煤对二氧化碳反应性测试方法研究

目前,煤对二氧化碳反应性的测定一般采用奥氏气体分析法,该方法存在操作复杂、测试效率低、测定精度不高等缺陷。本文通过研究该方法的基本原理,参照国内外气体组分(二氧化碳)分析方法、气相色谱法测定煤对二氧化碳反应性等文献,采用奥氏气体分析器法和气相色谱法精细测试了宁夏地区5个煤种共11件样品对二氧化碳的反应性,主要是在色谱柱选择、自动采样、连续测定、自动保存分析数据及图谱等方面进行改进,最终确定气相色谱法可用于煤对二氧化碳反应性测定并改造出一套色谱法活性测定装置。

煤低温氧化动力学参数测试方法对比研究

针对现有研究缺乏对不同煤低温氧化动力学参数测试方法的对比分析,采用Coats-Redfern法、q/m法及Starink等转化率法3种测试方法分别计算煤低温氧化动力学参数,并以煤氧化自热反应时间和自燃临界堆积厚度作为对比参量比较3种方法的准确性。通过绝热氧化装置和同步热分析仪进行了煤样在纯氧和贫氧条件下的绝热氧化实验、多升温速率实验和恒温实验。根据热分析实验结果,分别采用3种方法计算煤低温氧化动力学参数。依据获得的动力学参数计算煤氧化自热反应时间和自燃临界堆积厚度。将计算结果与实测的煤氧化自热反应时间和采空区实际遗煤厚度进行对比,评价3种方法的准确性。实验结果表明:①通过绝热氧化实验实测的煤氧化自热温度变化率随时间的推移均逐渐增大;采用Coats-Redfern法计算得到的温度在0~8 h(q/m法为0~10 h)内几乎不发生变化,超过这一时间段后温度迅速升高;采用Starink等转化率法获得的温度变化趋势与绝热氧化实验实测结果类似。②采空区实际遗煤厚度大于Coats-Redfern法计算得到的临界堆积厚度;采用q/m法获得的临界堆积厚度超过了该工作面所在煤层厚度,与实际明显不符;采用Starink等转化率法获得的计算结果与实际较为接近。③采用Starink等转化率法获得的预测结果与实测结果更为接近,表明Starink等转化率法得到的煤低温氧化动力学参数较其他2种测试方法更为准确。

基于固-气耦合的不同氧气条件下煤粉点燃数值研究

平面热板实验是评价煤粉自热和着火危害最常用的方法,特别适用于煤粉在热表面积聚的情况。针对目前基于热板实验的煤粉着火特性的研究缺乏对煤粉与空气相耦合的煤粉着火特性的数值研究问题,在文献[9]的基础上,建立了固-气耦合的煤自燃多物理场数值模型。模拟结果表明:烟煤煤粉的厚度分别为5,12.5,20,30 mm,直径为100 mm,煤粉发生热失控情况时,烟煤煤粉在30 min之前缓慢升温到170℃,在煤粉层中心处出现高温区域,在37 min时突然发生热失控。烟煤煤粉未发生热失控情况时,煤样在30 min后温度变得稳定,温度低于150℃,不存在明显高温点。模拟结果与文献[9]的实验结果有较好的一致性。在更厚烟煤煤粉条件下,对该数值模型最小点火温度与文献[9]结果进行对比,两者差异较小,验证该数值模型的可靠性。基于该数值模型,分析了不同氧气体积分数条件下烟煤煤粉自燃特性,结果表明:(1)随着烟煤煤粉厚度增加,最小点火温度呈减小趋势。(2)热失控阶段,高温区域位于煤粉中心上部位置。(3)煤粉前期温升是由于热板热传递导致,随煤粉温度增加,煤氧化反应主导因素由热量转变为氧气。(4)煤粉温度峰值随氧气体积分数线性增加,点火延迟时间随氧气体积分数呈指数减小。

我国气化用煤工艺指标检测方法解析

基于煤质与气化工艺性能的匹配性研究有利于气化工艺的有效选择,阐述煤炭气化工艺指标标准体系建立的重要意义,在研究现有气化用煤技术条件标准体系的基础上对其核心指标检测方法进行梳理,重点针对煤的热稳定性、煤对二氧化碳化学反应性、哈氏可磨性指数等3项工艺性指标的检测方法、检测标准、影响因素进行分析,以期为相关煤炭检测、技术研究等提供参考。根据灰成分、灰黏度、氟元素、氯元素和碱金属含量等指标对气化反应过程及设备产生的影响因素分析,可考虑将上述指标纳入完整的气化工艺用煤评价标准体系中。