低阶煤微波辅助催化热解焦油特性研究

为提升低阶煤热解焦油产品的品质,在微波管式热解炉内,考察了K、Ca和Fe对煤热解焦油生成特性的影响,研究了不同焦油产品的族组分分布和芳香烃组成结构的变化规律。结果表明:负载K、Ca和Fe的煤样会快速响应微波产生极化损耗和电导损耗,使得活性组分周围被选择性加热因而诱发焦油催化裂解反应进行。微波辅助金属组分可催化调节焦油族组分分布,K、Fe使苯及其衍生物含量分别增加了12.8%和25.15%,Ca使脂肪烃含量显著增加了212%。K、Ca和Fe显著促进了三环、四环芳烃的开环裂解并使得四环以上芳烃几乎消失,其中Fe可将三环芳烃芴、苊和菲及其衍生物含量分别降低62.68%,67.25%和58.33%,表明微波辅助金属组分改变了重质芳烃的裂解途径,促进了焦油产品的轻质化。

山西农村气化模式与经济性研究

农村地区的天然气市场潜力巨大,采用高效清洁的天然气取代目前常用的秸秆、沼气和煤炭作为新能源已成为大势所趋。气化农村不仅符合新农村建设的要求,更是＂气化山西＂战略布局中的重要组成部分。据山西统计年鉴（2014）披露的数据显示,山西省共有行政村28203个,其中2850个行政村实现气化,占总数的10.1%;按照《山西省改善农村人居环境规划纲要（2014~2020年）》,到2020年山西省将有10000个行政村实现气化,占总数的35.5%。

焦炉煤气低温换热式甲烷化反应器性能研究

基于焦炉煤气低温换热式甲烷化工艺进行试验,考察了其核心装置低温换热式甲烷化反应器在甲烷化过程中的运行情况。试验结果表明,该反应器在升温过程中控温精确;在连续1 000 h运行过程中,装置运行平稳,反应器出口气组成稳定,其中出口气中CO_2转化率大于98.0%,CO转化率大于99.8%,能够一步完成焦炉煤气甲烷化反应。同时,该反应器可在负荷为1 650~1 900 m^3/h下稳定运行。

微波辅助铁催化低阶煤热解特性

微波加热技术具有快速均匀、选择性加热和安全环保的优势,为煤炭高效分级转化利用提供了新途径。为研究微波辅助兼具介电响应和催化性能的金属组分Fe对低阶煤热解产品分布、气相组成及半焦碳微晶结构和介电性能的影响,在微波管式炉上对酸洗后负载不同量Fe的华夏低阶煤进行了催化热解实验。借助向量网络分析仪、XRD、FT-IR、Raman和SEM表征了不同Fe负载量煤样微波热解半焦的物化性质。结果表明:Fe催化剂有效强化了煤样对微波的介电损耗,能够显著提高升温速率使得煤样在短时间内即可达到热解终温。微波优先与Fe催化剂作用可高效诱发煤大分子有机质催化裂解反应的发生,使得合成气(CO+H2)产量由酸洗煤样的221 mL/g明显提高至负载1%,3%和5%Fe煤样的273,394和457 mL/g。金属组分Fe的引入明显增大了热解半焦的介电损耗因子ε″r和损耗角正切值tanδ,进而充分增强了半焦以热能形式耗散微波能的能力。微波辅助Fe催化剂抑制了半焦基本结构单元横向的内部生长和纵向的结合缩聚,增大了芳香碳网的不规整度,促进了碳骨架结构中小芳香环体系和无定形碳含量的提升,将有利于增强半焦的气化反应活性。此外,微波辐照下Fe催化剂的引入有助于半焦孔隙结构的构筑,促进了半焦表面形态由平滑致密层状向疏松多孔状的发展。

山西省燃煤发电与燃气发电分析研究

介绍了山西省能源及电力能源供应格局,论述了燃煤发电和燃气发电的特点;在燃煤发电和燃气发电污染物排放数据分析的基础上,对如何进一步推进燃煤发电和燃气发电可持续发展提出了相应的建议。

焦炉煤气制合成天然气补碳技术研究

介绍了焦炉煤气制合成天然气的工艺流程,提出焦炉煤气合成天然气补碳技术,并对补碳经济性进行分析。焦炉煤气制合成天然气补碳技术能提高设备利用率,降低生产工艺能耗,利于能源的可持续发展。

焦炉煤气甲烷化富氢尾气制氢技术研究

介绍了焦炉煤气净化及甲烷化工艺,提出了焦炉煤气甲烷化富氢尾气制氢技术,并对富氢尾气制氢技术进行了分析。有机储氢载体不属于危化品,便于运输,储氢量高,基于液态有机储氢载体的富氢尾气制氢技术安全可靠,经济可行,充分利用了现有的富氢尾气资源,促进了焦炉煤气的综合利用。

山西农村居民居住特点的调查研究

基于区域代表性和工业化程度的调研原则,对山西境内平遥市、榆次区、清徐县、寿阳县和五寨县五个典型区域的17个代表性的村庄进行了调查和研究。通过剖析山西农村聚居的影响因素,分析总结了山西省农村的居民居住特点,进一步探讨了山西农村聚居的未来发展趋势。

山西省煤化工发展现状与趋势

叙述了山西省煤化工发展的现状、优势及存在的问题,指出,未来山西煤化工发展的主要趋势。

朔州煤分质清洁利用研究

为实现对朔州低阶煤分质清洁利用,利用外热式中低温热解提质专有技术对朔州煤进行热解试验。结果表明,提质煤产率随着热解温度的升高而降低,煤气的产率随着热解温度的升高而增加;热解温度为700℃、时间7 h条件下,焦油产率达到6.29%。

焦炉煤气甲烷化镍基催化剂活性评价研究

利用双通道微反装置研究了温度、空速、汽气比对焦炉煤气甲烷化镍基催化剂活性的影响。结果表明,温度为400℃、空速为8 000 h^(-1)、汽气比为0.15时甲烷化镍基催化剂的活性最好,CO与CO_2转化率超过99.9%。

煤炭微波热解技术研究进展

鉴于微波加热具有整体性加热、选择性加热、快速、高效等特点,从微波加热的机理、煤对微波介电响应的影响因素和煤的微波热解研究现状3个方面介绍了微波加热技术在煤炭热解中的研究进展。常温条件下煤的介电性能一般较差,导致煤炭微波热解初始阶段升温速率相对较慢。使用炭基材料和金属氧化物作为微波吸收剂的强化微波热解可以充分发挥微波加热技术节能高效的优点,其中部分金属氧化物具有催化作用,提高煤焦油和煤气有价组分(CO+CH4+H2)的产率。在富氢气氛下的强化微波热解也具有加剧煤加氢裂解程度的作用,改善产品结构,提高煤焦油产率。最后指出了未来煤炭微波热解技术研究方向,为我国煤炭热解技术的进一步发展提供参考。

煤层气规模开发条件下压力传播特征研究

为实现煤层气规模开发,利用井间干扰扩大降压面积,增加解吸体积,有助于提高煤层气产量。以韩城HJ1井组为研究区,采用数值模拟方法模拟研究了规模开发条件下不同时期的压力传播特征,并结合研究区煤层气井生产资料,对相应阶段的煤层气井产能特征进行了分析。结果表明:研究区规模生产条件下,形成了压力传播出现3种阶段特征。排采1年后,井间干扰未形成,压力独立传播特征;排采2年后,部分井形成井间干扰,同时由于储层压力非均衡性增强,也形成了压力"孤岛"现象特征;排采6年后,最终形成井组整体井间干扰特征。

微波辅助铁催化华夏煤热解及煤焦结构演变特性

微波热处理技术以其独特的快速均匀、选择性加热方式为基于热解转化的煤炭清洁高效利用提供了新途径。为研究微波辅助兼具催化活性和介电响应的Fe基催化剂对低阶煤热解升温和热失重特性、气体析出规律以及煤焦介电性能和碳微晶结构演变行为的影响,在微波管式热解炉上对华夏低阶煤进行了不同辐射时间下的Fe催化热解实验。借助矢量网络分析仪,N_(2)-吸附,FTIR,XRD,Raman和同步热分析仪等表征了煤焦物化性质。结果表明:引入Fe催化剂能够充分强化热解挥发分在5~15 min内的深度释放使得煤样呈现出更为明显的热失重。微波优先被Fe催化剂损耗可有效促进活性位点的生成,进而高效诱发了煤大分子官能团热裂解反应的发生,连续辐射5 min即可明显促进H_(2)和CO的快速生成,最终使得合成气产量由煤单独热解的198 mL/g显著提高至370 mL/g。煤微波辅助热解过程中Fe催化剂的引入有效抑制了煤焦芳香碳层的横向内部生长和纵向堆垛,进而显著提升了碳微晶不规整度以及丰富了碳骨架中的缺陷结构,有助于大幅提升煤焦气化反应速率使其气化反应指数增加4~5倍。Fe催化作用下挥发分的快速释放以及金属氧化物的生成充分强化了煤焦以热能形式耗散微波能的能力,进而使其介电损耗因子ε″_(r)在辐射10~20 min内呈现出大幅增加的突变。此外,微波辅助活性组分Fe能够侵蚀煤基质表面发挥造孔和扩孔作用,从而有利于煤焦高比表面积的形成以及发达孔隙结构的构筑。

宜川地区太原组-山西组烃源岩评价

根据烃源岩地球化学分析成果,应用所测岩样中有机碳含量、氢指数(IH)、生烃潜量(S1+S2)、干酪根镜下鉴定、碳同位素以及Tmax,对鄂尔多斯盆地宜川地区太原组-山西组中发育的煤层、暗色泥岩和含泥生物灰岩,从有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度三个方面进行了烃源岩评价。研究表明,研究区太原组暗色泥岩的有机碳含量平均为2.35%,山西组的平均为2.27%;有机质类型以III型干酪根为主,含少量Ⅱ型干酪根烃源岩;有机质热演化程度达到过成熟阶段,均属中等级别烃源岩;研究区具有较好的天然气生气潜力和勘探前景。

煤层气直井低产原因与高产因素诊断分析

以沁水盆地南部樊庄区块现有煤层气地面开发直井实际排采规律为基础,从区域3号煤层地质特征、煤储层特征和工程因素3个方面入手,对煤层气单井低产原因与高产因素进行诊断分析。结果表明:在樊庄区块斜坡带构造特征下,煤层埋深浅,构造部位相对高点容易高产;在小范围内,煤岩组分中镜质组含量大小和含气量大小对产能影响较大;在开采工艺和钻完井工艺等工程因素相同的情况下,水力压裂时总压裂液量和砂比的合理设计决定着有效裂缝长度和支撑剂的支撑效果,前置液量与携砂液量配比在0.8~1.2之间、砂比控制在10%~15%之间时,压裂效果好,有助于实现高产。

沁水盆地山西组页岩气勘探前景

通过野外地质调查、岩心观察、老井复查、分析测试等方法,研究沁水盆地山西组泥页岩的有机地球化学特征、储层特征、储量等,结果表明沁水盆地页岩气勘探前景较大。

沁水盆地页岩气开发可行性研究

随着我国经济的快速发展,能源需求迅速增加,开发页岩气受到了国家及相关企业的高度重视。通过对相关文献与资料的研究,表明沁水盆地具有页岩气赋存的地质条件。文章介绍了沁水盆地页岩气的资源状况,总结了山西省多年开采煤层气积累的相当丰富的钻井、完井与采气技术,希望能对页岩气的开采起到借鉴作用,并对气田开发的经济可行性做出了初步评价,同时提出了在开采页岩气过程中注重环境保护的建议。

焦炉煤气甲烷化技术进展

结合国内外焦炉煤气甲烷化制备合成天然气技术,分析了焦炉煤气甲烷化反应的化学原理和反应特性,并对甲烷化催化剂的组成特点进行总结。根据移热方式可将甲烷化技术分为绝热甲烷化技术和等温甲烷化技术,介绍了各种甲烷化技术的工艺流程及应用,对技术的应用前景进行了展望。绝热甲烷化技术主要通过原料气分股或调节循环气量来控制反应温度,适用于原料气处理量较大的甲烷化项目;等温甲烷化技术工艺流程较短、能耗较低、控制系统简单,适用于中小规模处理量的甲烷化项目。

鄂尔多斯盆地山西区页岩气开发潜力分析

山西地处鄂尔多斯盆地东南缘,为分析鄂尔多斯盆地山西区页岩气潜力,通过野外地质勘查和取样,结合页岩沉积条件、有机质丰度、岩芯分析等实验结果,对鄂尔多斯盆地山西区页岩气资源储量进行了初步估算,结论认为山西省境内页岩气资源丰富,具有较强的开发潜力。