褐煤半焦表面性质及其脱除气态污染物的研究进展

对褐煤半焦基吸附材料的表面物理化学性质、改性技术及机理进行了探讨,介绍了半焦作为吸附材料在烟气脱硫、脱硝等领域的应用现状,重点总结了烟气中气态Hg0污染物在半焦表面的吸附特性及机理。通过分析比较,指出了以廉价褐煤为原料制备高性能吸附材料的主要途径,并展望了半焦吸附剂在烟气净化领域的发展趋势。     

原料半焦和FeCl_3改性半焦脱除模拟烟气中气态Hg~0的实验研究

在固定床实验台上,利用内蒙古霍林河褐煤半焦及其改性半焦对模拟烟气中的气态Hg0进行吸附实验。结果表明:与原料半焦相比,在140℃下、经FeCl3溶液改性半焦吸附效率有明显提高,并且长时间维持在90%以上;改性半焦对气态Hg0具有较高的吸附稳定性。BET测试结果表明,半焦经FeCl3溶液处理后,孔道发生部分堵塞或破坏,使得半焦的孔隙结构发达程度有所降低;XRD测试表明,改性半焦中无定形炭的结构并未发生变化,表面Fex Oy以高度分散的无定形状态存在;FTIR分析结果表明,FeCl3溶液处理使半焦表面O—H官能团和C O官能团的含量增加。     

兰炭废水基水焦浆制备及其性能研究

采用干法制浆工艺将兰炭废水与一定粒度的半焦和少量的添加剂混合制备得到了兰炭废水基水焦浆.对半焦结构进行了SEM分析,探究了不同添加剂的添加量、不同浓度半焦的粒度配比、浆体的温度、水焦浆对表观黏度及流动性的影响等,以此来考察水焦浆成浆性能.实验结果表明,所制备的水焦浆的表观黏度应控制在200～500 mPa·s之间,6∶1∶1为最佳的粒度配比,61%为最佳的质量分数,65℃为最佳的温度,2.1%为添加剂与混合料最佳质量比,实验结果能够为该类浆体进一步用于煤气化工工艺提供一定的工程价值.     

昭通褐煤及其低温热解产物的性质研究

昭通褐煤储量大、埋藏浅、易开采，对其进行低温热解后，可以得到多种用途的产品。对昭通褐煤及其热解产物性质的实验研究表明，煤焦油含氧高，含硫低，轻柴油馏分高达60％，可直接用作燃料油，或用于生产轻柴油；热解煤气热值约为18MJ／m^3，属中热值煤气，可用作城市煤气或工业锅炉的燃料；半焦着火点低，热值约为20MJ／kg，可作为清洁燃料用于发电或民用；褐煤灰的主要组分是氧化钙和氧化硅，可用于生产水泥或建材。     

硝酸铁催化热解桉木制备半焦及其反应性研究

【目的】生物质热解可生成生物半焦及生物油,生物半焦可进一步气化生成高附加值的含氢的合成气,但生物半焦的反应性对气化反应有着重要的影响,研究Fe(NO_3)_3在热解过程中对桉木半焦反应性的影响对制备高反应性生物半焦有重要意义。【方法】通过浸渍法将桉木负载不同浓度的Fe(NO_3)_3溶液中,考察Fe~(3+)催化对热解半焦燃烧反应性的影响。【结果】Fe(NO_3)_3催化可明显提高桉木热解半焦的反应性,随着Fe(NO_3)_3浓度由0.17 mol·L~(-1)增加到0.35 mol·L~(-1),半焦的反应性由0.03 min~(-1)增加到0.06 min~(-1),其Laman散射峰强度增大,半焦结构的d_(002)间距由催化前的0.341 nm增至0.382 nm。热解温度由600℃升到800℃时,半焦的反应性下降。【结论】采用硝酸铁催化热解桉木粉可制备出高反应性桉木半焦,450℃下测定的半焦与O_2的燃烧反应活性增大,随着热解温度升高,桉木半焦的反应性下降。     

煤粉与半焦的混合燃烧特性及动力学分析

为探究煤粉添加半焦后混合燃料的燃烧性能,通过热重分析研究煤、半焦及其混合物的燃烧过程,得到燃烧特性参数.由于不同温度区间的燃烧反应机理不同,利用分段法对燃烧过程进行动力学分析,对燃烧反应的前、后期分别使用缩核反应模型和缩核内扩散模型进行模拟,从而得到动力学参数.结果显示,随着混合燃料中半焦含量增加,其可燃性指数和燃烧特性指数都减少,燃烧前期活化能由76.79 kJ·mol-1增加到92.75 kJ·mol-1,后期活化能由102.62 kJ·mol-1增加到107.94 kJ·mol-1,说明半焦的添加会降低混合燃料的燃烧性能.对比不同半焦含量的混合燃料的燃烧特性参数和动力学参数,半焦的质量分数应控制在15%以内最适宜.     

流化床制取CO的试验

在常压流化床装置上以CO2和O2为气化剂进行热态试验．在不同的运行条件下，以镇江铸造焦和华亭长焰煤半焦为原料进行了试验，考察了煤种、氧的体积分数和反应温度对CO产率的影响．结果表明，在相同操作条件下以长焰煤半焦为原料获得的产品气中CO体积分数大于85％，明显高于以铸造焦为原料获得的产品气中CO的体积分数；操作温度是影响CO2转化率的重要因素．     

硝酸改性褐煤半焦制备烟气脱硫剂

在硝酸质量分数分别为25%,45%和65%条件下改性褐煤半焦,制备出了烟气二氧化硫吸附剂,并在固定床反应装置上模拟烟气组成进行了脱硫活性测试。利用工业分析、元素分析、酸碱滴定和孔隙结构测定等分别对硝酸改性褐煤半焦制备的烟气脱硫剂工业组成、元素组成、表面酸碱性以及表面积、孔容等进行分析和表证。实验结果表明:随着硝酸对褐煤半焦的改性,制备的改性半焦烟气脱硫剂脱硫活性有所提高;硝酸处理造成半焦挥发分即含氧基团和含氮基团增加,导致表面酸性上升;改性半焦表面积和孔容的增加是二氧化硫脱除硫容提高的主要原因。     

煤燃烧过程中颗粒表面的特性

利用不同的方法计算不同阶段半焦颗粒的表面分形维数,讨论了各种方法之间的差异,并利用簇分析对半焦颗粒表面SEM图像的孔洞进行重构,计算出不同燃烧阶段半焦表面颗粒孔洞分形维数,揭示了燃烧过程孔洞的生长过程.研究表明,利用这些方法可以获得SEM图像定量信息,有利于进一步研究煤颗粒燃烧这一复杂过程.     

CuO/C催化剂的制备及其脱除烟气中NO的研究

以褐煤为原料,先通过干馏、活化的方法制取活性半焦,再采用水热法在活性半焦上负载CuO制备CuO/C催化剂,利用XRD和SEM等技术对其晶体结构和微观形貌进行表征,并分析CuO/C催化剂对模拟烟气中NO脱除效果的影响因素。结果表明,活性半焦含有丰富的含氧官能团,是一种较好的催化剂载体和还原剂;在120℃和2h的制备条件下制备CuO/C催化剂时,在活性半焦表面生长的CuO晶体较多,尺寸较小且分散均匀;当C-NO的反应温度为250℃、空速为19 200h~(-1)、氧气含量为4%时,在120℃和2h制备条件下所制得的CuO/C催化剂对NO脱除效果好,其NO脱除率可达95.26%。