低浓度煤层气脱氧浓缩工艺技术开发与应用

为了解决低浓度煤层气安全输送利用方面存在的问题,提高低浓度煤层气利用率,依托国家科技重大专项课题,以'十一五'科研成果为基础,研究开发出了可工业化应用的低浓度煤层气脱氧与变压吸附浓缩工艺技术及装备,并利用煤基炭材料研发平台自主研制了高效吸附专用煤基碳分子筛。通过脱氧浓缩,将体积分数20%~30%的低浓度煤层气浓缩至90%以上,O2体积分数降低至1%以下,CH4回收率在90%以上。工艺采用一次增压、二级浓缩的方式,吸附压力为0.3~0.5MPa,运行能耗为0.5~0.6kW·h/m3CNG。浓缩后的气体可加工成压缩天然气(CNG)或液化天然气(LNG)。

我国煤温和气化(热解)焦油性质及其加工利用现状与进展

煤的温和气化（热解）技术是洁净煤技术的重要内容之一。采用该工艺对低阶煤进行加工转化，可同时获取多种用途广泛、有经济价值的煤基产品，从数量和质量上较好地利用了煤资源，技术上和经济上易于实现不同层次的开发和生产，是该类煤种综合利用的有效途径。分析总结了国内主要的煤热解工艺，特别是较典型的热解工艺焦油产物的基本性质。在此基础上，对我国目前低阶燥热解焦油的加工利用现状及进展进行了阐述和比较分析。认为加氢制取机动车燃料油是此类焦油深加工的有效途径之一，同时指出应关注其中＞36℃的重焦油类的加工利用、酚类化合物的提取利用和热解焦油沥青的深加工与有效利用。

以高挥发分煤为主捣固法生产冶金焦的研究

针对我国西南地区赋存的高挥发分煤的煤质特点，采用捣固炼焦工艺在实验室内进行了以生产较优质冶金焦为目标产品的配煤炼焦试验研究。结果表明，以永荣矿务局的１／３焦煤为主，适量配入该地区的瘦煤和南桐焦煤，辅之以少量焦粉，可得到质量较优的冶金焦。

热解粒状焦化学反应活性随温度及煤变质程度变化的研究

采用ＭＲＦ热解工艺，在５００～７００℃范围内得到了３种低变质煤的粒状焦，并进行了其化学反应活性的测试。本文重点探讨了粒状焦化学反应活性与热解温度的关系，以及煤变质程度对反应活性的影响；从理论上阐述了产生这些影响的内在原因。研究结果对利用低变质煤生产高质量的粒状焦将具有一定的指导意义。

江西无烟粉煤热压型焦技术研究

在花古山无烟粉煤中配加约35%的强粘结性烟煤,于适当条件下快速热压成型,可得到优质的工业用型焦,其抗压强度≥0.8～1.05kN。重点探讨了配比、维温时间、成型温度、压力、后处理方式诸因素对型焦质量和成球率的影响。

低温热解煤焦油粗酚精馏的初步研究与模拟计算

以低温煤焦油碱洗提取的粗酚为对象,设计了4塔连续精馏工艺,并利用Aspen Plus软件对精馏过程进行初步模拟计算。通过简化组分、选择合适物性方法、DSTWU模型估算参数、RADF-RAC模型严格计算,得到了连续精馏的工艺参数。在进料量为100 kmol/h,冷凝器10 kPa,再沸器30 kPa的压力下,4塔的塔板数分别为50、32、55、50,回流比分别为14.24、10.99、10.04、15.44,塔顶馏出量分别为15.168、16.795、31.059、17.577 kmol/h,得到塔顶产品质量纯度分别为苯酚95%(回收率95.0%)、邻甲酚95%(回收率94.1%)、间甲酚83%(回收率93.2%)、2,4-二甲酚74%(回收率97.8%)。得到的精馏工艺参数可以为粗酚精馏的实验和设计提供参考。

低温煤焦油柱层析色谱族组分分离及GC/MS分析

通过柱层析族组分分离和GC/MS相结合的方法,将低温煤焦油划分为脂肪族、芳香族、酯族和极性物等,深入研究了脂肪烃(链烷烃、环烷烃和烯烃等)、芳香烃(萘、蒽和菲等)、含氧化合物和含氮化合物的种类和相对含量,对低温煤焦油化学组成进行了较好的定性定量分析。

神华煤直接液化残渣热解动力学研究

运用分布活化能模型（DAEM）对神华煤直接液化残渣热解过程进行了分析,得出残渣热解活化能E的算术平均值为144.6 kJ/mol,分布在60.1～280.4 kJ/mol范围内,活化能分布函数f（E）为非正态分布函数;指前因子k0与活化能E之间存在补偿关系.

低温煤焦油生产加工利用的现状

概述了低温煤焦油的研究以及生产、加工、利用的现状,分析了存在的问题并提出了解决问题的建议。

半焦的生产加工利用现状

概述了半焦产业的特点以及生产和利用的现状,分析了存在的问题并提出了解决问题的建议。

焦炭显微结构及矿物质存在下反应性变化规律探讨

分析了焦炭显微结构及其对焦炭反应性的基本影响,探讨了矿物质的存在对焦炭显微结构的影响机理及催化作用特征。焦炭光学显微结构对焦炭反应性影响顺序为各向同性、类丝炭和破片>细粒镶嵌>粗粒镶嵌>流动型片状结构。当有矿物质存在时,其顺序恰好相反。

焦炭反应性及反应后强度预测模型研究与分析

以研究炼焦煤性质与焦炭反应性、反应后强度之间的数学关系为目的,通过胶质体和中间相形成动力学解析导出模型的主要影响因子,以煤的变质程度、煤岩组成、粘结性、灰分及K2O和CaO含量等因素为自变量,由25种工业用煤的炼焦试验,建立出预测模型,并得出壳质组使反应性增大及反应后强度降低;K2O催化作用强于CaO,且两者的催化作用均随煤的变质程度不同而不同等重要结论.

颗粒分布对高浓度水煤浆流变性能的影响

采用体积平均粒径分别为81.30μm,14.62μm的6.07μm的三种陕西长焰煤粉以不同级配混合后制备高浓度水煤浆,利用Dinger模型评估了级配前后煤颗粒的粒度分布,研究了不同颗粒分布对高浓度水煤浆流变性能的影响。试验结果表明:级配优化可使煤颗粒的实际分布更接近理论模型分布。当浆体浓度较高时,随着浆体体系中细颗粒的增多,水煤浆流型由剪切稀化逐渐向剪切稠化转变,依次呈现出屈服假塑型、Bingham型和胀流型三种流型,拟合出了相应的的流变学模型,利用流变机理解释了浆体流型转变的原因,得到了使水煤浆具有最优流变性能的配比方案。

煤直接液化残渣焦化特性研究

采用 40kg炼焦试验装置初步探讨了用室式炼焦炉进行液化残渣直接焦化处理的基本规律, 考察了残渣所得焦炭的质量及其形状, 分析了液化残渣直接炼焦的可能性, 为今后利用焦化工艺对液化残渣进行大规模工业化处理提供试验依据。

半焦粉生产冶金型焦研究

介绍了用神府-东胜矿区废弃的半焦粉生产冶金型焦的实验条件、技术路线、方案配比和焦炭质量,讨论了原料配比对焦炭质量的影响,认为用半焦粉生产冶金型焦技术上可行。

沥青与焦粉热熔合物替代炼焦煤种的实验研究

沥青与焦粉配合后熔融均化得到挥发分和黏结指数接近焦煤的热熔合物。利用1 kg热解装置,将热熔合物替代炼焦基础煤种进行配合炼焦,考察其对炼焦产品产率及质量的影响。结果表明:以热熔合物分别替代TH焦煤、JINX焦煤、JUX弱黏煤进行炼焦,焦油产率有所提高,焦炭产率和煤气产率均降低;由于热解过程中供氢和受氢存在一定的温度差,粗苯和氨的产率也有所降低;所得焦炭的光学各向同性结构有不同程度的下降,有利于降低焦炭的反应性。

压块工艺条件下配煤对活性炭孔结构的调控作用

以大同烟煤为主料,分别和太西无烟煤、霍林河褐煤配煤,采用无黏结剂直接压块工艺制备活性炭,为了研究配煤对活性炭孔结构的调控作用,烟煤和配煤按照质量比100∶0、80∶20、60∶40、40∶60、20∶80进行试验,以碘值、亚甲蓝值和焦糖脱色率作为评价指标,利用密度函数理论解析温度77 K下N2的吸附/解吸曲线,得出活性炭孔容和孔径分布。结果表明:无烟煤和褐煤作为烟煤的配煤制备活性炭会使其孔结构向着不同的方向发育。配入无烟煤促使活性炭以产生新的微孔为主,向着微孔更丰富,总孔容更大的方向发育,碘值和亚甲蓝值随着无烟煤配比的提高而增加,由579 mg/g和128 mg/g分别增加至979 mg/g和135 mg/g;配入褐煤导致微孔短暂的发育后进入扩孔阶段,以至于总孔容减少,中孔容增加,在烟煤和褐煤质量配比在20∶80时,碘值、亚甲蓝值和焦糖脱色率分别为681 mg/g、87 mg/g和18%。

配入无烟煤炼制优质冶金焦技术研究

在保证焦炭质量的前提下,最大限度的使用无烟煤进行炼焦。通过对原料煤分析,合理配入相应的1/3焦煤,肥煤和焦煤,通过捣固炼焦工艺,进行配煤炼焦试验,以生产达到一级冶金焦标准的优质焦炭。

以宁夏焦煤为主原料炼制铸造焦的技术研究

以宁夏石炭井矿务局的焦煤作为炼焦试验主要原料，配入优质碳质添加剂，用５ｋｇ试验焦炉研制出优质铸造焦。探讨了添加剂对改善焦炭质量的作用。

内旋式移动床煤热解新工艺开发及试验

采用2t/d外热内旋式移动床热解试验装置,通过控制反应器物料热解区及粉尘沉降气室区的温度,研究了内旋式移动床工艺温度分布对13mm以下神木煤热解产物产率及性质的影响规律。结果表明:物料热解温度控制为650℃和700℃时,煤料均实现了较好热解,半焦挥发分Vdaf降低至10.36%~11.95%;相同物料热解温度,提高粉尘沉降气室温度后,辐射传热作用增强,半焦和焦油产率降低,煤气产率升高;在物料热解温度700℃,粉尘沉降气室温度500℃时,焦油收率Tard最高,为7.44%;物料热解温度为650℃,焦油模拟蒸馏360℃以下馏分含量为63.3%~72.0%,物料热解温度700℃时为67.5%~72.2%;相同物料热解温度,提高粉尘沉降气室温度后,焦油中轻油组分减少,洗油和沥青质含量增加,煤气中氢气含量增加;粉尘沉降气室温度达到550℃时,挥发物二次反应作用明显强于450℃和500℃;各工艺条件下,焦油中喹啉不溶物含量均低于1%,最低为0.51%。