褐煤固体热载体干馏新技术工业性试验

在平庄建成褐煤固体热载体干馏新技术（简称ＤＧ法）工业试验装置．热的粉焦作为热载体．装置干馏褐煤能力为１５ｔ／ｄ．ＤＧ法工艺含煤流化提升干燥、煤焦混合加热干馏、流化提升加热粉焦和流化燃烧等过程．在该装置上进行了平庄褐煤干馏试验．反应器的干馏温度达６００℃，产生的煤气热值为１７ＭＪ／ｍ￣３左右；轻焦油中酸性份为１２％，中性油为４２％；半焦粉活性好，热值高于原料煤，可作为无烟燃料或作为流化气化原料．试验褐煤的处理量达到了设计能力．

升温速率与煤氧化特征关系的实验研究

运用热重分析方法对铁法晓明煤矿的3种煤样在不同升温速率下进行动力学实验,得出实验煤样在不同的升温速率时的4个特征温度值;且随升温速率的提高,煤样的热重(TG)曲线向右偏移。计算得出3种煤样从常温到着火温度前活化能随升温速率增大而增大,通过进一步的分析,认为实验采用较低的升温速率更有助于得出较为准确活化能值。

用于中低温热解的低阶烟煤型煤的制备

将低阶烟煤粉煤制成高热强度的型块用于中低温热解,可减少环境污染、提高低阶烟煤的利用率。选用东荣长焰煤为原料,以煤焦油为黏结剂,利用自制模具在液压机上压制型煤,测定型煤的强度,研究成型压力、黏结剂掺入量和原料水分对型煤性能的影响,并利用扫描电镜对型煤微观结构进行分析表征。结果表明:型煤的强度随黏结剂含量的增大而增大,随成型压力的增加先增加后减小,水分含量对型煤强度也有一定影响;煤焦油能浸润煤粒,充填在煤粒间隙,起到了良好的粘连作用;在煤焦油掺入量为10%、原料水分质量分数为13%、成型压力为63 MPa的条件下制取的型煤强度最佳,热强度、冷压强度、热稳定性和落下强度分别达到536.4 N/个、691.3 N/个、97.98%、99.49%,可满足中低温热解对原料的强度要求。

高温低氧气氛下煤粉恒温燃烧SO_2释放特性

利用可实现恒温热重测量的自制实验台,在800-1 400℃内,采用燃烧失重与同步SO2排放监测相结合的分析方式,研究了高温低氧情况下各因素对煤粉燃烧过程SO2排放的影响.结果表明：低氧情况下,SO2瞬时生成量曲线在恒温800℃、1 000℃为单峰形式,在1 200℃、1 400℃为双峰形式,且随温度的升高峰值增加;SO2瞬时生成量曲线峰值形态主要由温度决定,但也受CO2体积分数的影响;高温1 400℃时,氧体积分数的增大使得更多SO2在焦炭燃烧阶段释放;高温低氧情况下,SO2累积排放量随CO2体积分数的增大先增加后减小.

低温热解处理后煤的热重分析

采用等温与非等温相结合的方法，对低温热解处理前后的兖州煤、大同煤的热解历程进行分析。发现处理后煤样的热解行为发生一定程度的改变，其动力学参数数值发生一些变化，并且在各个温度处的失重量变化明显。

煤质粉末活性炭自燃和热稳定性分析

针对煤质粉末活性炭最显著的热危险特性——自燃危险性进行试验。采用粉尘层最低着火温度测定系统对煤质粉末活性炭进行自燃试验,测定煤质粉末活性炭的最低着火温度;采用SDT Q600热重分析仪测定煤质粉末活性炭在氮气和空气气氛中以20℃/min的速率升温至700℃时的热解和燃烧特性,通过TG/DTG曲线计算其着火温度,并进行热稳定性评价。粉尘层自燃试验结果表明,煤质粉末活性炭最低着火温度为400℃,具有自燃危险性,易形成阴燃;氮气气氛中热解试验表明,热解过程经历了室温~120.0℃和280.0~700.0℃两次轻缓失重阶段,646.44℃时挥发分热失重速率最大,对应热失重速率峰值为0.082 6%/℃,自燃危险性较低;空气气氛中燃烧试验表明,燃烧过程经历了室温~95.5℃和300.0~600.0℃两次剧烈失重阶段,分别为吸附水分受热蒸发和氧化生成的有机官能团分解脱附导致,565.35℃时挥发分热失重速率最大,对应热失重速率峰值为13.20%/min,粉末较强的氧气吸附效应和较低的导热系数导致其自燃倾向较高,火灾危险性较大。

灰化温度及热解气氛对生物质灰灼烧失重特性的影响

应用热重-差热分析法研究了空气和氮气气氛中2种灰化温度(600和815℃)下制得的稻壳和稻秆等生物质灰的灼烧失重特性。结果表明:不同飞灰在空气中灼烧的质量损失均可分为剩余水分的蒸发、有机成分的快速热裂解以及无机成分的缓慢挥发等阶段,而氮气中飞灰的质量损失并未出现明显的分段热解规律;空气中600℃生物质灰的主要质量损失发生在300~550℃之间,而815℃稻壳灰的主要质量损失区间为200~600℃,815℃稻秆灰在300~550℃之间的质量损失只有1.76%;灰化温度升高,飞灰的总质量损失明显降低。空气中不同灰化温度下的稻壳灰在950~1 050℃之间都出现放热峰,但该温度区间并无明显质量损失;815℃的稻秆灰在750℃附近则存在由于KCl熔融吸热引起的吸热峰,而600℃稻秆灰的热解过程则未出现明显的吸热峰;氮气中生物质灰的热解存在2个分隔明显的质量损失速率峰,这是由2种质量损失机制单独作用而成:600~800℃之间的质量损失主要是由不稳定的碳酸盐(Ca CO3、Ma CO3等)受热分解造成,而在800~1 200℃之间的质量损失则主要是由灰中活泼的碱金属氯化物(KCl、Na Cl等)受热进入气相所致;相同灰化温度下的稻壳灰或稻秆灰在空气中热解的总质量损失明显高于氮气。

固定床神华烟煤高温中速热解特性研究

本文研究了中速热解过程中神华烟煤的组分析出规律,基于管式炉获得了不同热解压力和温度情况下神华烟煤的热解产物,分析了其热解机理。同时,对热解组分分布、产量和热解失重率规律进行研究。结果表明:在高升温速率下(可达100 K/s),热解失重率随热解温度的升高而不断增加,随热解压力升高而降低;热解气组分以H2和CO为主,CH4和CO2次之,C3H8和O2含量几乎接近于零,析出顺序不尽相同,析出曲线表现为单峰或双峰分布;热解压力会对组分析出峰产生较大的影响;热解气产量随热解温度升高而增大,但其与热解压力呈非线性的变化关系。

长焰煤低温干馏失重动力学实验研究

用鄂尔多斯盆地东胜长焰煤,在定型的低温干馏炉中制备20个有不同干馏程度的兰炭样品。这些样品的区别在于是否经过恒速升温干燥脱水阶段、或恒速升温到达哪个轻微热解温度、或在特定恒温强烈热解时间的长短。通过恒温热解动力学方程先计算3个温度下强烈热解阶段的失重速率常数后,再计算强烈热解阶段的指前因子和活化能。通过恒速升温热解动力学方程分别直接计算脱水阶段和轻微热解阶段的指前因子和活化能。结果表明:在460~510℃区间的恒温强烈热解阶段的失重活化能为149.1kJ·mol^(-1),失重率最小;从室温到245℃区间的恒速升温干燥脱水阶段的失重活化能为32.3 kJ·mol^(-1),失重率次之;而从245℃开始的恒速升温轻微热解阶段的失重活化能为19.1 kJ·mol^(-1),失重率最大。

聚丙烯废塑料与配合煤共炭化的焦炭微观结构及热态性能研究

针对聚丙烯基个人防护装备需求量剧增而导致的聚丙烯基废塑料增多,在炼焦煤中配入废塑料是实现产城融合及固体有机废弃物绿色资源化利用的有效途径之一。在炼焦配合煤中配入聚丙烯塑料,分别用坩埚和2 kg焦炉进行共炭化试验以研究聚丙烯塑料对炼焦煤热解及成焦性能的影响。结果表明,聚丙烯塑料的热解失重温度区间完全重叠于配合煤的热解失重温度区间之内。配入聚丙烯塑料后,配合煤的固软温度区间由70.4℃最大变宽至106.3℃,黏结指数由78减小至71,最大膨胀度由21.9%减小至-4.7%,能提高共炭化过程中胶质体状态的连续性,促进成焦。聚丙烯塑料配入量为4%时,坩埚焦的结构强度和显微强度均有所提高,且坩埚焦的各向异性程度得以提高,坩埚焦的粒焦反应性降低,而粒焦反应后强度提高。采用成型煤工艺并添加4%的聚丙烯塑料进行炼焦,相较于单独用散煤炼焦所得的焦炭,其结构强度由84.71%提高到89.02%,显微强度由45.22%提高到47.12%,粒焦反应性由43.03%降至41.94%,粒焦反应后强度由58.31%增至64.60%,即聚丙烯废塑料与配合煤共炭化的焦炭质量有所提高。

不同变质程度炼焦煤的热解特性研究

通过热重分析法研究了5种不同变质程度炼焦煤的热解特性,为科学配煤炼焦和合理利用炼焦煤资源提供理论支撑。研究结果表明:在热解过程中,随着炼焦煤变质程度的提高,热解失重量逐渐降低,主要失重温度区间向高温区移动。

发电厂冷渣器冷却水回水接入点改造及经济性分析

北方联合电力有限责任公司蒙西发电厂2号300 MW循环流化床机组存在低压加热器凝结水温升过高、冷渣器循环效率低及凝结水流量过大等问题,主要原因是冷渣器回水接入点不合理。通过方案论证,对冷渣器冷却水回水接入点进行改造。改造后,低压加热器凝结水温升趋于设计值;汽轮机回热得到合理利用,汽轮机热耗由8680.97 kJ/kWh降至8382.5 kJ/kWh;供电煤耗由363 g/kWh降至359.8 g/kWh,提高了机组运行的经济性。同时通过凝结水泵电机变频改造等措施,解决了凝结水流量过大的问题。

块煤中低温热解技术开发应用及研究方向

简述了目前国内外块煤中低温热解技术的开发及应用情况,主要介绍了我国3种内热式煤热解技术:神木三江SJ热解技术、陕西冶金设计研究院SH热解技术及鞍山热能院ZNZL热解技术的开发利用现状和特点。通过分析目前块煤中低温热解技术中存在的问题,指出了块煤中低温热解技术的研究方向。

微炭化工艺对橡胶木和杉木性能的影响

对橡胶木和杉木进行微炭化处理,研究微炭化工艺(炭化温度为130、140、150、160℃,保温时长为5、7、9 h)的可行性,并与未处理材和高温热改性材(温度为180℃,保温为2 h)对比,以试件的失重率、尺寸稳定性和颜色作为表征指标。结果表明:随着处理温度的升高和处理时间的延长,两种木材的失重率和尺寸稳定性逐渐提高,颜色变深。当温度为160℃,保温为9 h时,两种木材的失重率与高温热处理材相当,但杉木的各项评价指标明显更优。

长焰煤洗选对其热解反应性影响研究

选煤过程导致的矿物质组分及有机质成分变化可影响热解过程和其动力学。研究选用神东煤制油选煤厂原煤R-YL和分选加工后得到的精煤C-YL作为实验样品,基于热重分析技术研究了升温速率为5、10、20K/min条件下的热解行为,结果表明:原煤经洗选得到精煤后,灰分下降的同时也改变了灰的酸碱度,但并没有改变有机组分的主要组成特性;洗选脱灰减少了矿物质含量,降低了其催化活性,使得不同升温速率下初级热解阶段(300~550℃)的精煤热解最大失重速率要比原煤的稍低;而洗选后方解石含量的降低,使其受热分解造成的失重减少,造成不同升温速率下高温热解阶段(550~700℃)的原煤最大失重速率比精煤稍高。此外,通过热解动力学分析,发现低温时R-YL和C-YL的表观活化能E值差异几乎可以忽略,表明洗煤过程不会对化学性质产生很大的改变;高温阶段的表观活化能E受固有矿物热力学性质的影响。

煤质活性炭氧化自燃热失重及传热特性研究

为了对煤质活性炭氧化过程中传热特性及热失重变化进行探究,采集生产工艺过程中的3种煤质活性炭:压块料、炭化料及活化料,利用激光导热仪及热重-差热同步热分析仪对样品氧化反应过程中的热物性及热失重参数进行测定,结合非线性氧化热动力学方法、计算得出各样品表观活化能。结果表明:活化料及炭化料总放热量、最大热释放率均大于压块料,热物性参数表现出明显的阶段特征,样品热物性参数对温度敏感性排序依次为比热容>热扩散系数>导热系数;活化料及炭化料表观活化能小于压块料,经过炭化及活化工序,炭化料和活化料氧化自燃倾向性增大。

外在水分对长焰煤孔隙结构及自燃特性的影响研究

为了研究煤体浸水后的孔隙结构和氧化自燃特征,将长焰煤制备成含水率为4%~20%的水浸煤,采用全自动比表面积分析仪和同步热分析仪分析原煤及水浸煤的孔隙结构特征和热失重规律,得到原煤及水浸煤的特征温度,并通过动力学分析计算出表观活化能。结果表明:随着煤中含水量的增多,煤比表面积和平均孔径逐渐增大,同时,高位吸附温度和干裂温度逐渐增大,即30~125℃内,水分对煤氧反应的抑制作用占主导地位;当温度超过125℃后,水浸煤的质量最大值温度和燃点温度均低于原煤;煤中水分蒸发,水浸煤的较大孔隙有利于氧气吸附,主要表现为促进作用,且含水率为12%的煤样的表观活化能最小,促进效果最佳。