煤热解过程中含硫化物的转化问题研究

煤的热解是煤气化、液化和燃烧等煤热转化过程的基础。煤热解化学研究与煤的热加工技术关系密切,取得的研究结果对煤的热加工有直接的指导作用。另外,煤的热解作为单独的燃前预处理工艺在提高煤的利用效率和污染物控制方面的功能受到越来越多的重视。其学术思想是:不追求煤的百分之百转化,依据煤结构和组成本质以及不同组份的反应性特征,将煤优化集成为洁净的气、液、固体燃料,使煤利用过程效率提高,同时煤中污染物得到经济有效地脱除。     

煤中有害元素潜在污染综合指数及洁净等级研究

为了定量评价煤炭洁净潜势,筛选出各种成分的评价指标,并量化了它们在煤(烟煤)中的环境标准含量限值其中质量分数w(灰分)=5%,w(S)=0.5%,元素As,Be,Cd,Cl,Cr,F,Hg,Mn,Ni,Pb及Se分别为4,0.8,1.0,350,7,100,0.13,80,15,13,1.5 mg/kg;提出了煤中有害元素潜在污染综合指数(I)的概念,并据此划分出洁净煤(I≤0.255)、次洁净煤(0.255＜I≤0.505)、较不洁净煤(0.505＜I≤0.754)、不洁净煤(I＞0.754)4个煤洁净潜势等级,从而初步构建了煤炭洁净评价方法.根据此方法,对采自鄂尔多斯盆地北缘-晋北区30件原煤(包括生产矿井原煤、电厂炉前煤及选煤厂原料煤)、精煤、中煤及煤泥样品进行了洁净潜势评价,发现各精煤样基本上被评价为洁净煤、次洁净煤等级,而原煤、中煤及煤泥样大都被评价为较不洁净煤与不洁净煤等级,评价结果能准确、直观地反映样品的洁净潜势.     

煤岩显微组分的性质研究进展

研究煤岩显微组分的性质有助于了解煤的起源和分子结构,对研究和预测煤的热加工反应性,实现煤的高效洁净和高附加值转化具有重要的意义.综述了近年来国内外对煤的岩相显微组分性质的研究,着重介绍了显微组分的化学组成及分离分析技术,显微组分的热解、气化、燃烧和加氢液化特性及显微组分对煤溶剂萃取的影响,并指出了煤岩显微组分研究的重要意义.     

洁净煤技术及其发展前景

介绍了煤炭的传统利用方式所存在的问题、洁净煤技术在国民经济中的地位、发展洁净煤技术的重要性和必要性;煤的洁净开采技术和煤炭洁净利用过程中在燃烧前洗选处理、型煤加工和水煤浆技术;燃烧中除硫、除氮技术;燃烧后的除尘技术与煤炭的转化技术,针对我国煤炭的燃烧效率不高和污染严重问题提出了解决方案.     

加快洁净煤技术的研发

洁净煤技术是指煤炭从开发到利用的全过程中,旨在减少污染物排放与提高利用效率的生产、加工、转化、燃烧及污染控制等新技术体系。主要包括煤炭的洁净生产技术、煤炭的洁净加工技术、煤炭的高效洁净转化技术、煤的高效洁净燃烧与发电技术和燃煤污染排放治理     

煤中脂肪族硫醚结构氧化过程机理

应用Gaussian 03程序,采用密度泛函(DFT)方法,在B3LYP/6-31G(d,p)水平下研究煤中脂肪族硫醚结构(C_6H_5CH_2SCH_3)吸附O_2分子及氧化反应过程的能量变化,确定分子间氧化反应机制,为预防煤炭自燃奠定理论基础。由计算结果可知,煤中C_6H_5CH_2SCH_3结构物理吸附O_2分子形成复合物Ⅰ,形成过程是一个无势垒的过程,在热力学上是稳定的。煤中C_6H_5CH_2SCH_3结构与O2分子的相互作用距离dS-O为2.582A,经CP校正后的相互作用能为-20.60kJ/mol。分析复合物Ⅰ的电子密度变化,可确定其相互作用为范德华力,属于物理吸附。当复合物Ⅰ吸收足够的能量,将进一步发生化学反应。煤中C_6H_5CH_2SCH_3结构氧化反应共有5条反应路径,Path 4是反应的主反应路径,其产物P_3(C_6H_5CH_2SOH+CH_2O)是反应的主产物。经分析发现:煤中C_6H_5CH_2SCH_3结构易发生初步氧化,仅需12.36kJ/mol的能量,物理吸附一个O2分子释放的能量足以提供,但若要深度氧化将Path 4进行下去,需要再从外界吸收相当于物理吸附5个O_2分子释放的能量。     

煤炭开采利用环境问题及洁净煤技术应用

洁净煤技术是高效、洁净的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制的技术。通过加工可减少煤的硫分、灰分;通过洁净、高效的燃烧可显著减排大量的SO2及一定量的CO2;通过转化可把煤转化为清洁的液体、气体燃料,使煤炭得到清洁的利用。     

煤结构对自燃性的影响

松散煤体在一定的外界环境条件下,其自燃性很大程度上受到煤自身化学结构和孔隙结构的影响,可通过分析煤结构来判断其自燃倾向性.通过BET吸附实验与程序升温研究,表明煤样的孔结构与煤样自燃反应性有一定的正相关系.同时,结合红外光谱的研究,得到了实验煤样的分子官能团归属,从煤样化学结构方面对煤自燃性影响因素进行了深入研究.研究结论对给定煤样自燃发火预测预报有重要的理论指导意义.     

COREX用煤成焦的高温性能研究

通过观察COREX块煤在成焦过程中所形成的不同煤焦的微观结构及形貌，分析了COREX所用两种煤成焦结构及性能的特点.借鉴高炉焦炭反应性及反应后强度的定义，提出以MCRI和MCSR来表示煤焦的反应性及反应后强度，并给出其物理意义.MCRI与MCSR主要是由煤焦显微结构的组成决定的.针对COREX所用的两种煤，对1100℃下不同成焦时间的煤焦反应性及反应后强度与微观结构进行多元线性回归，建立了预测COREX用煤成焦时煤焦热态性能的公式.由此推算了两种煤在600，800及1000℃条件下不同成焦时间的煤焦反应性及反应后强度，与实测值比较吻合.     

溶胀煤的红外光谱及热重分析研究

煤是由多种有机高分子化合物和矿物质组成的复杂混合物,而煤结构的研究内容主要是针对煤中的有机物质化学结构的研究。煤的化学结构决定了其多种反应性,所以煤化学结构的研究一直都是煤结构研究中的重要的研究课题。而煤的溶胀方法能够提供较多关于煤的化学结构消息,用傅立叶红外光谱法,热重分析法两种手段对去灰煤样、酒精和蒸馏水洗静毗啶溶胀煤样和NMP二次溶胀煤样进行化学结构与热解性质的分析,表征煤溶胀前后结构与热解反应性质的变化情况,定性地认识煤的溶胀反应过程。采用热重和红外光谱法联用分析NMP二次溶胀煤样,依据红外光谱了解热解过程中产物。这些工作有助于对淮南地区煤化学结构和热解反应性的研究。     

神木镜煤与柳林镜煤碳化过程的红外光谱研究

利用红外光谱分析和差热分析探讨了神木镜煤和柳林镜煤的碳化过程与组成结构的关系．柳林镜煤在碳化过程中经历中间相的生成发展阶段形成各向异性半焦，而神木镜煤则直接形成各相同性年焦．结构分析表明神木镜煤羟基官能团含量高，碳化初期易发生缩合反应，从而制约了中间相的形成和发展．     

煤加氢液化和苯加压萃取所得沥青质组成结构的研究

借助~1H-NMR、IR、分子量测定和元素分析,采用Brown-Ladner方法,研究了煤加氢沥青质(Ⅰ)和苯加压萃取沥青质(Ⅱ)的组成结构,计算了碳原子分布、芳香度、芳环和脂环数等结构参数,推测了它们的化学结构模型,并与煤的化学结构模型进行了比较。Ⅰ随反应温度增加,芳香度急剧提高。390℃、430℃和470℃时,其芳香度分别为0.78、0.85和0.91,说明在高温下发生了脱氢反应。Ⅱ的芳香度随煤的变质程度增加而提高,其组成结构与煤本体没有根本的差别,是分散在高分子结构中的低分子化合物。     

洁净煤转化技术研究现状及进展

对洁净煤技术的发展概况及洁净煤转化的技术途径进行了综述,重点介绍了洁净煤热解技术、洁净煤气化技术、洁净煤液化技术及燃煤发电技术的特点与应用,并对洁净煤技术的开发及其应用前景进行了展望。     

焦炭的粒焦反应性

研究了单种煤焦炭和工业配煤焦炭的粒焦反应性、反应后强度与块焦反应性、反应后强度的关系·结果表明:它们之间有良好的相关关系,并且还研究了单种煤焦炭粒焦反应性与煤质、焦炭光学组织、焦炭气孔结构参数等指标间的关系,说明粒焦反应性对煤种区分能力较好·     

煤大分子结构与煤变质程度关系的实验研究

本文陈述了应用Traube定律[1]通过煤真密度与其化学组成的关系建立起来的煤结构分析方法，研究了煤大分子结构随煤变质加深的变化规律，对用煤化学组成和煤结构划分煤变质程度等问题进行了初步探讨。     

煤气化循环发电系统的主要组成及特点

煤气化联合循环(IGCC)发电技术是将高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与煤气化技术相结合,既有高效的发电效率,又环保节能,同时还可以组成多联产系统等优点,是一种先进的发电技术,受到了世界各国的高度重视。本文概述了IGCC发电系统的组成、优缺点,指出IGCC发电技术系统的复杂化以及造价成本偏高是影响IGCC发电站推广的主要因素。煤气化联合循环(In-tegrated Gasification Combined Cycle,IGCC)发电技术是指煤在气化炉内和氧气、水蒸气反应产生粗煤气,再经过净化装置对粗煤气进行脱硫、脱硝、除尘等其它大气污染物,将粗煤气变为洁净的气体燃料,燃烧后推动燃气轮机进行发电,并且将高温粗煤气、烟气和水进行热交换,在废热锅炉内产生高温高压水蒸汽推动蒸汽轮机发电,这不仅提高了煤的利用效率,还具有优良的环保性能,为煤的洁净燃烧带来了光明。因此,煤气化联合循环发电技术被认为是21世纪最有发展前途的洁净煤发电技术。     

基于DTA方法的污泥与煤混合物燃烧反应动力学

选取污泥与煤的混合物在6个质量分数水平下进行了差热分析,运用Achar-Brindley-Sharp-Wendworth法得到了反应动力学参数.表明反应过程由类挥发分物质的燃烧和类固定碳物质的燃烧两个阶段组成,混合物的燃烧特性与煤和污泥的特性有关,其反应特性是煤和污泥共同作用的结果.混合物的差热曲线可由煤和污泥单独的曲线与污泥质量分数加权计算得到,煤和污泥混合物燃烧反应过程中各自保持独立性.     

煤液化技术的发展

煤液化技术是开发利用洁净煤技术的一个重要途径,本文主要论述了自19世纪以来世界各国对煤液化技术的研究情况,并展望此项技术未来的发展前景。     

煤在H2 /Ar等离子体热解过程中硫转化的研究

对兖州和义马两种高硫煤在H2/Ar等离子体热解过程中的脱硫行为进行了研究.探讨了等离子输入功率、停留时间和供煤速率对H2S产率的影响.研究结果表明,H2S产率随等离子发生器功率的增大而增加;随停留时间的延长H2S产率先增加,然后降低;反应后焦样的n(S)/n(C)比原煤的n(S)/n(C)小,表明硫的反应活性较碳高,容易转化进入气相.XRD结果显示含氢等离子体煤热解过程和加氢热解过程中硫的转化机理不同,含氢等离子体煤热解过程无机硫全部转化成气相产物.     

论洁净煤技术在山西的实践意义

分析山西省主要支柱产业-煤炭行业面临的困境及实施洁净煤技术的现实和战略意义,实践的重点是煤炭洗选、型煤加工、燃烧中固硫、洁净燃具、煤层气开发和煤副产品综合利用,限制焦化工业,实现煤炭无害化生产和加工。