褐煤干燥提质和无粘结剂成型技术的研究现状及进展

论述了褐煤中水分的存在形式,即褐煤中的水分主要由外在水分、内在水分和结晶水组成,其中外在水分较易脱除。介绍了国内外褐煤干燥提质技术、针对高水分褐煤干燥研发的新技术及与褐煤干燥相关的其他提质技术的研究进展,其中,新研发的褐煤干燥技术中,过热蒸汽流化床褐煤干燥技术(WTA)具有效率高、能耗低、安全等特点,在单位能耗方面具有明显优势。通过对褐煤无粘结剂型煤的成型工艺及型煤耐水性能的试验研究,说明褐煤无粘结剂成型技术制备的型煤样品质量良好,吸收水分的速率大大降低,热解与燃烧活性也有所下降。最后分析了褐煤无粘结剂成型机理,即主要有沥青假说、腐植酸假说、毛细孔假说、胶体假说和分子粘合假说5种。

粉煤灰作为高温煤气脱硫剂载体的可行性研究

基于XRD、SEM、激光粒度分析仪和成分分析等不同测试方法,比较了不同大小的粉煤灰颗粒的物化性质和微观形貌特征。以不同颗粒大小的粉煤灰为载体,制备了一系列铁铈氧化物高温煤气脱硫剂,以此研究粉煤灰作为高温煤气脱硫剂载体的可行性。在600℃的硫化实验表明,粉煤灰作为铁基高温煤气脱硫剂的载体,不仅能有效提高脱硫剂的脱硫精度和其硫化再生后的机械强度,且粉煤灰自身也有一定的脱硫作用。

褐煤低温干燥特性的实验研究

中国褐煤储量丰富，但较高水分极大地限制了其开采和利用，对其进行脱水提质是解决褐煤高效利用的关键。通过热重分析仪（TGA）对HL和YN的不同粒径褐煤，分别在50，80和110℃等温干燥2h。结果表明：在每个干燥温度下煤样都能达到恒重，随着温度的升高煤样总失重增加，说明煤中水分与煤表面之间具有不同的结合强度；随着水分的降低，水分蒸发所需能量增加，煤水之间的相互作用加强，其中包括氢键和微孔对水的束缚力。粒径0．250～0．150mm、水分26．61％的HL褐煤在50c（二干燥后，水分降至6．96％，此时水分以分子层水的形式存在；干燥温度升至110℃时，煤中水分并未明显降低，说明煤中官能团与水分子间形成的氢键对水分有强烈的吸附作用。HL褐煤50℃干燥后，0．150～0．074mm和0．074～0．038mm煤样残留水分分别为6．52％和3．93％，均低于0．250～0．150mm煤样的6．96％，说明0．250～0．150mm煤样中不能脱除的残留水是孔隙水，被禁锢在狭小空间内。

两种褐煤无粘结剂成型特性的对比研究

实验研究了呼伦贝尔褐煤和印尼褐煤的成型特性,分析了成型压强、粒径配比、水分、氧化、褐煤煤种等因素对型煤强度的影响,型煤强度随成型压强的增大而增大,不同煤种最佳粒径配比不同,最佳水分范围为12％ ～15％,氧化煤制型煤的强度高于原煤.

钙对褐煤热解和煤焦水蒸气气化反应性的影响

我国褐煤资源较为丰富,热解和气化是其重要利用途径,在该利用途径中,碱土金属元素会对其产生影响。通过浸渍法往酸洗褐煤上植入了不同含量的钙,利用固定床石英反应器研究了钙对褐煤热解特性和煤焦水蒸气气化反应性的影响。实验结果表明,钙可降低褐煤热解温度,显著提高煤焦的水蒸气气化反应性。利用X射线衍射和N2吸附对气化30min后的煤焦进行了表征,结果表明,所植入的钙在煤焦中主要以CaO形式存在,其在煤焦水蒸气气化过程中可使煤焦的比表面积增加、平均孔径变小、孔分布变窄,从而影响煤焦的气化反应性。

热回收焦炉干熄焦装置传热过程的计算与模拟

对干熄焦装置在热回收焦炉中的传热过程进行了理论计算,结果表明,随着焦块粒度增加,熄焦时间延长。借助AspenPlus软件中的换热模块对干熄炉内高温焦炭与循环气体的换热过程进行模拟,模拟结果与工业运行数据基本吻合。借助Aspen Plus软件中的灵敏度分析工具,研究了排焦量、循环气体量对锅炉入口温度的影响,结果表明,为防止锅炉入口温度过高烧损锅炉管、耐火材料,最简单的方法是减少排焦量、增加循环气体量。

以CO_2作为可再生能源储存介质的零碳排放电厂过程模拟

利用可再生能源将CO_2和H2O转化为液体燃料可应用于零碳排放电厂,形成"可再生能源+CO_2+H2O→液体燃料→电力+CO_2+H2O"的循环利用模式。CO_2和H2O的转化主要有3条路径:CO+H2、CO_2+H2以及CO_2+H2O,其中CO和H2来自CO_2和H2O的电解,液体产物为甲醇。为研究3条转化路径以及零碳排放电厂,利用Aspen Plus进行建模并做热力学分析。结果表明若CO_2的转化率高于42%时,电催化转化CO_2和H2O为合成甲醇的最佳路径;若CO_2的转化率低于42%时,则CO_2和CO的催化加氢同为最优路径。零碳排放电厂CO_2的排放降低到62.5 kg/M W,仅占超临界燃煤机组排放量的7.29%。

褐煤自燃过程中自热特性的试验研究

系统研究了褐煤自燃过程并分析该过程的自热特征;结合气体氧化产物的生成,研究煤质量、粒径、气流速率、水分对褐煤自燃过程中自热特征的影响。煤样自燃过程中经历的交叉点温度(CPT)、燃烧温度(CT1、CT2)等特征温度反映出褐煤自燃过程中的自热特征。研究表明:较小质量的煤样特征温度均偏高;粒径较小的煤样自燃所需时间缩短,CO2生成速率加快;随着气流速率升高,褐煤在CT1点后的温度逐渐升高,CO2生成速率逐渐加快;不同含水量褐煤的自燃时间不同,这可能是水分脱除过程孔结构坍塌所致。