碎煤熔渣加压气化过程数值模拟分析

碎煤熔渣加压气化技术(British Gas-Lurgi,BGL)取缔了炉篦,干法排渣改液态排渣,气化性能显著改善。为揭示BGL煤气化本质结构特征,支撑企业气化装置性能再提升,论文采用数值模拟方法构建了热力学平衡模型、煤气化动力学模型和欧拉多相流模型,并验证了模型合理性。模拟研究表明:与鲁奇煤气化相比,气化平衡温度由795℃(鲁奇炉)提高到1029℃,水蒸气分解率由32.66%提高到93.12%;床层最高温度由1110℃提高至1837℃,远高于煤灰流动温度1210℃,提高了气化强度,保证了液态排渣;BGL煤气化反应在炉膛下部基本完成,仅有少量水蒸气参与变换反应,粗煤气中的CH_(4)基本来自煤热解;气化炉床层腾涌波动,增强了传热传质;喷嘴射流冲击煤焦颗粒,形成向中心区延伸的椭球形燃烧回旋区,成为BGL煤气化的重要功能单元,实现一次布气,为气化层和熔渣池提供热量;熔渣池中液渣上下回旋流动,有利于降低熔渣残碳,保障顺畅排渣。

BGL气化过程中煤热解特性数值分析与研究

厘清煤颗粒热解的内部温度变化和挥发分析出规律,是优化炉体结构和操作参数、进一步提升BGL煤气化经济性的基础。本文通过剖析BGL煤气化热解过程构建了煤颗粒热解模型,并利用文献实验数据验证了模型合理性。模型求解采用解耦算法,其中传热模型采用追赶法,热解动力学模型采用4阶单步递推法,环境温度由移动床一维模型计算。模拟结果表明:BGL煤气化热解终温较高,颗粒内部径向温度变化大;粒径取10mm,热解终温计算值1372K,煤颗粒表面和中心温差峰值计算值338K;粒径取40mm,相应计算值分别为1412K和381K;煤颗粒挥发分析出过程与气固非催化缩核反应过程相似,印证了煤热解过程受传热过程控制;热解动力学的描述以FZ通用热解模型适应性更好;移动床一维模型预测BGL煤气化热解层高度时,热解蒸发模型优于FZ通用热解模型,预测值为0.6165m,与搅拌器运行情况相符。

低共熔溶剂脱除硫化氢的研究进展

涉及天然气、煤制气和石油裂解气等气体的生产过程会产生大量含硫酸气,其中硫化氢(H_(2)S)既是一种剧毒气体,也是重要的硫资源。随着环保和减碳政策的实施,含硫酸气中的H_(2)S脱除问题受到广泛关注,低共熔溶剂作为一种新兴的溶剂被应用到含硫酸气的净化中。分析、总结了低共熔溶剂的合成方法及性质,综述了低共熔溶剂在H_(2)S脱除方面的机理研究及应用,讨论了H_(2)S脱除技术所面临的问题,并对低共熔溶剂作为脱硫剂的发展趋势进行了展望。

新疆富铁低阶煤在水蒸气气化过程中的矿物转化特性

富铁煤在我国分布广泛,研究富铁煤在高温高压下的矿物转化特性对于其高效利用十分必要。采用加压固定床反应器,研究了新疆准东富铁低阶煤(ZC)在水蒸气气化过程中的矿物转化特性。利用XRD、SEM-EDS和拉曼光谱等手段对原煤、热解半焦和气化过程的残渣进行了矿物组成、形貌特征和有机碳微观结构分析。研究发现,典型新疆富铁低阶煤中的铁主要以菱铁矿和铁闪锌矿的形式存在。在灰化过程中,500℃温度使原煤中的含铁矿物转化为赤铁矿,标准灰化温度815℃部分形成铁尖晶石和铁橄榄石等含铁的低温共熔玻璃体。在氮气气氛下热解,半焦中铁的存在形式主要是单质铁。典型新疆富铁低阶煤在水蒸气气化过程中,首先在炭基体表面形成含钙、钠的硅铝酸盐低熔点矿物相。随着气化压力的增加,这种低熔点矿物相含量增加,说明压力能够促进含钙、钠低熔点硅铝酸盐的生成。压力升高到3 MPa,钙铁斜长石晶相含量增加,升高的压力能够促进富铁矿物参与到硅铝酸盐玻璃相的形成过程中,这将使灰的熔融温度进一步降低。气化时间对矿物转化的影响较为复杂,随着气化时间的增加,气化残渣中含铁矿物相的种类和含量都有所增加,在气化时间3 h条件下,主要生成含铁的硅铝酸盐低温共熔物和含铁硅酸盐,如钙铁辉石和钙铁榴石,这主要是因为随着气化时间的增加,阻碍灰分颗粒相互接触的炭基体消失,使得矿物相得到充分的接触。未反应的含铁矿物在气化剂的存在下被氧化生成赤铁矿。含铁矿物的存在,同时也促进了低温共熔物在炭基体表面的聚集,在一定程度上抑制了碳结构由有序向无定型的转化。

不同硅铝比微米级HZSM-5分子筛的合成及催化甲苯甲醇烷基化反应性能

HZSM-5分子筛是甲苯甲醇烷基化制对二甲苯技术中常用的催化剂之一。本研究在引入晶种调节HZSM-5分子筛形貌的同时,改变分子筛合成前驱体溶液硅铝比调控分子筛酸性位,采用一步法直接制备孔结构和酸性质均适宜的微米级HZSM-5催化剂。通过X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜、NH3程序升温脱附、吡啶红外等手段对HZSM-5分子筛的物相组成、孔结构参数、微观形貌、酸性质进行表征分析,考察了其在甲苯甲醇烷基化制对二甲苯反应中的催化性能,探讨了孔结构和酸性质对催化性能的影响。结果表明:在水热晶化方法中,合成溶液中的晶种和铝含量对分子筛的酸性质和形貌结构有显著的影响,其中5μm晶粒的HZSM-5(150)分子筛催化剂因具有更长的扩散路径和更适宜的酸性位,在甲苯甲醇烷基化评价反应中表现出60%的对二甲苯选择性和11%的甲苯转化率。通过对HZSM-5分子筛的孔道和酸性位的精细调节有效提高了对二甲苯选择性,为择形催化剂的设计提供新的方法和思路。

活性炭纤维布担载纳米TiO_2的三种方法

TiO2光催化剂与多孔炭材料的复合,可以将吸附性能与光催化降解性能有机地结合在一起。以活性炭纤维布(ACFC)为载体,采用TiO2粉体分散液直接浸涂法、中频交流磁控溅射法及溶胶-凝胶法进行了担载实验,用SEM对三种担载方法得到的样品进行形貌观察,结果表明溶胶-凝胶法比较适合于ACFC上担载TiO2。而且,通过控制提拉速度、浸涂次数、热处理条件,可以得到形貌完整、结合强度较好的复合体,该复合体的XRD衍射结果表明,ACFC表面担载的TiO2为锐钛矿,在紫外-可见光漫反射光谱中,于350～400nm区间有明显的吸收边,表明此复合体具有光催化活性。

胜利煤与木屑共液化研究

以胜利煤与木屑为原料,采用Fe2O3催化剂和S助催化剂,用高压反应釜,研究了配比、温度、反应时间及初始氢压等因素对两者共液化的影响.研究结果表明,木屑能促进煤的转化,当木屑与煤的质量比为1∶9时,油产率达到最大值;在实验条件范围内,转化率和油产率均随反应温度、反应时间和初始氢压的增大而增大.

AR沥青的流变性对炭素泡沫材料结构的影响

为探索优质炭素泡沫材料的制备条件，以AR（Aromatic Resin）沥青为原料，高压反应釜自发泡的方法制备泡沫炭基体，然后在1050℃炭化、2500℃石、墨化得到炭素泡沫材料．高温旋转式黏度计测定和评价了AR沥青的流变性能；扫描电镜、偏光显微镜对炭泡沫的孔胞结构进行了表征并与AR沥青的流变性能关联．结果表明，在外加压力为2．0MPa，温度为400～450℃时，AR沥青的黏度较低，对温度的敏感性较小，制得的炭素泡沫材料孔胞分布较窄（380～520μm），孔径较大（462μm），孔壁较薄，开孔较多，韧带排列规整，孔壁微裂纹较少，利于制备低密度、高压缩强度和高热导率的炭素泡沫材料．

工业型煤推广应用中存在的问题及解决途径

阐述了工业型煤对治理我国煤烟型大气污染的重要意义 ,从型煤机械、型煤工艺及型煤燃烧的角度 ,分析了工业型煤技术在推广使用中存在的主要问题 。

关于我国煤矸石发电存在问题的调查

论述了我国煤矸石综合利用电厂的基本情况，分析了煤矸石电厂在并网及生产经营过程中存在的问题，并提出了解决这些问题的相关建议。

型煤干燥固结系统的组成与设计

介绍了型煤干燥固结系统的组成及特点，确定了系统的工艺参数，详细探讨了系统的设计及注意问题。

链条炉改烧型煤的探讨

探讨了链条锅炉中燃烧工业型煤时遇到的一些问题 ,分析了其产生的原因 ,提出了解决的途径。

大学生科研训练实践探索

培养大学生科技创新能力是当代高校教学实践工作中的重要环节。论文提出在大学生中，根据教学资源、科研资助及师资状况，针对不同水平的学生，将科研训练分为三个不同的层次，分别为综合基础型科研训练、调研型科研训练及创新型科研训练，同时提出了科研训练的方法及考核指标，强调通过教、学、研相结合，寓教于研，教师指导，硕士、博士帮带等方法，在教学与论文环节，强化科研训练，收到了良好的效果，具有一定的借鉴作用。

工业锅炉烧型煤存在的问题及解决办法

简述了链条炉烧用工业型煤时遇到的问题,分析了产生这些问题的原因,并提出了解决的办法。

多流分析系统的设计与应用

我国的煤泥浮选自动控制水平与国外先进国家相比大约落后近十年 ,就其原因主要是缺乏煤浆灰分检测装置。本文介绍与煤浆分析仪配套的多流分析系统的设计、组成及其在淮北选煤厂的应用。

跳汰机双脉动气动数控风阀控制器的研制

利用单片机作ＣＰＵ研制跳汰机双脉动气动数控风阀控制器。通过与单脉动周期的对比实验表明，双脉动数控风阀可以改善跳汰分选效果，增强跳汰机对原煤的适应能力。

工业型煤粘结剂的添加工艺

总结了工业型煤生产过程中固态、液态及固液混合状态下粘结剂添加工艺以及为实现粘结剂均匀分散、定量准确而采取的措施。

成型压力与粉煤粒度分布对冷压型煤性能的影响

采用无烟煤为原料,腐植酸钠和高岭土复配物为黏结剂制备加压气化用型煤,考察了成型压力和粉煤粒度组成对型煤冷压强度、热压强度和热稳定性的影响。结果表明:成型压力为5.5～19.5MPa时,对大颗粒粉煤成型性能影响较大,对小颗粒粉煤成型性能影响相对较小。-0.075 mm粒度粉煤在低压5.5 MPa下制备的型煤冷压强度、热压强度和热稳定性分别达3 630 N、2 590 N、97.85%,表明小颗粒粉煤有利于制备高性能型煤;此外,-0.150 mm粉煤占成型粉煤50%时,型煤的冷压强度、热压强度和热稳定性最高,分别为4 239 N、2 713 N、98.49%。

常压升温下油煤浆表观黏度变化的研究

为探讨煤直接液化工艺中油煤浆表观黏度随温度升高的变化规律,利用高温黏度计测定了煤浆体系的黏度,考察了溶剂、煤浆浓度、煤中含水量和不同显微组分等因素以及剪切速率、配浆温度、溶胀作用等对煤浆黏度-温度特性的影响。研究结果表明,低温下影响煤浆黏度变化的主要因素是溶剂本身的性质,煤浆的表观黏度随温度升高而降低;随温度继续升高在较宽温度范围内黏度变化不大,这是由溶剂性质以及煤在溶剂中的溶胀行为共同作用的结果;当温度达到约220℃后继续升高温度溶胀作用逐渐占优势,从而导致煤浆体系的表观黏度逐渐增大。

P改性NiW/γ-Al_2O_3的低温焦油芳烃组分加氢性能研究

以γ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备了不同P添加量的负载型NiW加氢催化剂,采用固定床加氢装置,对模型化合物萘和低温焦油富集的芳烃组分进行了催化加氢。催化剂采用N2吸附、XRD、H2-TPR、XPS以及NH3-TPD的方法进行表征,加氢产物采用GC-MS和GC×GC-TOFMS进行分析。结果表明,P助剂能够扩大催化剂的孔径并促进活性金属组分在载体表面的分散;当P含量为1.0%1.5%时,能够促进Ni-W-O混合相生成,并提高催化剂表面弱酸的含量;萘加氢反应的转化率和十氢萘的选择性也在添加1.0%的P时达到最高,分别为80%和50%左右;低温焦油芳烃组分的催化加氢结果显示,芳烃饱和加氢反应占优,绝大部分芳烃转化为环烷烃,且催化剂具有显著的脱除杂原子效果。