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。

煤与生物质微波共热解特性实验研究

通过自制的微波热解实验台架,采用微波加热方式,考察微波吸收剂加入比例、微波输出功率及热解时间等实验条件对花生売与神华5#褐煤微波共热解特性的影响.采用SEM和FTIR分析微波热解前后样品的表面形貌及化学结构,利用GC-MS对液体产物进行分析.结果表明,微波加热条件下,增加微波吸收剂加入比例和微波输出功率,共热解程度加深,液体焦油与热解气产率大幅增加,而固体半焦产率则随之下降.

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。

烟煤与生物质固定床共热解实验研究

对烟煤与木质素类生物质松木屑、纤维素类生物质秸秆在固定床反应器中共热解行为进行了系统的实验研究,并对气体产物和焦油组成进行了分析.结果表明,烟煤与两种生物质共热解时存在明显的协同作用,挥发分产率的实验值较计算值有所增加,且使用松木屑时增幅较大.松木屑与烟煤共热解时焦油中愈创木酚类含量显著提高,在400℃松木屑配比为80%时,增量高达25.89%.焦油中酚类含量比计算值高,而PAH和烃类含量则明显降低,同时焦油产生了一定的轻质化.

褐煤与棕榈壳微波共热解特性实验研究

在微波加热方式下,采用自行设计的两段式石英反应器考察热解温度和吸波剂的添加对褐煤与棕榈壳共热解特性的影响,利用气相色谱-质谱联用仪和气相色谱仪分别对焦油和热解气体进行分析.结果表明:在褐煤与棕榈壳共热解过程中二者存在明显的协同作用,挥发分产率有明显增加.利用活性炭做吸波剂时,焦油产物有一定的轻质化,且轻气体产物中产生较高含量的CO和H_2.在600℃下,活性炭做吸波剂时,CO和H_2在轻气体中的总产率达到91.98%(体积分数).

氨气添加对褐煤微波热解行为影响的实验研究

褐煤作为低阶煤其清洁利用已成为煤化工领域研究的热点。微波具有选择性加热、加热速率快等优点。采用微波对褐煤进行热解,可以得到高附加值、高热值的产品,而通过气体添加剂的使用,有可能改变热解产物的分布。因此,本论文以氨气(NH_(3))作为气体添加剂,在微波热解反应装置上进行褐煤热解实验,探究氨气在不同条件下对褐煤微波热解特性的影响及其热解机理。实验结果表明,NH_3能够抑制焦油中脂肪烃与含氧化合物的含量,可以使焦油中芳香烃的含量由6.52%上升至24.53%,使焦油总产率提高2.48%。NH_(3)也可以提高热解气体中CH_(4)、CO的含量,抑制CO_(2)的含量,还可以促进褐煤半焦中气孔的生成。

水葫芦微波热解特性的实验研究

水葫芦具有较高氢碳比,微波热解是其转化为清洁能源和高附加值化学品的有效方法。本文对水葫芦微波催化热解的特性进行较为系统的研究。实验结果表明:热解温度对生物油和热解气的总产率具有显著影响。随着温度的升高,生物油和热解气的产率增加,在600℃时达到最大。水葫芦的微波热解产物焦油中主要包含大量单环芳香族化合物和醇类化合物等,轻气体主要是氢气和一氧化碳。升温速率对水葫芦微波热解产物的产率和组分具有影响,随着升温速率的提高,半焦的产率增加,生物油的产率降低。较快的升温速率也有利于直链烃和一氧化碳的生成。

内热式滚动床对神木长焰煤热解提油性能的研究

研究了神木长焰煤在内热式滚动床内的热解性能。实验表明,滚动床内的轴向温度分布有利于低阶煤的热解提油。在加热燃气低热值为17 890 kJ/m3,热解温度为650℃时,原料煤的热解焦油产率达到8.52%,为葛金焦油产率的75.59%。随热解温度的增加,焦油中脂肪族和芳香族含量有所提高,而极性化合物含量有所降低。在热解温度650℃时,脂肪族和芳香族含量分别为22.6%和39.5%,极性物含量为32.7%。

捣固炼焦——解决优质炼焦煤短缺的重要发展方向

炼焦煤资源结构和特点是选择炼焦工艺方式的重要基础。面对目前炼焦煤资源结构与煤质特点,以及优质炼焦煤资源日益短缺的状况,发展捣固炼焦工艺是解决该问题的重要发展途径。基于煤岩学观点,捣固炼焦可以灵活调整配煤结构,扩大炼焦煤种使用范围;特别是采用预粉碎工艺或分组粉碎工艺及煤改质处理可以提高焦炭的内在质量;同时,通过高炉配焦操作可以降低钢铁企业终端原料的生产成本,对企业的可持续发展具有十分重要的意义。

堆积密度对炼焦煤膨胀性能影响的研究

研究了典型七台河新建1/3焦煤和桃山焦煤在不同堆积密度条件下的Audibert-Arnu膨胀性能及Gb因子变化规律。结果表明:煤料堆积密度提高后,其开始软化温度增加,开始膨胀温度降低;当煤料堆积密度从0.88 t/m3增加到1.19 t/m3时,新建煤1/3焦煤的开始软化温度增加30℃,桃山焦煤增加14℃,新建1/3焦煤的开始膨胀温度降低19℃,桃山焦煤降低15℃;同时,随煤料堆积密度提高,其最大膨胀度增加,膨胀温度区间也呈增加趋势;Gb因子随煤料堆积密度提高而呈增加规律。

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.

热处理对肥煤热解挥发分析出特性的影响

利用热重质谱分析仪(TG-MS)对热处理后肥煤样品的热解特性进行了研究,分析了热失重变化和挥发分析出规律.结果表明:随着煤样热处理温度的升高,热解过程中挥发分总产率逐渐减少,最大失重速率逐渐降低并向高温移动.在热解过程析出的挥发分中,轻气体主要有H_2,CO,CO_2和H_2O,烃类含有脂肪烃、环烷烃及苯、甲苯和二甲苯等;随着煤样热处理温度的升高,热解过程析出的挥发分中烃类减少,最大析出率对应的温度向高温移动;轻气体挥发分析出的温度区间较宽,在300℃到800℃之间.烃类析出的温度区间较窄,在400℃到600℃之间.

负载复合金属催化剂的活性半焦脱除烟气中NO的非等温动力学研究

对负载复合金属催化剂的活性半焦脱除烟气中NO进行了非等温动力学研究,并对其反应机制进行了探讨.使用热重分析仪进行程序升温脱硝实验,采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO),Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)和Coats-Redfen(CR)非等温动力学方法,计算纯活性半焦和负载金属催化剂的活性半焦脱硝的表观活化能.使用X射线衍射仪(XRD)对催化剂脱硝前后的金属活性相进行了分析.结果表明:在活性半焦上负载铜铁复合金属催化剂后,降低了脱硝反应的表观活化能、反应所需温度和反应能耗;当活性半焦的碳转化率≤0.3时,脱硝过程主要由化学反应控制,当碳转化率>0.3时,脱硝过程转向扩散控制为主;通过XRD结果分析可知,金属催化剂的低价态活性相具有较高的催化活性,随着脱硝反应的进行,金属活性相被氧化成为活性较低的高价态;复合金属氧化物铁酸铜能在反应过程中分解成为活性更高的金属活性相,提高了脱硝性能.

TiO_2光催化纳米材料在环境保护中的应用

综述了TiO2光催化纳米材料的光催化降解原理及在环境保护中的应用现状.介绍了光催化纳米材料的特点及发展历程.对光催化纳米材料在处理水污染、治理大气污染、控制噪声污染等方面的应用进行了综合性的评述.同时指出光催化纳米材料存在光利用率低、催化效率低、对工作条件的高要求等问题,并提出了光催化纳米材料与传统环境污染治理方式相结合的发展前景.

氧化镁湿法烟气脱硫反应特性的分析

利用氧化镁在鼓泡反应器中进行了湿法烟气脱硫的实验研究。对其脱硫反应特性进行了单因素实验,分别考察了脱硫温度、氧化镁浓度、烟气中不同SO_2和O_2浓度对氧化镁湿法脱硫效率的影响。并对脱硫产物进行XRD和STA-MS分析。结果表明:不同实验条件下,脱硫浆液pH值大于6时,脱硫效率均达到100%。在40℃时其有效脱硫时间增加,脱硫效果最好;MgO的浓度越高,脱硫效果越好;烟气中SO_2浓度越高,有效脱硫时间越短;烟气中含有O_2时脱硫效果下降。脱硫浆液pH值在脱硫反应初期出现快速下降,随后下降较缓慢。烟气中未通入氧气时脱硫产物主要是水合MgSO_3和MgSO_4,通入氧气后脱硫产物主要是水合MgSO_4。