褐煤氧化自热过程中化学结构的演变

利用线性升温模拟褐煤由低温氧化到自燃的快速自热过程,结合FTIR,对比分析褐煤氧化自热过程中化学结构的变化.褐煤的氧化自热过程经历了四个特征温度,即自热起始温度(t_(sp))、交叉点温度(t_(cp))和燃烧温度(t_(c1),t_(c2)).研究表明:褐煤氧化自热期间,—CH3和—CH2—的减少以及n(—CH3)∶n(—CH2—)的升高显示出氧更易攻击—CH2—;Ar—O—CO—R和R—O—CO—R随着氧化自热的加剧逐渐增加,而在t_(c1)后发生水解;褐煤氧化自热初期不断增加的Ar—CO—Ar在t_(cp)后大量分解生成气体氧化产物;褐煤的氧化自热经历t_(c1)后,起初相对稳定的芳香族C=C快速减少;Ar—COOH在t_(sp)后逐渐增加,而在t_(c1)后由于脱羧、脱水与酯化等反应的参与快速降低;Ar—COO—随着煤氧化自热的加剧而逐渐增加,在t_(c1)后由于分解而减少.

褐煤水分对低温氧化特性影响的研究现状

论述了褐煤的低温氧化过程,即氧化诱发期内氧在煤表面进行扩散、吸附,与煤中的活性基团反应放热,生成固体氧化产物的过程。介绍了褐煤中水分本身对煤的低温氧化具有促进和(或)阻碍作用,含有关键水分的褐煤最容易发生低温氧化。褐煤干燥过程中水分的脱除导致孔结构的坍塌、含氧官能团的生成与(或)消除以及自由基浓度和种类的改变。褐煤水分本身与水分散失引起的物理化学结构的变化共同影响着褐煤的低温氧化行为。

以CO_2作为可再生能源储存介质的零碳排放电厂过程模拟

利用可再生能源将CO_2和H2O转化为液体燃料可应用于零碳排放电厂,形成"可再生能源+CO_2+H2O→液体燃料→电力+CO_2+H2O"的循环利用模式。CO_2和H2O的转化主要有3条路径:CO+H2、CO_2+H2以及CO_2+H2O,其中CO和H2来自CO_2和H2O的电解,液体产物为甲醇。为研究3条转化路径以及零碳排放电厂,利用Aspen Plus进行建模并做热力学分析。结果表明若CO_2的转化率高于42%时,电催化转化CO_2和H2O为合成甲醇的最佳路径;若CO_2的转化率低于42%时,则CO_2和CO的催化加氢同为最优路径。零碳排放电厂CO_2的排放降低到62.5 kg/M W,仅占超临界燃煤机组排放量的7.29%。

煤低温氧化下H2O生成影响因素试验研究

为给揭示煤低温氧化机理提供理论依据,在线性升温下模拟煤的快速氧化,通过监测煤氧化过程中煤温和产生的水分,并与煤在氮气下加热过程的对比,研究煤低温氧化过程中气体氧化产物H2O的生成量,对比分析气流氧浓度、煤含水量和煤质量对煤氧化生成H2O量的影响。研究表明:煤氧化生成的H2O量随氧化温度的增加而逐渐增加;较高的氧分压促进氧在煤表面物理、化学吸附,进而使得煤氧化生成H2O量随气流氧浓度的增加而增加;煤氧化生成H2O量随煤含水量的增加而逐渐增加;尽管质量较多的煤温的升高随炉温的升高而减慢,然而由于较高的热容量,其较多的氧化自热产生较多的气体氧化产物H2O。

褐煤自燃过程中自热特性的试验研究

系统研究了褐煤自燃过程并分析该过程的自热特征;结合气体氧化产物的生成,研究煤质量、粒径、气流速率、水分对褐煤自燃过程中自热特征的影响。煤样自燃过程中经历的交叉点温度(CPT)、燃烧温度(CT1、CT2)等特征温度反映出褐煤自燃过程中的自热特征。研究表明:较小质量的煤样特征温度均偏高;粒径较小的煤样自燃所需时间缩短,CO2生成速率加快;随着气流速率升高,褐煤在CT1点后的温度逐渐升高,CO2生成速率逐渐加快;不同含水量褐煤的自燃时间不同,这可能是水分脱除过程孔结构坍塌所致。