神府煤煤岩显微组分的浮选分离及富集物的低温热解产物特性研究

研究了神府煤煤岩显微组分的浮选法分离及富集物的低温热解产物特性,考察了矿浆pH值对浮选分离效果的影响,探讨了显微组分富集率对低温热解产物收率的影响,对比分析了显微组分富集物低温热解产物特性,为煤岩显微组分的分级利用提供理论指导。结果表明,调节矿浆pH值可控制煤岩显微组分的分离效果;煤样中镜质组含量越高,低温热解的焦油收率越高,而惰质组含量越高,焦油收率越低,半焦收率越高;镜质组富集物低温热解后半焦表面出现明显的大孔和裂隙,惰质组富集物低温热解后半焦的结构更加疏散、易碎,小颗粒增多;神府煤及各显微组分富集物低温热解焦油中酚类物质的相对含量较高,镜质组富集物热解焦油中的酚类、萘类和链烃类物质含量高于惰质组,而惰质组富集物焦油中多环芳烃类及苯类相对含量较高;神府煤及各显微组分富集物低温热解气的主要成分为CH4、H2、CO、CO2及少量C2-5碳氢物,镜质组富集物热解气中CH4、H2及C2-5的相对累积产率高于惰质组,而CO和CO2产率低于惰质组,原煤热解气中CH4和H2的相对累积产率高于镜质组和惰质组。

神府煤制备超细石墨粉

寻求来源广、价格低、纯度高的炭质原料是目前高性能石墨材料制备研究的一个重要方向。以陕北神府煤为原料,探讨了在高温及惰性气氛下,煤粉粒度、催化剂种类及添加量等因素对煤炭石墨化过程的影响,并通过X射线衍射、扫描电镜及拉曼光谱等技术对煤炭高温热处理产物进行了分析和表征。结果表明:当以低变质程度的神府煤为原料时,在2500℃、惰性气氛及一定催化剂存在的条件下,神府煤可以制备得到超细石墨粉;神府煤煤粉粒径越小,超细石墨粉的石墨化程度越高;氯化铁、硼酸等均可以作为神府煤高温石墨化的催化剂,并且当以硼酸作为催化剂,煤粉粒径D90<20μm时,由神府原煤可制得石墨化度为80.35%的超细石墨粉。

以太西无烟煤为前驱体制备煤基石墨烯的研究

以太西高纯无烟煤作为前驱体,通过高温热处理技术及氧化还原方法制备多层石墨烯.研究表明,在太西无烟煤中添加少量硫酸镍、氧化铁及硼酸作为催化剂,通过一定的高温热处理过程,可以制备出超纯微细石墨粉,进而通过氧化还原法制备得到煤基石墨烯.这一工作的开展不仅扩宽了石墨烯制备的原料来源,而且为太西无烟煤的高附加值利用提供了新思路.

低阶煤煤岩组分性质分析及其制备活性炭的实验研究

低阶煤制取活性炭是低阶煤清洁高效利用的有效途径之一。对陕北某矿低阶煤进行了煤岩显微组分分析,其镜质组质量分数为70.32%,惰质组质量分数为29.18%;通过浮选法探索了矿浆pH值对不同显微组分富集率的影响,结果表明:煤岩组分富集率与矿浆pH值存在非线性关系,当pH=4时,镜质组和惰质组的富集率相对较高,分别约为75%和60%。对镜质组及惰质组进行了X-射线分析及热重分析,发现惰质组的芳构化程度和缩合环数相对镜质组更高,脂肪结构更少;以惰质组为原料、KOH为活化剂,采用化学活化法制备活性炭,分析了惰质组富集率对活性炭吸附性能及微观形貌的影响,结果表明:惰质组含量高时更易生成微孔发达的活性炭。

直接碳燃料电池燃料的研究进展

直接碳燃料电池(DCFC)具有能量转化效率高、污染低、燃料来源广等优点,是缓解能源危机和环境污染的一种有效途径,其性能与所使用的燃料密切相关。本文介绍DCFC的发展历史、研究现状及发展动态,评述了煤、焦炭、活性炭、石墨等含碳物质作为DCFC燃料的优缺点,分析讨论了碳燃料的晶体结构缺陷、表面含氧官能团对阳极电化学反应的促进作用,以及碳燃料的电解质润湿能力、孔隙结构、电导率、粒径大小对阳极电化学反应的质量传递与电荷传递的相互关系;探讨了阳极催化剂促进阳极反应并提高电池性能的机制;简要讨论了DCFC碳燃料的未来发展趋势。

煤基石墨烯的制备及其光催化性能研究

以太西无烟煤为前驱体，经过催化石墨化及氧化还原方法制备了煤基石墨烯，考察了其在二氧化碳光催化过程的应用，重点研究了硫酸铁及硼酸对无烟煤石墨化过程的催化作用，以及改良Hummers法耦合等离子介质阻挡放电制备煤基石墨烯的关键技术，研究表明，在硼／铁复合催化剂作用下，可以实现无烟煤的中温石墨化；以石墨化产物可以制得微观结构优良的煤基石墨烯；在C02的光催化转化过程中，在光照时间为14h，煤基石墨烯添加量为1g／L，CO2流量为200mL／min时，目标产物甲醇的含量可达144．19μmol／L。

“三高”煤性质分析及其在KSY技术中的应用研究

为了拓展双流化床超大型粉煤气化技术(KSY技术)原料用煤范围,通过工业分析、元素分析、热失重实验、CO_(2)反应活性分析,探讨了山西晋阳某矿区煤(SXJYM)应用于KSY技术的可行性。分析结果表明:SXJYM灰分为24.11%,硫质量分数为3.55%,灰熔融性温度在1500℃左右,属于典型的“三高”煤,且其CO_(2)反应活性较低、热失重效果较差,单独作为KSY技术的原料用煤可能气化效果不佳;适量添加CaO可在一定程度上降低SXJYM灰熔融性温度;可通过将SXJYM与灰分较低、CO_(2)活性较好的新疆某矿区煤(XJM)进行级配,既能获得较好的气化效果,又可降低原料成本。

黏结性煤破黏技术的研究现状

煤的黏结性是煤的重要指标之一,对煤的热解、气化等化工应用有着重大影响。本文在大量文献的基础上,总结分析了目前国内外破黏技术的发展及研究现状,并对今后的研究趋势进行了展望。

流化床粉煤热解气化一体化工业试验研究

为了验证流化床热解气化一体化反应器一步法提取焦油与合成气的效果,在处理量为36 t/d的工业试验装置对0~300μm西湾煤进行连续运行试验,考察了热解及气化反应的产物产率及性质。结果表明,在热解温度580℃、气化温度990℃、压力1.0 MPa下,通过加氢气氛、短接触时间与固体颗粒高倍率循环的协同影响,强化床层传热传质和减少产物的二次反应,焦油产率为15.91%,格金焦油产率达到136.57%;焦油密度1.06 kg/m^(3),含尘量0.87%(质量分数,下同),含水率2.58%,焦油中轻质组分含量57.14%;半焦和灰渣的挥发分降低,硫元素含量减少;合成气中H_(2)含量(体积分数,下同)29.53%~33.79%,CO含量26.88%~30.05%,热值9471.03~10069.09 kJ/m^(3);标定期间的每小时物料平衡偏差1.27%,热量损失6.90%,碳转化率94.27%,能源转化效率82.75%。工业化试验证明,流化床热解气化一体化反应器可以有效耦合粉煤热解与半焦气化,实现了连续稳定运行,以较高产率制取了高品质焦油与合成气,不产生半焦。

神府煤及其镜质组对制备炭吸附材料并联产氢气影响的实验研究

以神府煤为研究对象,通过实验考察不同活化温度对神府煤制备炭吸附材料性能和联产氢气的影响,并研究了在活化温度为700℃时,不同富集率的神府煤镜质组所制备的炭吸附材料吸附性能、形貌特征及气相产物成分。结果表明,随着活化温度的升高,神府原煤制备的炭吸附材料的吸附性能先增大后减小,活化温度为700℃时,制备出的炭吸附材料吸附性能较好;神府煤镜质组活化过程中,活化温度为700℃时,联产氢气含量随着镜质组富集率的增大而增大。

热解条件对西湾煤与秸秆流化床加压共热解的影响

在流化床加压热解装置中考察温度、压力、气氛和生物质掺混比等条件对西湾煤与秸秆共热解特性的影响,结果表明:在600℃,0.3 MPa,100%N_(2)气氛条件下,随着生物质掺混比增加,共热解油产率先增加后降低,实验值均大于计算值;当生物质掺混比为30%(质量分数)时,共热解油的实验值达到最大(16.90%),高于计算值(13.05%);热解压力由常压升至1.0 MPa时,受高氢分压作用下较多的氢分子参与自由基的加氢饱和作用,共热解油产率先增加后降低,在0.3 MPa时共热解油产率达到最大(17.90%);100%(体积分数,下同)N_(2),100%CO_(2)和50%CO_(2)+50%H_(2)气氛下的共热解油产率分别为16.73%,16.55%和16.07%;与焦油相比,共热解油的密度变化不大,在元素中碳的质量分数由79.32%降低至71.80%,硫的质量分数由0.60%降低至0.31%,n(H)/n(C)增加;共热解油中脂肪烃、芳香烃和含氧化合物的质量分数降低,酚类组分的质量分数增加,三环及以上的多环产物裂解为小分子化合物,油品质量得到改善。

沥青基碳纤维制备研究进展

概述了碳纤维的研发现状、产品分类及性能,并从原料制备、沥青熔融纺丝、预氧化、炭化及石墨化4个阶段介绍了沥青基碳纤维的制备过程。综述了目前沥青基碳纤维制备的研究进展及各阶段的主要作用,指出中间相沥青基碳纤维的制备将是未来重点的研发及利用方向。

生物质与低变质烟煤的流化床共热解及除尘技术研究

在自主搭建的公斤级流化床热解装置中探索了秸秆与低变质烟煤的共热解特性,考察了温度、压力、进料速率等因素对除尘效率的影响。结果表明:在掺混比(低变质烟煤∶秸秆)=70∶30、温度600℃、压力0.3 MPa以及N_(2)气氛条件下,秸秆热解提供足够的氢及碱金属/碱土金属元素,使煤热解自由基和氢供体的反应达到平衡,改变煤的黏结性并破坏煤的黏结成焦,最大程度释放煤中挥发分,使共热解油收率最大为16.90%,高于理论收率13.05%。随着温度升高,含尘气体的密度、黏度等发生变化,进而改变粉尘的运动规律,半焦颗粒热团聚作用增强且黏性阻力变大,气固分离效率先增加后降低,在450~500℃时达到最大,为96.8%。压力由0.1 MPa升至0.7 MPa,气固分离效率由97.52%降至96.34%。加压抑制挥发分析出而使其发生二次裂解,热解油收率由21.05%降至18.64%。高进料速率下具有较大的料粉浓度,造成气固分离效率降低。进料速率由1.0 kg/h增至2.5 kg/h,气固分离效率由98.2%降至93.5%,热解油收率由21.05%降至18.22%,油中含尘率由1.05%增至5.04%。

煤热解影响因素文献综述

煤热解的实际过程是一种复杂的物理变化和化学变化共同作用的过程。在煤热解的实际操作中,各种各样的热解条件变化会对热解行为产生影响。本文基于国内外煤热解方面的研究,综合叙述了升温速率、煤粉粒径大小、床料、热解气氛、气体停留时间、热解温度、热解压力以及煤种对煤热解产物的影响。

Aspen Plus在煤气化技术中的应用进展

煤气化技术作为煤化工工艺过程中十分关键的技术之一,能够有效地实现煤炭清洁利用,对提高我国能源利用效率、改善生态环境等有着重要的意义。对于煤气化过程进行计算机模拟,有助于深入理解其过程本质,能够有效地节省成本、实现优化设计和优化操作。Aspen Plus软件是在众多工业领域如化工、炼油、节能等广泛应用的大型通用流程模拟软件,其在煤气化中的应用也逐步受到研究者的重视。本文简介了Aspen Plus模拟煤气化方法,综述了近年来该软件在我国煤气化中的应用成果和发展情况,指出了该软件的应用前景和发展方向,为我国煤化工的研究和技术的应用提供一定的参考。

甲烷二氧化碳干气重整催化剂研究进展

甲烷二氧化碳干气重整催化剂的研究,对天然气资源的综合高效利用和环境保护具有重要意义。简述了CH_4-CO_2重整反应的机理,从活性组分、载体、助剂、制备方法等方面,综述了国内外CH_4-CO_2干气重整催化剂的研究进展,并从反应机理上分析了催化剂失活的原因。研究表明,提高催化剂活性组分对CO_2的吸附能力、制备微小晶粒孔隙发达的催化剂是消除催化剂表面积炭的有效方法。

双循环流化床粉煤加压气化工业试验

为了验证双循环流化床粉煤加压气化制取合成气的效果,在处理量为100 t/d的工业试验装置上对粒径为0~300μm的崔木煤进行了连续运行试验,考察了双循环流化床加压气化的产物产率及产品性质。结果表明,在一级循环流化床温度为980℃、二级循环流化床温度为1100℃及压力为3.5~4.0 MPa的条件下,通过高温、活性气氛、短接触时间与高温固体颗粒高倍率循环的协同影响,工业试验装置在接近灰熔点温度下稳定运行。与一级循环流化床相比,二级循环流化床合成气中H_(2)和CO含量(体积分数,下同)分别增加3.56%和5.75%,CO_(2)和CH_(4)含量分别降低3.86%和2.39%,冷煤气效率和碳转化率分别增加8.44%和7.49%,飞灰和气化灰渣的固定碳含量分别降低10.27%和6.46%。工业试验装置的合成气产率为2.12 m^(3)/kg,有效气H_(2)含量为33.18%~36.25%,CO含量为41.04%~45.96%,热值为10119.03~10584.89 kJ/m^(3),碳转化率为96.13%,冷煤气效率为73.56%,实现了双循环流化体系中粉煤的深度转化与合成气的高效产出。

褐煤与秸秆共热解的研究

选用小麦秸秆与褐煤进行共热解实验。主要考察生物质掺混比对共热解产物及热解特征参数的影响。结果表明:生物质与煤具有不同的热解温度范围。从DTG曲线可知,共热解过程中生物质先于煤进行热解。随着生物质掺混比的增加,生物质的热解特征增强,且共热解产物收率与掺混比呈线性关系。因此可初步判断:在慢速热解条件下,生物质与煤在共热解过程中不存在协同作用。

利用GC-MS分析生物质与煤共热解油组成

文章主要利用GC-MS对生物质与煤快速共热解油品组成进行分析。结果表明:共热解油品组成复杂,已检测到的物质可分为脂肪类、芳烃类、酚类及其他含O、N、S等杂原子类物质,其中芳烃类占主要组成,含量高于60%。就定量分析结果而言,共热解焦油与煤单独热解焦油组成相近,可通过进一步的加工制取优质燃料油及化工产品。

热解压力对煤热解产物性质的影响分析

总结了国内外热解技术研究中热解压力对煤热解产物性质的影响,随着热解压力的升高,煤热解主要产物煤焦油、煤气和半焦的产率和性质均发生一定变化。在煤焦油方面,惰性气氛不利于焦油产率的提高,但在氢气氛围下,有研究表明,提高热解压力,能够提高热解转化率和焦油产率。在气体产物方面,主要的研究表明,随着热解压力的提高,气体产率和甲烷含量随之增高。在半焦方面,大部分研究表明,压力提高会提高半焦产率,降低半焦比表面积,其活性随之降低;但也有研究表明,在氢气氛围下,半焦活性得到提高。