煤的气化反应性与其组成的关系研究

为探究不同变质程度煤的气化反应性,采用下落式固定床反应器,以CO_(2)为气化剂,对11种不同变质程度煤的气化反应性进行了实验研究,考察了煤的气化反应性与挥发分、固定碳、碳含量及灰组成的相互关系。研究结果表明,在1 400℃下,11种不同变质程度煤的气化反应性仍有较为明显的差异,低变质程度煤的气化反应性远高于中/高变质程度煤的气化反应性,其完全气化反应所需时间和气化反应指数最大有7倍之差;从工业分析和元素分析看,挥发分、固定碳和碳含量与煤气化反应性均具有较好的相关性,相关系数为0.88以上;从灰组成分析看,碱性指数与煤气化反应性相关性较差。为此,可根据煤的挥发分、固定碳和碳含量等组成信息预测煤气化反应性的优劣,为煤气化应用提供参考。

影响煤气化反应性的关键因素

简述了煤气化技术在煤化工领域中的地位及其发展趋势;详细分析了影响煤气化反应性的关键因素,包括煤本身性质、热解条件和气化条件。结果表明:煤阶越高、孔隙结构越不发达、热解条件越苛刻,煤的气化反应性越低;煤中的K、Ca、Mg和Fe等组分对气化反应具有催化作用;高温、加压和水蒸气利于煤气化反应的进行。从现有研究来看,对多种煤在高温、高压下的水蒸气和CO2气化反应性仍缺乏深入的认识,值得进一步研究。

改性粉煤灰吸附处理含铜废水的试验研究

分别用碱、酸、高温、超声波和助溶剂对粉煤灰进行改性,对每种改性粉煤灰吸附处理含铜废水进行研究。试验结果表明:其中碱、高温、助熔剂都可改性粉煤灰,碳酸钠助熔剂改性效果最好,其最佳反应时间是30min,最适宜反应温度是20℃,最适宜p H值是10。吸附过程符合Temkin和Langmuir吸附等温式。

微波氧化脱除煤中有机硫

采用微波联合超声波分别对潞安煤、西山煤、云南煤和阳泉煤进行脱硫研究。考察了氧化剂配比、微波辐照时间、超声波联合微波等条件对煤中有机硫脱除效果的影响。实验结果表明,不同氧化剂配比有不同的脱有机硫效果。其中,V(HAc)∶V(H2O2)=1∶1时,脱硫效果最佳;微波辐照时间对脱硫率有明显的影响,随着微波辐照时间的延长,有机硫脱除率增加;先超声波后微波的有机硫脱硫效果好于先微波后超声波脱有机硫的脱硫效果。研究表明,微波是脱除煤中硫的一种有效方法。

小龙潭褐煤的热解特性研究

采用热重分析法,详细探究了小龙潭褐煤在不同条件下的热解特性,考察了热解温度、热解气氛和升温速率对褐煤热解过程的影响。实验结果表明:随热解温度的升高,热解产生的气体和焦油等挥发性组分产量不断增加,相应的半焦收率不断减小;当热解温度低于700℃时,褐煤在N_2和CO_2气氛下的热解特征一致,高于700℃时CO_2气氛下的失重速率明显加剧,焦收率明显偏低,主要由于碳与CO_2发生了气化反应;相比热解温度和热解气氛,升温速率对褐煤热解特征的影响较为有限。

烟煤焦的理化性质及其气化反应特性

为了深入了解烟煤焦的物理化学性质和气化反应性,为烟煤气化利用提供数据支撑,采用XRD、FTIR和SEM等技术分析手段,结合烟煤的煤质分析结果,详细探究了西岔沟烟煤焦的理化性质,利用热重仪考察了该煤焦的气化反应性。研究结果表明:相比原煤,西岔沟烟煤焦的石墨化程度相对较高,C—O等有机官能团十分有限,烟煤焦具有疏松有序的表面结构,碳孔隙结构十分发达。因为煤焦发达的孔隙结构利于煤焦气化反应的进行,故西岔沟烟煤焦具有较好的气化反应性。

褐煤焦的理化性质及其气化反应特性

采用XRD、FTIR和SEM等分析手段,结合煤的工业分析和元素分析结果,详细分析了小龙潭褐煤焦的理化性质,并考察了该煤焦的气化反应特性。

微波脱除煤中硫的实验研究

采用微波反应器和智能定硫仪,考察了微波处理时间、微波处理温度、浸提剂种类等因素对脱除煤中硫的影响。结果发现:脱硫率随微波处理时间增加而增加,处理时间增加到1 h后,增加不再明显;微波处理温度越高,脱硫效果越好;不同的浸提剂对微波煤脱硫的影响不同,冰醋酸与双氧水的混合浸提剂脱硫效果较好。实验得到的最佳脱硫条件为:以冰醋酸与双氧水混合比1∶1的溶剂为浸提剂,在80℃下微波处理1 h,脱硫率可达86.3%。

褐煤的高温气化反应特性研究

采用下落式固定床,在1 000℃～1 500℃内,详细探究了褐煤的高温气化反应性,对比分析了原煤和煤焦的气化反应性差异。实验结果表明:褐煤的气化反应性随气化温度的升高而增加,在高温下增加的幅度有所减小;煤的气化反应速率随碳转化率的增加,呈先增大后减小的趋势,在碳转化率10%～30%时达到最大值;在相同气化条件下,原煤的气化速率最大是煤焦的近5倍。

煤变质程度对高温气化反应性的影响

采用高温固定床,在1200℃~1400℃内,对比分析了褐煤、烟煤和无烟煤的气化反应性,详细探究了煤变质程度对高温气化反应性的影响.实验结果表明:3种煤的气化反应性均随气化温度的升高而增加,在1400℃下煤的反应性差异仍然可见;煤的变质程度对高温气化反应性的影响明显,反应性的大小依次为褐煤、烟煤和无烟煤.

石油焦高温催化气化的可行性研究

低气化反应性是制约石油焦气化利用的重要因素,为探究石油焦高温催化气化的可行性,采用下落式固定床气化反应系统,结合SEM-EDS分析技术,详细研究了石油焦在高温条件下的催化气化行为。结果表明:在1400℃下,石油焦与褐煤的气化反应性有15倍之差,富含Fe、Ca的氧化物和褐煤灰对石油焦的气化具有明显的促进作用,可将石油焦的气化反应性提高8倍之多,已接近褐煤的气化反应性;气化温度高于煤灰的熔融温度时,未反应碳的存在抑制了矿物质熔融,为石油焦高温催化气化的发生提供了可能。石油焦与煤共气化是改善石油焦高温气化反应性的有效方法。

3种煤的气化反应动力学研究

采用热重分析仪,考察了3种典型煤种的气化反应特性;利用缩核芯模型,模拟了3种煤的气化过程,并对拟合结果进行了分析。结果表明:随气化温度的升高,3种煤的气化反应性均增加;3种煤的气化反应性大小次序为无烟煤<烟煤<褐煤;3种煤的气化反应活化能分别为褐煤124.9 k J/mol、烟煤154.3 k J/mol、无烟煤100.7 k J/mol;缩核芯模型适用于褐煤和烟煤的气化,但不适用于无烟煤。

应用化学专业一体化人才培养模式的探索与实践

在“新工科”背景下,校企合作的协同育人机制备受人们的关注。针对应用化学专业学生在毕业实践课程等教学环节中存在的诸多问题,本文提出了毕业实习、毕业设计和就业一体化的人才培养模式。详细介绍了此模式探索的过程、具体实施步骤、采取的措施和实践效果,给出了采用校企合作一体化人才培养模式对专业人才培养的现实意义。

无烟煤焦的气化反应特性研究

采用热重仪,考察了高平无烟煤焦的气化反应特性;考察了氧化钙和氧化铁对煤焦的催化作用。结果表明:在800℃~1 000℃内,高平煤焦的气化反应性偏低,随温度的升高,煤焦的气化反应性呈增加趋势;添加氧化钙和氧化铁后,煤焦的气化反应性有明显增加,催化作用十分显著。

煤热解过程中气态硫的逸出特性研究

采用卧式管式炉和小型气体质谱仪,详细探究了煤热解时H_2S、SO_2、COS和CS2等气态硫化物的逸出规律,分析了CO、CO_2、CH_4和H_2等气体小分子的逸出特征及与气态硫逸出的相互关系。实验结果表明:煤热解过程中,气态硫主要以SO_2的形式逸出,COS次之,H_2S和CS2几乎没有逸出;煤热解过程中含氧官能团的分解,利于SO_2和COS的生成和逸出。