典型煤种快速热解气体的逸出特性

为深入认识煤样的快速热解行为,捕捉气体释放特性,在873~1 273K条件下基于管式反应器对3种不同煤阶的典型煤样开展热解实验研究,借助红外气体分析系统记录在线气体组成。研究结果表明,热解温度的升高,对煤中含氢/含氧官能团的分解有促进作用,当温度自873K上升至1 273K时,H_2和CO的释放量均增加了4~5倍;在实验范围的高温下,煤阶对热解反应有效气体产物组成的影响较小,在1 273K时,H2的释放量几乎与煤种无关。     

钼基催化剂对子长煤热解产品分布的影响

以陕北子长煤为原料,选用Mo基催化剂,讨论了催化剂用量、热解温度、停留时间对热解产物分布的影响,并利用热重对煤催化热解机理进行研究。实验表明,催化剂的加入可以实现煤的定向转化,当催化剂的加入量为4%、热解温度为640℃、停留时间为30 min时,焦油及焦油中轻质油收率最大;热重及热解特性指数P的研究表明,加入催化剂后热解的温度区间缩小,挥发分更容易析出,3种催化剂对煤热解的催化效果为Fe-MoCo-MoMoO_3。     

煤热解过程中汞析出与汞吸附特性研究

采用煤热解释放出汞,并对热解气体进行汞吸附脱除的燃烧前脱汞的技术路线.在程序升温管式炉系统中,实验研究了大同煤和宝日希勒煤,在N2气氛下热解过程中汞析出和汞吸附的特性.热解结果表明:温度是影响煤热解过程中汞释放的主要因素.随热解温度升高,汞释放率急剧上升,在600℃时两种煤中汞释放率达90%以上;被释放的汞蒸气中以元素汞为主.随停留时间的延长和加热速率的升高,煤中汞释放率显著增加;汞析出仍以元素汞为主.考察了四种吸附剂活性炭、飞灰、Ca(OH)2和5%KMnO4改性Ca(OH)2,对大同煤热解气体中汞的吸附特性.结果表明:随热解温度的升高,四种吸附荆的单位汞吸附量均增大;其中活性炭具有较强的汞吸附能力,吸附率达92%以上;飞灰和另外两种钙基吸附剂的汞吸附率在73%～85%之间变化.     

煤热解过程中二次反应作用建模

为了弥补实验方法在研究煤热解中二次反应机理的不足,基于单体结构、碎片断裂、官能团理论和化学反应原理,建立了改进的煤粉热解模型。该模型可以由煤粉特性、反应条件预测热解产物产率及释放过程,将挥发份释放的模拟结果与一些实验结果比较,吻合较好。在此模型基础上,研究产物释放随终温的变化及二次反应的作用。结果表明:反应终温升高挥发份产率的增加主要来源于轻质气体的增加。一次反应气体产物的二次反应对热解过程有抑制作用,随着反应进行,由于化学反应平衡的移动,该抑制作用减弱,通过化学平衡原理分析了该作用的机理。     

污泥及其与煤混合物的热解特性和灰熔融特性

采用热重分析法对造纸污泥、市政污泥及其与煤的混合物的热解特性进行了系统研究.揭示了污泥、煤及其两者混合物热解特性的异同,研究了升温速率、掺混比等因素对混合试样热解特性的影响,提出了挥发分综合释放特性指数.研究表明:造纸污泥的挥发分析出特性与烟煤相当,而市政污泥的挥发分析出特性远优于造纸污泥和烟煤;在污泥与煤混合物的热解过程中,2种组分之间的相互作用可以忽略不计.随着升温速率的增加,污泥与煤混合物的挥发分初析温度提高,挥发分最高析出速率和平均析出速率升高.但升温速率对挥发分析出总量没有明显影响.测定了煤灰和污泥灰在不同混合比例下的熔融特征温度,测试结果表明,随着污泥灰比例的增大,混合试样的灰熔点逐渐下降,但由于存在低温共熔现象,不按线性规律变化.     

滴管炉中煤粉燃烧NO_x生成量的实验研究

在滴管炉中对１２ 种煤进行了热解实验和燃烧实验．研究了煤中的氮在热解过程中生成的中间产物ＮＨ３ 和ＨＣＮ 与煤种的关系，煤的成分以及中间产物ＮＨ３ 和ＨＣＮ 对煤燃烧中ＮＯｘ 生成量的影响．并提出了用ＶｒＮｆφ（ＨＣＮ）／φ（ＮＨ３） 的值作为预测指数来预测不同煤种在燃烧中的ＮＯｘ 生成量．     

准东高铁煤与稻草秆热解NOx前驱物释放规律研究

氨(NH_3)和氰氢酸(HCN)是燃料热解过程中的主要含氮化合物,也是燃烧过程中重要的NO_x前驱物,因此研究热解过程中HCN/NH_3的释放规律与转化机制,对降低NO_x排放意义重大。借助热重-质谱联用(TG-MS)系统开展实验研究,探讨了准东高铁煤与稻草秆热解过程中NO_x前驱物的释放规律。研究表明:准东高铁煤与稻草秆的热解产物中,NH_3是主要的NO_x前驱物;NH_3与HNCO、HCN与CH_3CN的释放规律趋同;同等实验条件下,稻草秆热解的NO_x前驱物释放量明显高于准东高铁煤的;准东高铁煤与稻草秆混合热解时,当稻草杆掺混质量百分比从10%增加至40%时,NO_x前驱物的释放量呈先减少后增加的趋势,NO_x前驱物释放量最低时的掺混比为30%,说明稻草秆与准东高铁煤共热解时,二者对NO_x前驱物的释放具有一定的协同耦合抑制作用。     

滴管炉中煤粉燃烧NOx生成量的实验研究

在滴管炉中对１２种煤进行了热解实验和燃烧实验。研究了煤中的氮在热解过程中生成的中间产物ＮＨ３和ＮＣＨ与煤种的关系,煤的成分以及中间产物ＮＨ３和ＨＣＮ对煤燃烧中ＮＯｘ生成量的影响。并提出了用Ｖ＾ｒＮ＾ｆφ（ＨＣＮ）／φ（ＮＨ３）的值作为预测指数来预测不同煤种在燃烧中的ＮＯｘ重量量。     

热溶对红柳林煤低温热解行为的影响

以正己烷为溶剂,考察了热溶温度对红柳林煤(HL)热溶行为的影响,并研究了不同热溶温度下残渣的热解特性。结果表明:随着热溶温度从260℃升高至340℃,热溶萃取的小分子化合物(包括焦油和水的液相产物以及气相产物)的产率逐渐从7.10%增加至11.96%。热溶处理对原煤热解行为的影响显著,经过热溶处理后原煤热解析出的挥发分的产率则从28.02%降至10.49%~21.38%。随着热溶温度从260℃升高至340℃,热溶残渣热解过程中析出物质的产率从21.38%降至10.49%,液相产物的产率从12.01%降至3.72%,气相产物的产率稍有降低。煤中的小分子化合物是煤低温热解过程的"活性"物质,它不仅是化合物热解液相产物的组成部分,还可为煤的主体结构热解供氢,促进煤热解向焦油和气体的转化。     

混煤燃烧特性的热重分析法研究

利用热重分析法对六枝化处煤和娄底煤焦两种单煤及其混煤的热解、着火和燃尽等燃烧特性进行了研究．试验结果表明,不同煤质的煤进行掺烧,着火性能和燃烧速度与各个单煤相比有差异,提出了反映煤燃烧、着火及燃尽性能的燃烧特性综合判别指数S’,对两煤种混烧的燃烧特性及其燃尽性能进行初步预测．