烟煤水煤气气化炉运行的可行性分析

烟煤水煤气气化炉是将双火层煤气发生炉的气化原理用于水煤气气化的一种炉型。介绍了双火层气化炉的炉型规格、供气形式和半水煤气组成;从煤气中CO2和CH4含量、气化炉反应温度、蒸汽量的调整等方面分析了烟煤水煤气气化炉生产运行的可行性;介绍了烟煤水煤气气化炉的结构形式和工艺流程;计算了原料煤成本的经济效益,结果表明,4万t/a合成氨装置每年可节约原料煤费用1160万元,20万t/a甲醇装置每年可节约原料煤费用6960万元。

义马年产5万m^3煤气气化炉的制造质量控制

主要介绍年产５ 万ｍ３ 煤气，第三代ＭＡＲＫ—ＩＶ／４ 型气化炉的制造概况及其生产过程中的关键工序、关键部件的质量控制。

烟煤水煤气气化炉简介

我国化肥工业目前中小型化肥厂仍占很大的比例，过去我们大都以无烟块煤及各种类型的无烟煤型煤为原料。近年来引进了美国德士古气流床水煤浆气化炉，在山东鲁南、上海焦化、陕西渭河、安徽淮南等单位运行。近期又将有几套流化床的朝鲜恩德气化炉及山西煤化所的灰熔聚气化炉投入运行。

富氧煤气气化技术在浮法玻璃生产中的应用

介绍了富氧煤气气化技术在浮法玻璃煤气炉中的应用和节能降耗的原理,对富氧煤气气化技术的市场前景做了分析。

含整体煤气化燃料电池-碳捕集电厂的风火储系统分布鲁棒调度方法

整体煤气化燃料电池(integrated gasification fuel cell,IGFC)是与碳捕集技术高度适配的清洁、高效、稳定的绿色煤电技术,有望克服传统碳捕集技术在低浓度CO_(2)环境下产生的高成本、高能耗问题。该文构建含IGFC碳捕集电厂的风火储发电系统。研究IGFC碳捕集电厂的运行机理,对IGFC内部各环节建立数学模型,提出工况匹配时燃烧利用率和阴极空气利用率需要满足的运行条件,并针对该型碳捕集电厂的电碳特性进行分析。为计及风电出力的不确定性,构建风火储系统的两阶段分布鲁棒经济调度模型,引入k阶适应性理论,提出基于正交支撑子集策略的求解方法来获得鲁棒对等式。最后,在改进IEEE-30节点系统中进行算例分析,结果表明,该型碳捕集电厂可利用阳极碳富集的优势,实现系统低碳经济调度的目标,并验证所提优化方法能为可行解提供可解释性。

超声空化-流体剪切协同强化油团聚分选煤气化细渣

煤气化细渣(CGFS)具有较高的利用价值,但残炭回收率低极大地制约了其资源化利用。油团聚分选法在CGFS分选过程中具有明显优势,但炭灰共生结构严重限制了油团聚分选效率。为突破油团聚法分离富集残炭技术的瓶颈问题,考察了超声时间、超声功率、流体剪切时间及其交互作用对油团聚分选效果的影响,并结合BET、粒度分布、FT-IR、XPS以及SEM-EDS等分析手段,揭示了超声空化-流体剪切(UC-FS)协同预处理对油团聚分选效果的强化机理。结果表明:当超声功率为270 W、超声处理时间29 min、流体剪切时间23 min时,能分选得到灰分为9.55%的精矿、灰分为91.51%的尾矿,可燃体回收率可提高至90.54%。超声空化作用使原本致密的炭灰结构逐渐松散,与流体剪切的冲刷作用协同促进CGFS的孔隙结构的发展,使炭灰颗粒解离度增加,从而降低了精矿灰分。UC-FS协同预处理能够有效增加残炭表面C—C、C=C以及C—H等疏水基团的比例,使其接触角由110.34°增加到121.16°,扩大了炭和灰颗粒表面疏水性差异,提高了油团聚分选的效果。UC-FS协同预处理使炭灰颗粒高效分离的强化作用主要归因于超声空化气泡与细粒微球耦合产生的微磨料效应。可为实现CGFS分质资源化利用提供理论基础和技术指导。

煤气化炉渣对煤矸石膏体充填材料性能影响

目的利用煤气化炉渣颗粒的球形特征,研究其对煤矿采空区膏体充填材料流动性和强度的影响规律,并分析其影响机理。方法以质量分数为85%的煤矸石骨料充填膏体为对照组,煤气化炉渣等质量取代膏体中煤矸石细骨料10%,20%,30%,40%,50%,分别测试新拌膏体泌水率、坍落度、扩展度、流变屈服应力和塑性黏度等浆体性能,同时测试膏体结石体抗压强度。结果结果表明,随着炉渣取代率增加,膏体泌水率增加,坍落度和扩展度增加,流变屈服应力和塑性黏度减小;与对照组相比,炉渣取代率为10%时,膏体屈服应力和塑性黏度分别降低16.7%,1.6%;与10%取代组相比,炉渣取代率为20%时,膏体屈服应力和塑性黏度分别降低47.4%,15.0%,降低速率大幅增加;继续增加炉渣取代率,膏体屈服应力和塑性黏度又缓慢增加;膏体结石体早期强度(3,7 d)随着炉渣取代率增加而小幅降低,后期强度(28,60 d)无显著变化。结论煤气化炉渣作为骨料取代膏体充填材料中的煤矸石细骨料,可以改善新拌膏体流动性,取代率达到20%时,可以充分发挥球状炉渣颗粒在多棱角煤矸石骨料间的滚珠润滑作用,减小矸石骨料机械咬合,大幅降低充填膏体屈服应力和塑性黏度;且炉渣对充填膏体结石体后期强度无显著影响。

水煤浆煤气化粗渣水流分级提炭分质

煤气化渣提炭分质是实现其减量化、无害化、资源化利用的关键。本文以榆林地区气化粗渣为原料,利用自研的水流分级装置,研究了粗渣直接水流分级与先湿法筛分再水流分级组合的提炭分质特性。结果表明:水流分级能够高效实现粗渣中的炭灰分离,通过调整水流速和叶轮转速,所得浮渣烧失量最高可达43.16%,尾渣烧失量则低至6.63%。先湿法筛分再水流分级组合能够进一步提高粗渣中炭的回收,尤其是对于0.5~0.18mm粒级样品,其烧失量可提高至70.05%,该方法相对于直接水流分级其可燃体回收率和综合效率均显著提高。对粗渣及水流分级所得样品微观结构分析发现,残炭颗粒多呈不规则形状,表面粗糙且孔隙发达,灰颗粒则主要为大小不一的熔融球体和不规则的表面光滑且致密的颗粒。密度测定结果表明,分级样品的残炭含量越高,其密度越小。

煤气化细渣及其分离后富碳组分的气化反应性

随着气流床煤气化技术在我国煤化工产业的广泛应用,煤气化后生成的气化细渣排放量逐年增加,目前气化细渣的资源化利用已成为煤化工固废治理的难题之一。选取不同碳含量的气化细渣及其分离后富碳组分为研究对象,解析了其组成、孔隙结构和微观形貌等结构参数,基于热重分析仪探究了其在CO_(2)气氛下的气化反应性,并采用等转化率法分析了气化反应动力学,揭示了煤气化细渣及其富碳组分结构特性与其气化反应性的内在关联。结果表明:孔隙结构是影响气化细渣及其富碳组分气化反应性的关键因素,孔结构发达的样品具有更高的气化反应性。随气化过程升温速率升高,气化细渣及其富碳组分的气化反应区间均向高温偏移。此外,具有相对较高固定碳含量的气化细渣、富碳组分气化反应活化能随转化率升高而降低,而样品本身高灰分气化细渣、富碳组分的气化反应活化能随转化率的增大而升高。研究结果为气化细渣及其分离后富碳组分的资源化利用提供理论指导。

煤气化细渣疏水-亲水双液炭/灰分离实验

这是一篇矿业工程领域的论文。煤气化细渣是煤气化过程中产生的一种固体废物,其中残炭严重制约了其资源化利用,从煤气化细渣中提取残炭是一个紧迫的问题。本研究应用疏水-亲水双液分离技术来提取煤气化细渣中残碳,其主要的影响因素有搅拌速度、搅拌时间、疏水液体用量、矿浆浓度、矿浆温度和疏水液体种类。疏水-亲水双液分离技术对煤气化细渣有优异的提碳降灰效果,其碳产品的灰分可达30%以下,灰质产品的灰分可达95%以上。通过表征分析揭示了分离机理,结果表明残炭对煤油的吸附强度远超灰质,使得煤油处理过的残炭疏水性大幅度增加,容易被油相捕获。本研究可为煤气化细渣的高效提碳降灰提供重要指导,有助于实现煤气化固废的综合利用。

煤气化细渣高炭组分超声强化酸浸法制备多孔材料

煤气化细渣是煤炭清洁高效利用的副产物之一,其资源化应用迫在眉睫。通过简单筛分得到固定碳含量高于60%的高炭组分,并以此为原料,采用超声酸浸法制备多孔材料。以核废水中放射性碘的吸附处理为应用背景,用碘吸附值表征多孔材料的吸附性能。结合SEM、BET、XRD和FT-IR等性质和结构分析方法,系统研究了超声时间、超声功率、酸浓度和温度对多孔材料碘吸附性能和组成结构的影响规律;并探讨了超声强化酸浸对残炭的组成结构的影响机制和灰成分的迁移转化规律,总结出超声强化酸浸作用机理。结果表明,煤气化细渣高炭组分在酸浓度为4 mol/L、酸浸温度为50℃、超声功率为210 W,超声时间1.5 h的条件下,所制备多孔材料的碘吸附性能最佳,为468.53 mg/g,比表面积达到474.97 m^(2)/g,且具有以介孔为主的丰富孔隙结构。各因素对多孔材料碘吸附性能影响的顺序为:超声时间>酸浓度>超声功率>酸浸温度。超声强化酸浸作用机理是超声空化和机械波作用一方面强化炭灰黏附颗粒的解离,使堵塞在气化细渣孔道内的灰颗粒脱附,增加孔隙结构的连通性;其次,会导致炭灰颗粒表面裂纹的产生,增强碳颗粒内部无机组分的可及性;第三,能够提高酸浸过程的传质速率,强化气化细渣中的无机组分的浸出效果。

基于高效解离-选择性絮凝耦合作用的煤气化渣提炭实验研究

煤气化渣是由煤气化工艺产生的一种富含铝硅酸盐、灰组分及残炭的大宗工业固体废弃物,其规模化生产对生态环境造成了严重的影响。因此,将煤气化渣进行炭-灰分离是实现其减量化、无害化和资源化利用的关键。以煤气化渣为研究对象,采用高效解离-选择性絮凝耦合作用的工艺,为实现煤气化渣更为合理、高效的资源化利用,减少煤气化渣带来的土壤、空气、水体资源等污染问题,对煤气化渣进行提炭实验研究。首先分析了煤气化渣的理化性质,其次采用单因素变量法探究了磨矿时间、pH、絮凝剂种类、絮凝剂用量、高速剪切转速对煤气化渣提炭实验的影响,以实现残余炭产品的高度富集。结果表明:原煤气化渣灰分质量分数为67.19%,普通湿筛筛上物料灰分质量分数为54.3%,当煤气化渣磨矿时间为5 s, pH为7,絮凝剂聚氧化乙烯用量为0.4 kg/t,在转速为4 000 r/min高速剪切15 min的条件下提炭效果最佳,最终可获得产率为26.6%、湿筛筛上灰分质量分数为43.3%的残炭产品。对比普通湿筛法,基于高效解离-选择性絮凝实验方法在普通湿筛的基础上灰分质量分数降低了11%,降灰效果明显。

煤气化细渣脱灰提碳技术研究进展

分析了煤气化渣的组成和形貌,针对气化细渣中碳资源的特点综述了其用作燃料、吸附材料、工业材料、催化剂材料的现状。讨论了气化细渣脱灰提碳技术的分类和原理,总结了近些年相关技术的研究现状及进展。目前物理法脱灰提碳主要采用浮选法和重力分选法,两种方法各有特点,但都存在脱灰效率不高的问题;化学法采用酸碱洗的方式处理气化细渣,炭灰分离效果较好,但此过程会消耗大量的酸碱试剂。未来,应进一步探究气化细渣炭灰分离的机理及特点,开发合理且经济的脱灰提碳分离技术;同时,应加强耦合物理法和化学法的组合工艺的开发。

煤气化渣制备碳硅介孔材料及甲基橙吸附性能研究

开发了一种煤气化渣低成本制备碳硅介孔材料的方法,探究了影响孔结构的因素和在甲基橙中的吸附性能。采用酸浸法制备碳硅介孔材料,通过材料的孔隙结构和金属氧化物浸出率对制备工艺进行优化。结果表明,温度和时间影响较小,原料粒径和酸浓度影响较大。粒径较小的原料酸浸之后比表面积更大,酸浓度对于碳硅介孔材料的影响比较明显,最佳的酸浓度为16%(质量分数),金属氧化物浸出率和残余碳含量综合影响着比表面积和孔容的大小。煤气化渣基碳硅介孔材料的吸附过程与伪二阶吸附模型最为接近,吸附平衡符合Langmuir模型,对甲基橙最大的吸附量为89.13 mg/g。

煤气化渣对矿山废水中黄药的吸附性能研究

这是一篇环境工程领域的论文。本论文以煤气化渣作为吸附剂,处理矿山废水中的正丁基钠黄药,通过X射线荧光分析仪、扫描电镜、傅里叶红外光谱仪以及比表面积和孔径分析对煤气化粗渣(CGCS)和煤气化细渣(CGFS)的成分、结构特征和表面性质进行了表征,结果表明,CGFS有着更发达的孔径结构和更大的比表面积。吸附实验研究表明,两种煤气化渣对正丁基钠黄药的吸附均符合Langmuir吸附等温线模型,是自发放热的过程,该吸附过程符合准二级动力学模型,吸附速率常数CGFS>CGCS。其中,CGFS对正丁基钠黄药的吸附性能优于CGCS,其最大吸附量可达181.95 mg/g。

煤气化渣活化过硫酸盐体系氧化去除菲

采用固体废弃物煤气化渣(CGS)作为过硫酸盐(PS)的活化剂,考察CGS/PS对菲的去除性能。使用SEM-EDS、XPS表征了CGS的微观结构和元素组成;通过自由基掩蔽实验和电子顺磁共振(EPR)实验确定自由基种类;考察了CGS质量浓度、PS初始浓度、初始pH、共存离子对CGS/PS体系中菲去除率的影响,探讨了反应机理并推测降解路径,并使用ECOSAR软件评估菲及其产物的毒性。结果表明,CGS中Fe元素质量分数为11.9%,可有效活化PS。在菲质量浓度为1 mg/L、pH=3、CGS质量浓度为0.7 g/L、PS初始浓度为1 mmol/L的条件下,60 min后CGS/PS体系对菲的去除率可达95.34%,PS的利用率为29.18%。菲降解过程符合伪一级动力学模型,CGS/PS体系产生了SO_(4)^(–)•和•OH,且SO_(4)^(–)•在菲降解过程中起主要作用,共存离子HCO_(3)^(–)、NO_(3)^(–)对反应的抑制作用较显著。菲主要通过去羰基、羟基化、脱碳等反应分解为长链酸、酯,最终转化为CO_(2)和H_(2)O。ECOSAR模型评估发现,菲降解的中间产物毒性普遍低于菲。

耦合绿电煤气化生产化学品过程CO_(2)减排潜力

耦合可再生能源生产的绿电为煤气化反应供热以消除燃烧供热实现自热平衡的影响,不仅可有效降低气化过程CO_(2)排放量,还能提高合成气氢碳比(H/C),从而降低以煤气化为源头生产化学品的水煤气变换工段中CO_(2)排放。对不同类型的常规气化反应器和相应的耦合绿电反应器进行建模与模拟,判明合成气组分的主要影响因素,分析了温度对合成气组分的影响,探讨合成气H/C随温度变化规律,并计算不同化学品生产过程的CO_(2)减排潜力。结果表明,耦合绿电的气化反应器合成气中CO_(2)排放较常规气化反应器分别减少了12.63%(固定床)、11.01%(气流床)、9.23%(输运床)和5.12%(流化床),且H/C呈上升趋势;温度对合成气组分影响较大,热解解耦和气化反应的反应器一定程度上影响合成气组分;温度低于1500 K时,H/C随温度升高而降低;温度高于1500 K时,H/C随温度升高而缓慢升高;耦合绿电煤基化学品生产过程CO_(2)排放大幅减少,操作在更低温度和压力的气化反应器具有更高的合成气H/C和CO_(2)减排潜力;耦合绿电的固定床系统效率优势明显;考虑到耦合绿电的高温反应器存在的技术困难,耦合绿电的固定床、流化床和输运床反应器更具可行性。

H_(2)O_(2)氧化联合化学复合淋洗去除煤气化细渣中重金属

以内蒙古某煤化工企业煤气化细渣为对象,研究了H_(2)O_(2)氧化联合化学复合淋洗对煤气化细渣中Cu、Pb和Cr的去除效果,优化了淋洗工艺条件,并采用XRD和SEM技术对煤气化细渣进行了表征。实验结果表明:以柠檬酸(CA)和草酸(OA)配制复合淋洗剂,在复合淋洗剂浓度为0.05 mol/L、淋洗液固比为10∶1、淋洗剂pH为3,淋洗时间为1.0 h、淋洗次数为3的条件下,煤气化细渣中Cu、Pb和Cr的去除率分别达到73.1%、70.1%和79.4%;H_(2)O_(2)氧化联合化学复合淋洗可促进煤气化细渣中Cu、Pb和Cr形态的转变,并有效降低易迁移态占比。表征结果显示,H_(2)O_(2)氧化联合化学复合淋洗不会破坏煤气化细渣的结构。

磁性煤气化渣的制备及吸附特性研究

以固体废弃物煤气化渣为原料,采用酸浸与化学共沉淀法制备磁性煤气化渣(MCGS),并利用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)对制备的MCGS进行了表征。研究结果表明:MCGS呈现出粗糙、多孔的结构,而且其表面与孔道中负载了分布较为均匀的、具有反尖晶石结构的Fe3O4粒子。进而以罗丹明B(RhB)为目标污染物,对其吸附性能进行了研究,当溶液pH为3.0,吸附时间为200 min, RhB初始质量浓度为200 mg/L,MCGS用量为2.0 g/L时,RhB的去除率为90.66%,吸附容量为90.66 mg/g。吸附等温线与吸附动力学研究结果表明:MCGS对RhB的吸附动力学与准二级动力学模型相吻合,吸附等温线与Langmuir相一致,说明该过程是一个单分子层吸附、以化学吸附为主的过程。该研究为煤气化渣的资源化利用提供了新的技术与方法。

煤气化渣改良黄土的力学特性试验分析

为解决煤气化渣存量逐年增多且利用率低与黄土地区路基填料缺乏的双重难题,提出用煤气化渣改良黄土作为路基填料,改良土的力学性能直接决定其是否适用。通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、固结试验、黄土湿陷试验,分析和研究不同煤气化粗渣掺量和不同养护龄期下煤气化粗渣改良黄土的力学特性。结果表明:当煤气化粗渣掺量为6%且养护龄期为28 d时,黄土的无侧限抗压强度由364 kPa提高到568 kPa,增长了56%,黄土的黏聚力由42.1 kPa提高至81.8 kPa,增长了94.3%;煤气化粗渣掺量为6%时,黄土的压缩系数由0.33 MPa-1降为0.11 MPa-1,降低率达66.7%;煤气化粗渣改良黄土的湿陷系数随煤气化粗渣掺量的增加先降低后逐渐升高,当掺量为6%时,黄土的湿陷系数由0.035降低到0.016,降低率为55%。即在煤气化粗渣掺量为6%且养护龄期为28 d的条件下,煤气化粗渣改良黄土的无侧限抗压强度和抗剪强度得到显著提高,煤气化粗渣改良黄土的压缩系数和湿陷系数则显著降低。