高炉风口回旋区兰炭燃烧行为的数值模拟

为了探究价格较为廉价并且燃烧性能良好的燃料(兰炭)在高炉直吹管、风口、回旋区内燃烧产生的温度、气体成分以及燃料的燃尽率分布情况,根据高炉的实际尺寸,建立了三维物理模型并进行模拟计算。模拟结果表明,当单独喷吹烟煤、兰炭时,回旋区内的温度均为先升高到最高温度后缓慢降低,风口中心线上最高温度分别为2 447、2 415 K。然而,当单独喷入无烟煤、焦化除尘灰(CDQ粉)时,回旋区内温度持续缓慢上升,在回旋区出口处达到的最高温度分别为2 473、2 366 K。烟煤在风口、回旋区内燃烧产生CO的质量分数均高于其他3种燃料;兰炭、烟煤、无烟煤、CDQ粉在回旋区出口处产生的CO质量分数分别为20.82%、26.09%、17.51%、15.74%。采用兰炭喷吹的燃尽率(63.01%)高于采用无烟煤和CDQ粉的燃尽率(分别为58.03%和52.40%),低于采用烟煤的燃尽率(73.13%)。虽然兰炭和无烟煤的组成成分相似,但是从兰炭在风口、回旋区内燃烧产生的温度、气体成分、燃尽率等方面来看,兰炭的燃烧性能要强于无烟煤。     

桦甸油页岩半焦燃烧反应动力学研究

模拟巴西PETROSIX炼油工艺自行设计搭建实验装置,对桦甸油页岩干馏制得半焦。对不同干馏终温半焦进行电镜扫描测试,从微观角度分析了挥发分的析出和干馏半焦的结构变化过程;采用美国PerkinElmer公司生产的Pyris1TGA热重分析仪,对桦甸油页岩干馏半焦进行燃烧特性试验研究,并分析了桦甸不同矿区油页岩半焦、干馏终温、和燃烧升温速率等对半焦燃烧反应特性的影响。通过数据分析,利用Coats-Redfern法确定了桦甸油页岩半焦在低温段的燃烧反应级数为3,而在高温段则为5.5,从而得到油页岩半焦燃烧化学反应的动力学参数,为油页岩半焦的有效开发与经济利用提供了理论依据。     

云南褐煤非燃料应用——褐煤成型半焦制备研究

云南省拥有丰富的褐煤资源,用作燃料使用会造成很大浪费,并严重污染环境。阐述了以褐煤资源为原料制备铁合金用褐煤成型半焦的工艺,研究了粘结剂腐植酸钠的制备方法及半焦成型工艺,得出当腐植酸钠配入质量分数为8%~10%时,褐煤型焦具有理想的性质,可满足铁合金厂的使用要求。     

市政污泥掺混半焦粉成型设备关键参数研究

为设计出适合市政污泥掺混半焦粉成型的工业设备,在实验室条件下分别利用压力试验机和对辊成型机进行成型试验,研究成型物料的压缩特性和辊轮转速对市政污泥掺混半焦粉成型效果的影响。结果表明,成型压强为17.5 MPa时,污泥掺混半焦粉成型的压缩比最大,为0.487 8;对辊成型机辊轮转速为8 r/min时,成型时间为0.41 s,成型效果最好;确定了市政污泥掺混半焦粉与辊轮间的摩擦角φ为15.86°,摩擦系数μ为0.28。     

油页岩半焦与煤混合燃烧特性研究

采用热重分析仪对油页岩半焦与不同煤化程度的煤混合燃烧特性进行动态分析,讨论了掺混煤种和比例对燃烧过程的影响.结果表明,燃烧特性好的煤种可以改善页岩半焦燃烧特性,额吉长焰煤是最佳掺混煤种,随着煤掺混比例的提高,混合物燃烧特性指数增大.     

宝日希勒褐煤半焦的浮选试验研究

低温热解提质后褐煤中的有机质成分和煤化程度都发生了变化;通过对比褐煤和褐煤半焦的红外光谱,发现褐煤半焦中的亲水性官能团主要为羟基、氢键、胺基和醚等,且其含量要小于在褐煤中的含量;对褐煤半焦进行粒度分析和浮选试验,捕收剂采用0#柴油、煤油、ZS和它们的两两组合,发现组合药剂制度的浮选效果优于单纯的药剂制度,但无论采用哪种药剂制度,褐煤半焦的药剂消耗量都巨大,精煤灰分偏高。并对药剂消耗量大的原因进行了分析,认为半焦中较高的孔隙度是主导因素。     

低阶煤热解条件对高炉喷吹半焦燃烧性能及动力学特性的影响

采用热重分析法研究了不同热解条件下半焦的燃烧性能和动力学特征,利用Ozawa法求取动力学参数。结果表明,热解温度越低、保温时间越短时,半焦的燃烧性能越好;热解升温速率对半焦燃烧过程的反应程度影响不大;粒度越大,燃烧性能差异性越明显。热解温度对半焦燃烧性能影响较大,550℃是本研究中制备高燃烧反应性半焦的适宜热解温度。两种不同粒度原煤制得的半焦均随转化率增大,活化能减小。1~3 mm原煤在热解温度为550℃时所得半焦在燃烧过程中符合反应级数模型,化学反应为限制性环节,反应最概然机理函数为f(α)=(1–α)2。     

宝日褐煤及其干燥煤和半焦的润湿热变化规律

采用μRC微量热仪研究了宝日希勒褐煤及其500℃热解半焦在25℃下的润湿热.结果表明,褐煤的含水量对润湿热有较大影响,含水量低于16%的干燥煤润湿热随着含水量的降低而增加,含水量高于16%的宝日褐煤润湿时的放热量可忽略不计;半焦在空气中由于氧化吸湿,润湿热降低,暴露48h后润湿热降低为原来的1/2,暴露240h后润湿热降为原来的12%,并不再随暴露时间的增加而降低;半焦的润湿热与半焦粒度无关,而润湿时的放热速率随粒度的增大而降低;褐煤的表面官能团与半焦的表面官能团有较大差别.研究表明,表面官能团对润湿热有较大影响.     

兰炭废水中氨氮去除效果现场试验研究

采用氨氮吹脱—生物絮体吸附—混凝沉淀—改性兰炭吸附的组合工艺对兰炭废水中的氨氮去除效果进行了研究,并进行了现场试验。结果表明:在p H=11,温度35℃,气液比为6 000的条件下,氨氮的吹脱去除率为85%;投加活性污泥,控制废水MLSS为5 g/L,连续曝气12 h,控制聚合硫酸铁投加质量浓度为1.0~1.5 g/L,p H为6.5~7.5,氨氮去除率为80%;沉淀后出水用改性兰炭吸附,出水氨氮降至10~20 mg/L,氨氮去除率可达到99.5%。     

活性半焦脱除烟气中SO2的动力学研究

性半焦脱硫本征动力学的研究可以在一定范围内预测活性半焦脱除SO2的行为，也是反应器开发和放大的基础．利用固定床反应器，对自制活性半焦在SO2-O2-N2-H2O三相体系，研究了消除内、外扩散影响的条件，并在W（SO2）为0．08％～0．2％，W（O2）为4％～10％，W（H2O）为6％～14％，反应温度为368～398K，W／F为10～30s的范围内系统考察了W（SO2），W（O2），W（H2O），反应温度对活性半焦脱硫反应速率的影响，获得了半焦烟气脱硫反应的本征动力学方程．实验结果表明，当活性半焦粒度小于0．2mm，气体流速不小于0．8m／s时可消除内、外扩散的影响；模拟烟气中W（SO2）在0．1％～0．15％时，活性半焦的脱硫速率较高，W（H2O）对于活性半焦脱硫速度影响比较明显，随着W（O2）的增加，活性半焦脱硫速率有小幅增加；活性半焦脱硫的活化能为11．811kJ／mol，较低的活化能与自制活性半焦高的硫容量吻合．