蒙古国煤水蒸气气化制合成气及其热力学特性

对来自蒙古国不同地区的4种煤样的水蒸气气化性能进行系统研究,考察了4种煤样水蒸气气化合成气的组成与生成规律;讨论了热力学平衡对4种煤样气化反应的影响。研究发现,巴嘎诺尔煤(BN)、纳赖呼煤(NL)和阿拉格陶盖煤(AT)的水蒸气气化反应性能明显高于塔本陶勒盖煤(TT)。BN、NL和AT煤可通过水蒸气气化反应制高H2含量、低CO含量的合成气,而TT煤水蒸气气化合成气中CO的含量相对较高。造成这种现象的原因是BN、NL和AT煤气化过程中水煤气变化反应(WGSR)进行的较为彻底,消耗了煤与水蒸气直接气化反应所生成的CO,生成更多的H2,而TT煤WGSR进行程度较低,故其合成气中CO含量较高,因此认为热力学平衡是造成不同种类蒙古国煤水蒸气气化特性存在差异的重要因素。

进口蒙古国煤炭中有害微量元素的含量分布及赋存形态

为评估进口煤对国内环境的影响,采用原子荧光光谱、直接测汞仪、离子色谱、电位滴定等对360批蒙古国煤炭中的灰分、硫、汞、砷、氟、氯、磷含量进行了测定,用稳健统计等方法描述了7项指标的整体水平,并根据我国煤炭相关分级标准和富集系数进行了评价。蒙古国煤炭总体为特低汞、特低氯、低灰、低硫、中氟、中砷、中磷煤,砷的平均富集系数均为16,其环境迁入风险值得关注。利用相关分析与聚类分析推断了硫、汞、砷、氟、氯、磷的赋存形态,360批蒙古国煤炭可分为三大类,可能存在3种不同的矿脉来源,具有不同的特征。综合考虑相关分析与因子分析结果,主因子特征可描述为有机态砷伴生矿物因子、含氟矿物(氟磷灰石和硅铝酸盐)因子和硫因子。

蒙古国煤在捣固炼焦中的试验研究

蒙古国煤储量丰富,价格低廉,黏结指数在50左右。为了合理使用蒙古国煤,降低配煤成本,利用40kg试验焦炉对其进行捣固炼焦试验研究。研究表明,蒙古国煤具有较高的反应活性,单独炼焦后焦炭反应性高,反应后强度低;在基础煤较好条件下,使用20%左右的蒙古国煤,可炼制M40≥80%、M10≤7%、CRI≤30%、CSR≥60%的焦炭。

蒙古国典型煤种水蒸气气化性能及其动力学特性

利用固定床装置对来自蒙古国的巴嘎诺尔煤(BN)、纳赖呼煤(NL)、阿拉格陶盖煤(AT)和塔本陶勒盖煤(TT)进行程序升温水蒸气气化实验,考察了4种煤样气化合成气主要组分H_2,CO和CO_2的生成规律,着重研究了煤样气化反应动力学和合成气各组分生成动力学特性,并对2种动力学特性进行分析。研究发现,BN,NL和AT3种煤样气化合成气中H_2和CO_2主要在较低温区(900—1 050 K)生成,CO则在较高温区(>1 000 K)生成,而TT煤气化反应H_2,CO和CO_2均需要在较高温区(>1 000 K)生成。AT和TT煤水蒸气气化反应动力学所选取的模型与其气化合成气各组分生成动力学所选取的模型一致,分别为均相模型和缩核模型。BN和NL煤气化生成H_2,CO_2的生成动力学适宜采用均相模型,而CO的生成动力学适宜采用缩核模型,但这2种煤样的水蒸气气化反应动力学均可采用均相模型。