一定比例的煤有助于油页岩的平稳燃烧和充分燃烧,并降低其固定碳燃烧阶段的活化能,其燃烧过程排放的CO、CO2会增加,NOx和SO2排放变化不明显.     

俄罗斯煤成浆及燃烧特性研究

对俄罗斯A、B两种煤样进行综合煤质分析,判断煤样的成浆难易程度,成浆性实验证实俄罗斯A煤的成浆性难易程度属于难,俄罗斯B煤属于中等。热重分析结果表明俄罗斯A、B两种煤及制成的水煤浆燃烧和着火性能良好,综合燃烧特性指数S×10^-8分别为4.6、4.3、6.0和5.4,综合燃烧性能优越,制成的水煤浆比原煤更佳。俄罗斯B煤样适合制备水煤浆并进行应用,A煤可用配煤或其它方法来制备水煤浆并进行应用。     

煤自燃过程中的温升及CO生成特性

设计搭建了研究煤田火灾的实验模拟装置.采用中心开通孔的耐高温泡沫陶瓷模拟上覆盖层,通过在煤体下端外加热源的方式对煤层加热,研究了盖层表面的温度和生成的CO随煤样温度的变化规律,并测量了煤体温度随时间的变化规律.实验结果表明:盖层厚度的增加可以加快煤低温氧化进程,减少到达快速氧化临界温度所需的时间;根据煤体的升温速率、CO体积分数和盖层标志点温度随煤温的变化规律,可推断出实验用煤样氧化加速的临界温度约为80,℃,CO体积分数与煤样温度近似呈指数式关系.CO体积分数与煤样温度的关系方程可以用来判断煤低温氧化的程度,对煤田火灾的早期探测有一定指导意义.     

煤的显微组分及其对粉煤焦形态的影响

本文对三种粉煤样及其富显微组分煤样的工业分析和显微组分分析结果进行的研究发现，显微组分在煤中具有不同的分布，且与煤的变质程度有关。挥发份对燃烧特性的影响也与煤的米质程度有关，而燃料比与煤的镜质体反射率之间有一定的相互关系，对脱去挥发份形成的焦粒进行了扫描电镜观察表明，粉煤焦的形态与煤的显微组分及其结合形式和煤的变质程度有很大的关系。     

神华煤中含铁矿物质及其在煤粉燃烧过程中的转化

采用57Fe M(o)ssbauer谱仪对多种典型神华煤样及其在沉降炉中燃烧生成的煤灰样中的含铁成分进行定量测定和分析,研究了神华煤中含铁矿物的存在形式、含量及其在煤粉燃烧条件下的转化.研究表明,神华煤样中含铁矿物质包括黄铁矿、菱铁矿和含Fe2 的伊利石;黄铁矿和菱铁矿在燃烧过程中主要转化成氧化物,但也有相当一部分与硅酸盐反应生成了含铁玻璃体,从而有利于结渣的形成和发展;燃烧过程中黄铁矿及菱铁矿发生了破碎,导致破碎峰附近尺寸的颗粒中出现了Fe2O3的富集.     

逐级萃取对准东煤的热解特性影响

为探究洗煤对准东煤热解特性的影响机理,采用逐级萃取法对准东煤进行洗煤处理。利用热重分析仪对比研究了洗煤对准东煤热解的影响规律,结合煤样热解前后样品的微观结构分析了洗煤对准东煤热解过程的作用机理,并采用分布活化能模型对煤样的热解反应动力学参数进行了计算。结果表明:脱除与煤中有机质结合的矿物质可以使煤样中产生大量新的多孔结构;洗煤会影响煤孔隙结构与官能团结构,导致煤样在热解初始阶段与热缩聚阶段失重量与失重率减少,主热解阶段失重量与失重率增大,并有利于煤焦微晶结构向石墨化进程演化;分布活化能模型可以较好地描述煤样的热解过程,随着洗煤程度的加深,活化能的分布曲线f(E)极大值对应的活化能由265.32升高至377.20 kJ/mol,说明热解反应活化能的主要分布区间向活化能较高的区域移动。     

实验条件对煤热解特性影响的分析

采用TG-FTIR联机实验方法．对不同煤样进行了热重分析．同时对煤样的析出产物进行红外光谱实时跟踪检测；研究不同升温速率和试样用量对煤热解过程TG、DTG曲线以及实时跟踪红外光谱分析的影响．为掌握煤的热解特性、提高煤的有效利用提供依据。