TPR方法研究煤焦－CO_2气化反应（Ⅱ）不同方法计算动力学参数和补偿效应

采用三种升温速率，ＴＰＲ方法研究了不同碳化条件下得到的八个煤焦样品的ＣＯ２气化动力学规律。用Ｆｒｅｅｍａｎ－Ｃａｒｒｏｌ、Ｏｚａｗａ和Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ方法计算分别得到了动力学参数。结果表明：尽管由不同方法求得的活化能有较大差异，但都能较好地验证碳化条件对煤焦气化反应性的影响。研究还发现，对所有煤焦样品。用Ｆｒｅｅｍａｎ－Ｃａｒｒｏｌ方法计算得到的活化能Ｅ和指前因子Ａ之间，都存在着动力学补偿效应，并给出了每个样品的补偿效应关系式     

快速热解褐煤焦的比表面积及孔隙结构

利用热力工况与实际煤粉锅炉相似的管式沉降炉，获得快速热解条件下不同粒度、不同热解时间的煤焦试样，采用美国Micromeritics公司ASAP2020自动吸附仪测定低温氮吸附等温线，不同粒度及不同热解时间的煤焦其吸附等温线都是带回线的Ⅱ型吸附等温线，说明其具有较连续的完整的孔系统，孔径范围小至分子级孔，大至无上限孔(相对而言)。各煤焦试样的比表面积及孔径分布具有相似的特点，分布曲线起始部分上翘，在孔直径3-4nm内出现峰值。试验条件下，随着热解时间的增加，煤焦的比表面积和孔容积减小。在各个相同的热解时间条件下，平均粒度29．61μm煤样的煤焦比表面积和孔容积均大于平均粒度72．79μm煤样的煤焦，表明煤粉粒度的减小对其热解后煤焦的孔隙结构有重要影响。     

超细煤焦的细度对再燃还原NO的影响

以烟煤和褐煤混煤超细煤粉制作的煤焦作为再燃燃料，用N2，O2，CO2，NO配制模拟烟气，在立式携带流反应器中进行了煤焦再燃还原NO的实验，研究了超细煤焦的细度对炉内1300℃高温烟气中再燃还原NO 的影响。结果表明：①NO 的还原效率随着超细煤焦细度的提高而增大；②在再燃燃料比为20%~25%、再燃区的初始氧浓度为2%~4%的工况范围内，煤焦细度对NO 还原效率的影响显著；③在其它情况相同的条件下，当煤焦细度由154mm筛下提高到71mm筛下时，再燃还原NO的效率增加幅度不大；当煤焦细度由71mm筛下提高到45mm筛下时，再燃还原NO的效率大幅度增加；④NO还原效率与煤焦粒径的2次方成反比。     

不同催化剂对脱矿煤焦还原NO的催化能力比较

通过实验研究了几种在煤灰中常见的金属 (K ,Na,Cu ,Fe ,Ca)氧化物对煤焦还原NO的催化作用 ,为了比较这些金属氧化物对焦炭还原NO反应的催化能力 ,对煤焦进行了脱矿处理。实验是在高温沉降炉内完成的。实验中使用的煤粉及其煤焦来自神府褐煤。实验结果表明 ,煤灰中的矿物质对煤焦异相还原NO具有催化作用。在实验条件下不同金属氧化物对煤焦还原NO的催化能力有如下顺序 :K >Na>Ca >Cu >Fe。实验结果还表明 ,实验工况 (温度 ,SR数 )和催化剂的添加量对NO的还原都具有不同程度的影响     

煤焦颗粒燃烧模拟在W型火焰锅炉炉膛设计热力计算中的应用

分析了炉膛设计热力计算中引入煤焦颗粒燃烧模拟的可能性和必要性,探讨了采用早期的锅炉机组热力计算标准进行新型的W型火焰锅炉炉膛热力计算的可行性及经验系数的取值问题,分析、比较了煤焦颗粒在实验室和炉膛内燃烧环境的差异,并引入氧量分布不均系数、区段充满度系数来考虑炉膛内颗粒表面氧浓度、停留时间等方面与实验环境的差异.在此基础上,建立了适合于炉膛分区段热力计算的煤焦燃烧模型,并最终将煤焦非均相反应的实验室数据应用于炉膛分区段热力计算,克服了目前炉膛设计热力计算仅考虑传热所带来的不足.在一台W型火焰锅炉上的应用表明,颗粒燃烧和炉膛传热相耦合的分区段热力计算模型能够揭示过量空气量、煤粉细度、煤种、负荷等因素对燃尽和传热的影响,适合工程应用.     

煤焦还原分解烧结烟气脱硫石膏的试验

 针对烟气脱硫石膏综合利用问题,提出了利用煤焦还原分解石膏制备CaO和SO2的新方法。采用FactSage 6.1计算了煤焦与脱硫石膏的高温反应特性,并利用热重分析仪在理论上分析了煤焦还原分解石膏行为的可行性。通过管式电阻炉试验进一步研究了温度、煤焦添加量、保温时间对石膏分解率和固态产物影响以及气体SO2释放规律。试验结果表明,升高温度、增加煤焦添加量和保温时间均能提高石膏的分解率;煤焦质量分数从5%增加到20%,CaO和SO2的质量分数先升高后下降,而CaS的质量分数一直增大;在煤焦量为11%时,CaO和SO2的质量分数达到最大值,CaO和SO2成分的变化规律主要受CaS和CaSO4相对含量的影响。采用煤焦还原分解石膏的方法,可为石膏综合利用提供理论指导。     

炭化工艺对生物质煤焦性能的影响

通过改变生物质的炭化段数和混煤加压成型等工艺参数,探究不同炭化工艺对生物质煤焦产率、孔隙率、抗压冷强度和燃烧性能的影响。结果表明:对生物质混煤原料加压成型可以使生物质煤焦的产率提高至少4%,最高可达58.81%;孔容、孔径、比表面积和孔隙率均有一定程度的下降;抗压冷强度提高7倍～8倍,最大可达1.23 MPa;着火点提高20℃,放热速率基本没变。对生物质低温炭化再混煤加压可以使生物质煤焦的产率提高至少5%,最高可达59.39%;孔隙率大幅度下降,孔容、孔径和比表面积变化不大;抗压冷强度提高19倍～24倍,最大可达3.77 MPa;放热区间增大,放热速率减小,着火点基本不变。     

高温下煤焦气化反应特性(Ⅱ)细孔构造对煤焦气化反应的影响

在常压下,1000～1500℃温度范围内,测定了大同等地的3种煤焦的孔构造和煤焦与二氧化碳的气化反应速率;研究了反应过程中,煤焦的孔结构和内表面积的变化及它们与气化速率间的关系。结果表明,高温下煤焦气化反应在细孔内表面上进行,细孔对气化反应速率起主要作用。     

煤粉粒燃烧模糊孔模型

本文利用压汞仪研究了８种原煤及其不同燃尽度的焦样中的孔隙结构,发现大孔的孔容积构成了煤的孔容积的绝大部分,小孔的孔面积构成了煤的孔面积的绝大部分。基于试验结果和理论推导,作者提出了一种新的孔结构模型──模糊孔模型。模糊大孔和模糊小孔分别控制孔内的传质和化学燃烧过程。文中给出了煤粒燃烧过程的控制方程,并对单颗煤粒内部的燃烧过程进行了数值求解,研究了孔隙率、比表面积,颗粒尺寸等结构参数对煤焦反应性的影响,而且与Ｓｍｉｔｈ的试验结果进行了比较。     

影响煤焦比表面和孔隙特性因素的灰色关联分析

煤焦比表面积和孔隙特性直接决定着煤焦的反应性和煤焦的燃尽时间。影响煤焦比表面积和孔隙特性的因素很多,其关系也相当复杂。本文对实验测得的不同煤种煤焦的比表面积和平均孔径与各影响因素之间的关系进行了灰色关联分析。结果发现,水分、挥发分和矿物质对煤焦的比表面积影响较大,而镜质组含量、固定碳和灰分对煤焦的孔隙特性有较大影响。