褐煤热风提质工艺价格模型的建立及分析

提出了一种褐煤热风提质工艺流程的价格模型,阐述了价格模型建立的过程,并对该模型中的部分参数进行了具体分析。通过对模型中不同参数的设定,分析了褐煤热风提质工艺流程中对干燥工艺成本影响较大的因素。

低阶煤干燥脱水技术的研究

介绍了转筒式干燥工艺、流化床干燥工艺、气流床干燥工艺等蒸发干燥工艺和热力脱水工艺(HTD)、机械热挤压脱水工艺(MTE)、UBC低阶煤干燥提质技术等非蒸发脱水工艺的工艺流程、技术特点及发展现状等。分析了低阶煤脱水工艺系统建设过程中干燥工艺、厂址、干燥介质与能源消耗的选择原则和依据。发现低阶煤干燥脱水工艺的选择应考虑目标用户对产品质量的要求,产品加工工艺对提质煤水分的要求且应尽量选择安全可靠、能耗较小、成本较低的干燥技术。厂址的选择需多方面综合考虑。干燥介质的选择应因地制宜,同时必须综合考虑干燥介质的成本及安全性。较低的干燥能耗才能够保证干燥工艺的长期运行,并产生经济价值。低阶煤干燥脱水技术的研究为低阶煤干燥工艺的选择及良好运行提供参考。

干燥强度对褐煤孔隙结构及水分复吸的影响

为考察干燥强度对褐煤孔隙结构及水分复吸的影响,以宝日希勒褐煤为研究对象,在恒温200℃条件下进行了4种不同强度的干燥试验,得到了不同全水分的干燥煤样。采用低温氮吸附法分析了褐煤的孔隙结构特征,并对原煤及不同干燥强度煤样的孔径分布、孔体积和比表面积进行了表征。试验结果表明:在恒温200℃干燥过程中褐煤煤质无明显变化;原煤及不同干燥强度煤样的孔隙结构特征基本一致,等温吸附曲线均属第Ⅱ类,吸附回线均属H3型;随干燥强度的增加,煤样的比表面积先减小后增大,总孔体积和平均孔径逐渐增大。复吸试验结果表明,不同干燥强度煤样的水分复吸量随中孔的增加而增大,选择适宜的干燥强度来减少中孔的增加是抑制褐煤水分复吸的有效途径。

烟气分析法测试燃煤SO_2释出量的研究

为了有效控制SO2的排放量,有必要研究不同温度下燃煤排放SO2含量的测试方法。介绍了烟气分析法用于测试燃煤可释出SO2含量时的试验方法,其中包括间歇式烟气分析法和连续式烟气分析法。通过分析烟气分析法的精确度及重现性,分析该方法的优缺点,并验证其可行性。结果表明:烟气分析法的精确度和重现性不佳,但是可以及时反映燃煤排放SO2的真实情况。因此在完善测试装置后,烟气分析法作为燃煤SO2的测试方法值得进一步深入研究。

燃煤固硫效果评价方法及评价指标的研究

通过对不同燃料煤添加固硫剂前后硫排放试验研究，对不同固硫剂的固硫效果进行了测试和科学的分析评价。分析讨论了自固硫效率、最大固硫效率和有效固硫效率3种固硫效率指标在评价燃煤固硫效果时作用的差异，提出有效固硫率是评价燃煤固硫剂固硫效果最为科学可行的评价指标。

褐煤蒸发脱水机理的研究进展

基于我国褐煤的高水分含量限制了其开发利用,褐煤提质干燥等预加工工艺备受关注,对目前国内外有关褐煤蒸发脱水机理的研究进展进行了分析与综述,包括褐煤干燥特性、单颗粒褐煤干燥模型、薄层干燥机理和多孔介质干燥机理在褐煤干燥机理研究中的应用等。分析表明:现阶段缺乏系统的、适用性广的褐煤干燥机理模型,应全面考虑褐煤干燥过程中的影响因素,并针对褐煤的特殊性进一步建立能满足工程实际需要的褐煤干燥脱水理论及相应的模型。

化学滴定法评价燃煤固硫效果的探讨

介绍了化学滴定法的试验方法,通过测试不同燃料煤添加不同固硫剂后燃烧释放二氧化硫含量的试验,探讨了化学滴定法作为评价燃煤固硫效果测试方法的优点和不足,提出了通过放大反应煤量和利用连续式入料的方法以消除测试误差的建议。

褐煤干燥后水分复吸的实验研究

空气湿度是产生复吸的重要条件，湿度越高复吸的程度越高；自然条件下，温度越高复吸速度越快；产物粒度越小复吸速度和复吸程度越大。深度干燥煤的复吸水主要发生在煤堆表面。研究了高温烟气干燥褐煤的水分复吸性能，结果表明，在6％～11％的全水含量范围内，干燥煤复吸后水分升高幅度基本一致。在此全水范围内干燥煤全水高低不会影响复吸结果。

散装静止煤的移动采样系统智能化采样方案算法研究

在煤炭的生产、贸易过程中各环节质量管控离不开准确、快速、先进的煤炭分析技术,目前散装静止煤采样质量管控工作基本依赖人工操作进行,其受环境及人为因素影响较大,因而机械化智能化采样方式需对散装静止煤采样点算法进行研究。基于国家标准的采样逻辑分析,并结合煤堆特征识别研究、多层级随机布点算法研究、采样区间智能划分和采样点精确定位、采样方案设计软件层实现,构建1套基于图像识别及随机算法的采样方案,系统根据采样方案进行采样点的二次定位,保证采样点和采样方案的设计一致。基于煤场智能成像技术,系统可实现煤堆快速成像、采样随机布点、行车路线智能规划等功能,采样过程全程管控,保证系统采样过程无人为因素影响。应用结果表明,移动采样智能升级技术通过构建对象、设备、信息化管控及设备交互层架构从而实现采样过程的智能化与可溯源性,移动采样系统可依据智能算法达到预先设计目标并自行优化采样过程。

准东煤滚筒干燥试验研究

采用试验室滚筒干燥器对准东煤进行干燥试验,并根据正交试验结果分析干燥温度、干燥时间、通气量、处理量等对准东煤干燥效果的影响。正交试验分析结果表明:在滚筒干燥过程中,干燥温度、干燥时间对准东煤干燥效果的影响较大,根据煤质分析结果可建立准东煤发热量的预测模型。

新疆白石湖富镜质组高碱煤热解特性

利用固定床热解炉、格金干馏装置和热重分析仪研究了白石湖富镜质组高碱煤(BS1和BS2煤)的热解特性和产物产率;同时在碱金属钠形态表征的基础上,考察了不同前处理方法对热解产物和动力学参数的影响。结果表明,白石湖煤在600℃热解焦油产率最大,煤气产率随温度升高而增加;BS1和BS2煤固定床热解的焦油产率分别为13.98%和13.75%,远高于准东煤的1.61%。焦油具有低密度、高H/C原子比和柴油馏分特点,净煤气以H_2,CH_4和CO为主。BS1和BS2煤水溶钠(H2O-Na)占比分别为79.58%和85.38%;醋酸铵溶钠(AcNH_4-Na)占比10.32%和8.06%,但含量较低的Ac NH_4-Na对焦油抑制作用显著大于H2O-Na。经水、醋酸铵和盐酸溶液处理后,BS2煤热解活化能和指前因子呈现降低趋势,格金焦油产率从14.80%分别增加到15.45%,17.18%和16.92%。

哈尔乌素煤中矿物固相反应对煤灰熔融特性的影响

以鄂尔多斯地区哈尔乌素煤为研究对象,利用光学显微镜和X射线衍射(XRD)等手段分析了煤中主要矿物组成,研究了助熔剂SiO_2,Fe_2O_3和CaO在不同添加量下对哈尔乌素煤灰熔融性温度的影响。利用FactSage软件中的Equilib模块,模拟了添加助熔剂前后煤中矿物的固相反应过程。结果表明:超过1 250℃后,哈尔乌素煤灰中的主要成分是长石和刚玉,刚玉质量分数超过了40%,这是原煤煤灰熔融性温度较高的重要原因。原煤中分别添加7%(质量分数,下同)的SiO_2,10%的Fe_2O_3和12%的CaO后,煤灰熔融温度降低幅度较大。高温下煤灰中部分耐高温矿物与助熔剂发生了固相反应,生成的低熔点矿物和低温共熔物是煤灰熔融性温度降低的直接原因。

煤中典型矿物在高温下演变规律

煤中典型矿物可以分为6种:黏土矿物、硫化物、磷酸盐、碳酸盐、硫酸盐和其他矿物。煤中矿物在升温过程中的演变过程对煤灰黏温特性影响较大,因此煤中矿物构成对煤炭的应用范围和利用途径造成一定的影响。通过研究煤中主要矿物的构成和不同矿物组合在升温过程中的变化规律,可为气化原料煤的选择和调节气化用煤煤灰黏温特性提供参考。笔者阐述了煤中主要矿物在高温下的转化过程及其主要产物。将高岭石、伊利石、黄铁矿等8种矿物根据矿物特性分为3组,采用FactSage软件在1000~1600℃进行了模拟研究。计算过程中选择惰性气氛,每隔100℃进行一次计算,每个矿物均以1 mol的量参与计算,出现新的矿物或旧矿物消失的条件下,该温度点的矿物组成也进行模拟计算。研究结果表明,高岭石和伊利石组成的系统在1600℃时仍存在莫来石,透长石在1145℃消失,1145~1286℃生成了白榴石。黄铁矿、磷灰石、方解石、菱铁矿、石膏、石英组成系统生成的铁尖晶石在1106℃消失,羟基磷灰石在1455℃时消失。当8种矿物共存时,生成的羟基磷灰石在1285℃时消失,莫来石在1118℃时消失。1448℃后固体大部分进入熔渣。莫来石是煤中典型的耐高温矿物,当煤灰中低熔点矿物形成熔渣后,可与莫来石反应生成低温共熔物,降低了煤灰中固体物质的含量,有利于改善煤灰黏温特性。

褐煤提质技术现状与发展方向展望

阐述了褐煤提质技术的原理,对国内外常见的蒸发提质技术、非蒸发提质技术和热解提质技术进行说明,并介绍了国内褐煤提质典型示范工程的情况。通过分析褐煤提质技术在运行过程中遇到的主要技术瓶颈,对解决部分问题的方案进行探讨,并展望了今后褐煤提质技术的发展方向。

神经网络在煤质预测中的应用

介绍了回归分析在煤质预测中的应用与瓶颈,结合神经网络的发展历程,阐述了神经网络在煤质预测中的应用,并从数据代表性及预处理等方面探讨了神经网络在煤质预测应用中应注意的问题,指出BP神经网络、Elman神经网络或二者变形后的神经网络在煤质预测方面已获得部分应用,其中神经网络的特性将使其在煤质指标分类、煤质预测等领域中获得更为广泛的应用。

蒙东褐煤干燥特性实验研究

研究了蒙东地区两种不同煤化程度褐煤的干燥过程,并对干燥至不同程度的褐煤进行分析.在干燥过程中不同煤化程度褐煤干燥速率变化趋势较为一致,煤化程度对干燥速率有一定的影响.煤化程度较低的乌拉盖褐煤其平均干燥速率较高,达到最大干燥速率的时间点较早.干燥过程改变了褐煤的微观结构,干燥后水分较低的褐煤其比表面积与原煤相比有所增加.随着干燥后水分的不断降低,褐煤中的含氧官能团表现为先减少后增加的趋势.与宝日希勒褐煤相比,乌拉盖褐煤中含氧官能团开始增加的时间点较早,更容易被氧化.

神东地区侏罗纪煤中矿物的热转化特性

利用光学显微镜和X射线衍射(XRD)对神东侏罗纪煤中矿物富集样品进行分析,考察神东煤中的主要矿物种类,采用XRD和热重分析研究了气化条件下随温度变化神东侏罗纪煤中矿物的热转化特性,结合热力学软件FaceSage对煤中矿物热转化特性进行模拟。结果表明:神东侏罗纪煤中的矿物主要有黏土矿物、碳酸盐矿物(方解石)、硫化铁类矿物(黄铁矿)、刚玉、石英和赤铁矿;煤灰受热过程中主要发生碳酸盐矿物和硫酸盐类矿物的分解反应及钙铝黄长石、硅灰石和钙长石的形成反应等,在整个煤灰熔融过程中,硅铝酸盐类矿物起着骨架支撑的作用;FactSage能够较准确地模拟煤灰熔融过程发生的矿物热转化行为,神东煤灰受热过程中液相是在900℃左右开始形成,完全转变为液相的温度是1 286℃。

低温干燥对褐煤含氧基团及其吸水性能的影响

采用红外光谱法确定褐煤中含氧官能团的种类,利用化学法分析干燥前后褐煤表面含氧官能团的变化,吸水性能用最高内在水分来表征,研究低温干燥过程中温度、干燥程度和干燥气氛对褐煤含氧基团及其吸水性能的影响.结果表明,褐煤中羧基和酚羟基含量较高;惰性气氛低温干燥时,酚羟基含量基本不变,羧基发生少量分解;空气下干燥时,羧基含量先减小,之后在氧化作用下,羧基和酚羟基含量同时增大.随着干燥程度的加深,煤样最高内在水分先减小后增大.

山西煤用于干粉气流床气化的煤质适应性研究

与气化炉匹配的煤质条件会保证气化炉的平稳运行,提高气化炉的气化效率。为提高干粉气流床气化炉的气化效率,本文结合干粉气流床气化用煤的技术要求及煤炭质量分级等相关标准,对山西大同煤田的弱黏煤和沁水煤田的贫煤、无烟煤的煤质特征进行分析评价,开展山西煤用于干粉气流床气化的煤质适应性研究。结果表明:山西地区煤种丰富,其中可气化用煤主要分布在大同煤田和沁水煤田。地处大同煤田的虎龙沟煤、小峪煤和地处沁水煤田的润东煤的灰分较高,干基灰分分别为31. 81%、35. 59%和42. 17%;煤气化时煤中硫主要以H2S形式存在于煤气中,小部分残存于灰渣中,含硫化合物会腐蚀煤气运输管道,大同煤田金庄煤的全硫含量较高,干基全硫高达2. 10%;从煤炭有害元素含量分级来看,山西气化用煤的氟、氯、砷、汞和磷含量普遍较低,但润东煤的氟含量较高,干基氟含量高达235μg/g,煤炭气化过程中,高温下煤中氟分解为HF及少量Si F4、CF4等进入煤气中,因此有必要在气化前通过分选达到降灰、降硫和降氟的目的。山西气化用煤大多为中高灰熔融性温度煤,润东煤ST为1 340℃,其余煤的ST、FT均大于1 500℃。煤灰黏温特性试验结果表明,灰黏度为25 Pa·s时,虎龙沟煤灰对应的温度为1 445℃,小峪煤、同忻煤和塔山煤灰对应温度分别为1 630、1 645和1 605℃。从灰渣形态看,虎龙沟煤的灰渣形态为玻璃渣,小峪煤、同忻煤和塔山煤的灰渣形态为结晶渣,用于气流床气化时可能导致温度操作区间范围窄,因此建议采用通过添加助熔剂、配煤或分选手段达到改善熔渣渣型的目的。

新型移动式采样三轴机械臂运行动作研究

针对山西散装站台外购煤炭交易量大、铁路运输装车时间紧、条带状煤堆采样采样时间有限等状况,传统的固定式机械采样设备受地域限制较大,很难灵活地完成不同位置、不同形式煤堆的采制样工作问题,因而需采用移动式三轴机械臂带动采样头进行采样动作。为解决三轴机械臂采样点精确定位问题,提出1种计算算法,可根据机械臂和采样点之间的位置关系确定机械臂到达采样点所需要的主要参数,并对参数的适用范围进行校准,即当采样点超过机械臂工作范围时需跳过该点且进行下1个采样点的采样。机械臂采样模式可提高样品的代表性和采样作业的标准化、规范化,同时降低工人劳动强度和劳动安全,提高作业效率,降低企业运营成本。