褐煤低温热解提质试验研究

针对蒙东地区褐煤水分含量高,发热量低,易风化自然,可磨性、成浆性差的问题,对其进行了管式炉低温热解提质试验研究。结果表明：试验优化的低温热解温度为480-520℃,此时半焦挥发分Vdaf为13.32%-16.43%,低位发热量为26.43-27.18 MJ/kg,半焦CO2反应活性大于98%,可磨性性指数大于60,成浆浓度大于60%;半焦着火点为326-342℃,氧化后着火点为305-327℃;原煤干基半焦产率为69.13%-70.46%,焦油产率为3.97%-4.60%。褐煤经过低温热解,发热量明显提高,着火点升高,反应性、可磨性及成浆性良好,并具有较高的电阻率。     

基于浮选-化学联合作用对高炭煤的深度脱灰效应研究

煤炭作为化工原材料的应用途径正逐步向精细化、高端化利用转变,将高炭煤深度脱除矿物质制备成超纯煤可以作为高附加值先进炭素材料的原料。以太西无烟煤为原料,采用自制的微泡浮选柱通过Box-Behnken试验设计方法优化浮选试验,借助XRF,XRD和SEM-EDS分析了最佳浮选条件下的浮选精煤,进一步明晰微泡浮选方法深度脱除矿物质的过程和不同矿物质对无烟煤深度脱矿的影响。同时也采用了NaOH-HCl方法深度脱除无烟煤中的矿物质,通过XRD,SEM-EDS分析脱矿样品的性质,明确无烟煤中矿物质的脱除机理以及限制深度脱矿的因素。微泡浮选试验表明,当捕收剂用量3.36 kg/t、起泡剂用量1.81 kg/t和调浆强度4 560 r/min时,浮选效果最佳,能得到灰分0.52%、产率66.25%的浮选精煤,由测试表征可知细泥罩盖和粒度小于2μm、有机质占95%以上的连生体颗粒是限制微泡浮选方法深度脱矿主要原因。NaOH-HCl脱灰试验表明,随着样品粒度减小,样品灰分显著降低,当样品的体积平均粒径为8.01μm时,脱矿效果最佳,能得到脱矿率86.81%、灰分0.36%的脱矿样品。而无烟煤中低反应活性的石英和伊利石以及被煤基质包裹的微细硅酸盐矿物影响太西无烟煤的化学深度脱灰。基于微泡浮选方法和NaOH-HCl方法在高炭煤深度脱矿过程中存在的极限问题,提出浮选-化学联合深度脱灰方法对太西无烟煤进一步深度脱灰,首先通过浮选预处理减少石英和伊利石等低反应活性的矿物质总量,再将浮选精煤中存在的矿物质与NaOH反应生成水溶性的硅酸钠和易溶于酸的硅铝酸钠而被脱除,并以此构建了浮选-化学联合方法深度脱灰历程描述模型,最终得到超低灰(0.12%)、高碳、高发热量能制备成高附加值炭材料的超纯煤样品。     

低阶煤中镉的赋存对其在热解中释放的影响

为了探明重金属镉元素在低阶煤热解过程中的释放机制,在铝甑反应器中考察了不同热解终温下(400~800 ℃)新疆淖毛湖煤和宝日褐煤热解过程中镉的迁移转化行为。提出了“原煤热解行为-镉在煤中的赋存形式-重金属镉的释放行为-FactSage模拟”这一技术路线,首先在TGA反应器中考察了2种低阶煤的热解特性,其次利用逐级化学提取法和电子扫描电镜研究了重金属镉在煤中的赋存形式,然后在铝甑反应器中研究重金属镉在煤热解过程中的释放行为,最后结合FactSage热力学模拟计算,分层次系统地揭示重金属镉元素在热解过程中的释放机制。结果表明,镉在煤中的赋存形式决定了其在煤热解中的挥发性:2种低阶煤中有机结合态的镉元素比例均较高,导致低温时镉元素即可随着有机质的热分解而逸出;宝日褐煤中铁锰结合态镉元素较多,且大多分布于煤颗粒表面,受热容易分解从而导致其挥发;高温时宝日褐煤由于其SiO2含量较高,高温下熔融硅酸盐可与气态的镉元素发生反应,使镉元素的挥发率降低,而淖毛湖煤由于其含有的碱金属和碱土金属较多,可与矿物形成低温共熔物而导致镉元素释放率持续增加。另外,FactSage化学热力学模拟的结果与实验现象相符。计算表明镉是一种易挥发的元素,低温时煤中的镉元素几乎全部以气态单质镉的形式挥发,镉不与煤中Si,Al,Cl,Fe和碱金属等元素反应,但是这些矿物对镉元素进行吸附或包裹会影响镉元素在热解中的释放。     

霍林河褐煤气体热载体错流热解特性研究

采用2 kg/h褐煤气体热载体错流热解实验装置,以经过加热后的氮气作为气体热载体,研究了气体热载体温度、原料粒度以及热载体平均停留时间对霍林河褐煤的热解产物分布特性的影响.结果表明:随着气体热载体温度由500℃升高到700℃,热解反应加剧,焦油产率、热解煤气热值、半焦破碎率和平均孔径均有显著增加;随着粒度由6～13 m...     

风化褐煤在保水剂中的应用

以风化褐煤为原料制备腐植酸(HA)，将HA与普通型保水剂(PSA)复合，获得HA型保水剂(HA—PSA)。对HA—PSA和PSA进行了在沙土中的保水性能及对玉米生长作用的对比试验。结果表明：HA—PSA保水效果好，能有效促进植物生长，成本比PSA低10％左右。     

热作用过程油页岩颗粒的碎裂/粉化特性

在固定床中定量研究了热作用过程多种工艺因素对油页岩颗粒的粒度分布及碎裂/粉化程度的影响。结果表明：温度由120℃升至900℃,固相产物中25~13 mm保持粒级比率由96.54%降至82.69%;13~1 mm碎裂粒群比率由2.01%增至10.63%（13~6 mm粒级增幅最高）;<1 mm粉化粒群比率由1.45%增至6.68%（<0.075 mm粒级变化最显著）。颗粒尺度的增加及保温时间的延长亦使得油页岩的碎裂及粉化程度加剧。多因素灰色关联分析结果显示：对油页岩碎裂程度的影响为：温度>粒度>时间;对粉化程度的影响为：温度>时间>粒度。通过对油页岩的多种测试表征（TGA、XRF、XRD、SEM-EDS）,揭示了上述因素影响油页岩热碎的内在诱因（水汽行为、挥发分析出行为、方解石分解行为、时间间接强化、颗粒内部气阻/材料抗力的影响）,并基于此构建了油页岩热作用过程碎裂-粉化历程描述模型。     

气流床气化细渣中碳-灰的结合形态及其解离特性

煤气化细渣中碳-灰分离是实现其高效利用的关键,探明碳-灰的结合形态并将二者有效解离是分离的前提.本文将宁东西门子GSP粉煤气化工艺产生的细渣分为3个粒级,分别为<0.074 mm, 0.074～0.250 mm和>0.250 mm,采用拉曼(Raman)光谱、X射线荧光光谱分析(XRF)和扫描电镜考察碳-灰的结合形态,并研究超声处理和磨矿处理下的解离特性.结果表明：<0.074 mm粒级灰分为81.37%,细灰以无定形态融合于致密碳基体上;0.074～0.250 mm粒级碳含量高达49.09%,球形灰填充于多孔碳的孔隙中;>0.250 mm粒级灰分高达87.76%,少量碎屑碳附着在球形灰粒上.超声处理可将多孔碳孔隙的灰粒剥离,有利于从高碳组分(0.074～0.250 mm)中回收多孔碳;磨矿处理可实现高灰组分(<0.074 mm和>0.250 mm)中碳-灰的充分解离,有助于碳-灰的分离利用.以上结果可为GSP细渣的处理提供依据.     

煤化工产业现状及技术发展趋势

论文分析介绍了我国煤化工产业现状和未来煤化工技术的发展趋势.煤化工产业已经在我国国民经济持续发展中发挥着重要作用,尽管煤化工产业发展存在着一些不确定性因素,但我国的资源条件决定了煤化工产业具有良好的发展前景.     

煤炭地下气化——回收报废矿井中煤炭资源的有效途径

介绍了在世界煤炭地下气化技术的发展状况及我国利用该技术回收报废矿井中废弃煤炭资源的工业性试验,阐明了煤炭地下气化技术是回收废弃矿井中煤炭资源的有效途径,认为利用煤炭地下气化技术回收井工采遗弃的煤炭资源技术是可行的,经济上是合理的。     

溶胶-凝胶原位合成宽活性温度V_2O_5/TiO_2脱硝催化剂

利用溶胶-凝胶技术原位合成一系列不同V2O5担载量的V2O5/TiO2催化剂,通过BET、XRD、NH3-TPD及紫外-可见光等手段对催化剂进行表征。结果表明:制备的催化剂均具有介孔结构,V2O5在TiO2表面高度分散,且存在3种典型的酸性位。通过选择性催化还原反应对V2O5/TiO2催化剂进行活性评价,结果显示随着V2O5含量的增加,NO转化率大于75%的温度窗口向低温方向偏移,含10%(质量分数)V2O5的催化剂的NO转化率为80%的温度窗口最宽为200~450℃,240℃时20 h连续实验表现出稳定的抗硫抗水性能。结合紫外-可见光谱分析,揭示了钒掺杂所形成的单聚和低聚钒酸盐为催化剂的活性组分。