煤富氧低温干馏实验研究

通过对陕北榆林地区煤低温干馏应用现状的实地考察,发现干馏过程产生的煤气热值偏低,影响焦油产出和煤气高效利用.为优化生产工艺,提出富氧干馏实验方案.通过理论计算及实验数据分析,结果表明,富氧干馏完全可行,富氧干馏能够降低煤气中氮含量,提高有效可燃成分含量,使煤气热值大幅度提高,解决了由于低热值煤气无法有效利用而放空所造成的环境污染和资源浪费问题.

一种新型耐水性型焦用胶粘剂的制备

分别由两种不同种类的胶粘剂制取复合胶粘剂,并由该复合胶粘剂制取型焦,根据型焦的各项性能优选复合胶粘剂。实验结果表明,优选的复合胶粘剂是由无机水玻璃和有机聚乙烯醇(PVA)混合而成;当W(复合胶粘剂)=13%时,型焦的各项性能达到最佳值,其冷热强度分别为4.98 MPa和2.55 MPa,固定碳含量为76.42%。

煤固体热载体流化干馏实验研究

在实验室小型煤—固体热载体流化干馏装置上,以半焦为热载体,氮气为流化载气,对神木煤做了热解特性评价实验,考察了反应温度、反应时间及热载体/煤质量比对热解产物产率的影响;结果表明,神木煤流化干馏最佳操作条件为:反应温度550℃,反应时间6 min,热载体/煤质量比为2∶1;在最佳操作条件下,油收率为12.51%,比铝甑含油率高35%。

陕北半焦炭化过程能耗分析

主要对SJ型低温干馏炉生产半焦的过程进行了物料、热量衡算及过程能耗分析．结果表明，SJ型内热式低温干馏炉的半焦理论转化率为63．926%，焦油产率为6．079％，煤气产率为598m^3／t；炉体的热效率为88．90%，热工效率为84．08％，且炉体散热损失仅为4．82％，过程能耗在13．38％～17．92％之间，结合所用低变质煤的成分特征，可说明该过程属于低能耗、高产率、高附加值的洁净生产过程，适合该煤种的综合利用．

CO_2气氛中低变质煤微波热解研究

煤-循环煤气微波共热解是煤清洁高效转化利用的一种新技术。为深入剖析其作用机理,主要研究了二氧化碳气氛中低变质煤的微波热解过程,系统考察了微波功率、热解时间、气体流量和煤样粒度等因素对热解产品收率、组成及煤气成分的影响。结果表明:CO2加剧了低变质煤的微波裂解程度,使原煤中挥发分析出较多,有机质分解加快,兰炭中矿物质有效富集。在微波功率960 W、热解时间40 min、CO2流量0.56 L/min、低变质煤样粒度5~10 mm的优化工艺条件下热解,兰炭收率最高可达60.8%,液体产品(煤焦油和热解水)收率最高可达21.8%,煤气中有价成分(CO+CH4+H2)体积分数达54.03%。所得兰炭中固定碳含量达84.89%,满足FC-4级兰炭标准;挥发分含量为4.86%,满足V-1级兰炭标准。所得煤焦油中烷烃类化合物含量高达35.5%。

H_2气氛中低变质煤微波热解研究

在定制微波炉中进行了H2气氛中低变质煤的微波热解实验研究,系统考察了微波功率、热解时间、煤样粒度和氢气流量等对低变质煤微波热解产品收率及成分的影响.研究表明,低变质煤在微波功率为800W,热解时间为40min,煤样粒度为5mm^10mm,氢气流量为0.4L/min的优化工艺条件下热解,兰炭收率达59.8%,液体产品(煤焦油和热解水)收率达28.2%.热解获得的煤焦油中烷烃类化合物含量高达45.2%,兰炭中酚羟基和羰基官能团含量较高,固定碳含量高,硫和挥发分含量低.

神木低温煤焦油中含氧化合物的分析与鉴定

采用酸碱分离和萃取色谱分离方法将陕西神木地区低温煤焦油分离为酸性组分、碱性组分和5个中性组分。采用气相色谱-质谱(GC-MS)和负离子电喷雾傅里叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)鉴定了神木低温煤焦油酸性组分、中性组分4和中性组分5中含氧化合物的组成与分布。结果表明,神木低温煤焦油酸性组分中含氧化合物主要包括苯酚、茚满酚、萘酚、联苯酚、芴酚、菲酚类化合物;中性组分4和中性组分5中含氧化合物主要包括C10～C29脂肪酮和少量芳香酮。神木低温煤焦油中含氧化合物主要有O1、O2、O3、O4、O5、O6类化合物,其中O2类化合物相对丰度最高。

神木烟煤和神木兰炭结构特性研究

为了解神木烟煤和神木兰炭的结构特征,采用BET、傅里叶变换红外光谱FT-IR和X射线衍射XRD仪器分析方法对神木烟煤及神木兰炭结构特性进行对比分析,测定烟煤和兰炭的比表面积、脂肪氢和芳香氢的相对含量、微晶结构,并计算结构参数。结果表明,神木烟煤比表面积为7.011m2/g,兰炭比表面积为14.615 m2/g,是神木烟煤的2倍以上。兰炭的脂肪氢及芳香氢相对含量比神木烟煤低。兰炭的芳香环层片直径(La)为4.3792 nm,芳香层片堆砌高度(Lc)为18.1477 nm,芳香层片堆砌层数(N)为54.64;神木烟煤的芳香环层片直径(La)为3.6382 nm,芳香层片堆砌高度(Lc)为2.0722 nm,芳香层片堆砌层数(N)为6.72。兰炭芳香环层片间的距离(d002)为0.3383 nm,神木烟煤芳香环层片间的距离(d002)0.3618 nm,说明兰炭的微晶化程度高于神木烟煤。

低变质煤富氧低温干馏试验研究

用富氧代替空气与煤气燃烧提供热源,利用燃烧废气与低温干馏过程产生的干馏煤气混合形成高温循环气,对煤进行富氧干馏。试验结果表明,在不改变现行低温干馏炉结构的情况下,富氧干馏完全可行,可大幅提高煤气的有效成分,降低氮含量,煤气热值是空气助燃干馏的2倍以上,煤气放散量减少约3/4。

兰炭(半焦)替代原煤清洁燃烧的排放对比研究

为了考察兰炭作为清洁燃料,替代烟煤和无烟煤燃烧的可行性,选取不同区域具有代表性的兰炭、烟煤和无烟煤为研究对象,进行户外试烧,并在线检测燃烧过程中排放的有害气体(SO_2,NO_x)和颗粒物(PM 2.5)。结果显示,使用陕北民用燃炉、北京民用燃炉和灶台,烟煤燃烧排放的PM 2.5和总悬浮颗粒物浓度,排放的气体污染物NO_x、SO_2都远高于兰炭。