淖毛湖煤在热解过程中钠的迁移转化规律

采用立式管式炉对淖毛湖原煤和洗煤进行热解,利用电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)等检测手段研究了淖毛湖煤在不同热解温度下碱金属钠的析出特性及不同赋存形态之间的迁移转化规律。结果表明:乙酸铵洗煤和盐酸洗煤的不溶钠在热解过程中会向乙酸铵溶钠和酸溶钠转化,其中钠的挥发性呈现增加的趋势,释放量在3%~24%;而水洗煤在热解过程中钠会从水溶态、乙酸铵溶态和酸溶态向不溶态和气相迁移转化。原煤中钠主要以水溶态为主,在热解过程中水溶钠会向其他形态转化,其中钠的挥发性先减少后增加,在600℃达到最低。低温下钠的挥发来自乙酸铵溶钠的分解,高温下水溶钠和酸溶钠会进入气相,使得原煤和洗煤在800℃时钠的挥发速率增加。

焦炉多余热回收系统的分析及优化

为了研究焦炉多余热回收系统中能量的利用情况,依据[火用]分析理论,通过对某焦化厂实际案例的计算,对现有的余热回收方案进行分析,指出3个子系统运行过程中的能量回收的薄弱环节。结果表明:干熄焦、荒煤气、烟气余热回收系统的[火用]效率分别为55.16%、17.18%、51.75%,干熄焦系统的[火用]损主要为换热过程中产生的不可逆换热损失,荒煤气系统的[火用]损主要为出口[火用]损以及不可逆换热损失,烟道系统的[火用]损主要为烟气出口[火用]损。在此基础上依据各等级能量匹配利用的原则对原方案进行优化,并使用[火用]分析理论对其计算并分析。结果表明:优化过后的余热回收系统的总[火用]效率为58.72%,相比优化之前提高了11.07%,系统总不可逆换热[火用]损降低了155.49MJ/t干煤。

淖毛湖煤热解过程中碱金属的迁移转化特性

基于Na,K盐含量控制对新疆低变质煤热解炼制油气品质的重要作用,通过建立固定床热解实验台,考察了淖毛湖煤在还原性气氛下热解温度对碱金属的迁移转化特性的影响。研究结果表明,淖毛湖原煤中Na主要以水溶态形式存在,K主要以不溶态形式存在。随着热解温度的升高,半焦收率呈先快速降低后缓慢降低的趋势,焦油收率呈先升高后降低的趋势。当热解温度低于600℃时,随着热解温度的升高,水溶Na向不溶Na转变;但当热解温度高于600℃时,不溶Na开始向水溶Na转化。在低温条件下,煤中的不溶K大量释放,酸溶K含量呈上升趋势;当温度高于600℃时,不溶K含量的下降速率减慢,水溶K含量增加。此外,热解释放的Na,K主要存在于焦油中,气体中含量相对较少。

煤热解过程中Na对吡啶氮迁移释放的影响机理

基于密度泛函理论和过渡态原理,在M06-2X/6-311G(d)水平上研究了煤热解过程中碱金属Na对HCN和NH3形成的反应机理和生成路径的影响。选择含吡啶的七元环作为煤模型,以Na在煤表面的吸附结构作为含Na煤模型。结果表明,Na的存在显著增强了吡啶环中N、C原子间键合力,使N原子从苯环中剥离需要更高的活化能,从而抑制了HCN的生成;但Na能提高煤的表面活性,Na存在时NH_(3)生成的速率决定步骤能垒值比无Na时低271.35 kJ/mol,对NH3的形成有明显促进作用。

Zigzag型含氮煤焦热解生成NO_(x)前驱物路径研究

基于密度泛函理论和过渡态原理,在M06-2X/6-311G(d)水平上研究了吡咯氮和两种不同结构吡啶氮的Zigzag煤焦模型热解过程含氮化合物迁移释放NO_(x)前驱物的机理,其中“吡啶氮1模型”指的是N原子序号为28的模型,“吡啶氮2模型”指的是N原子序号为29的模型,所涉及的基元反应均寻找到了过渡态,并得到每一步反应的活化能.通过各反应的吉布斯自由能对比分析,找出容易进行的反应路径.结果表明,吡咯氮模型热解生成HCN的过程更易进行;吡啶氮1模型C—N键断开,然后C—C键重新成键形成中间体IM2的过程所需克服能垒为195.8 kJ/mol,小于其他两条路径所对应的能垒299.7 kJ/mol、296.6 kJ/mol,故此过程更易发生反应;吡啶氮2模型经过渡态TS1克服能垒370.2 kJ/mol,小于吡啶氮1模型第一步反应能垒,说明吡啶氮2模型热解路径更容易发生.