陕北低阶烟煤回转热解反应特性

针对陕北低阶烟煤在回转式反应器中的中低温热解过程,考察热解温度、粒径等级、回转速率对粉煤热解反应规律的影响。结果表明:相比于粒径和回转速率,热解温度对热解规律的影响最为显著;随着热解温度升高,半焦产率降低,半焦中挥发分明显减少;焦油产率先增大后减小;热解气中H_2体积分数增加,CH_4体积分数减少;煤样粒径为3～4 mm时,热解焦油产率达8.48%;粒径变化在一定程度上影响半焦和热解气的产物分布与性质;提高回转速率有利于挥发分的析出,焦油和热解气产率有所增加;煤粒热解粉化程度随着热解温度升高、煤样粒径增大、回转速率提高而加剧;过高的回转速率会导致热解焦油中机械杂质含量增大,恶化产物性质。     

移动床粉煤干馏炉一维数学模型的建立

以煤气-煤-循环灰三相传热机理和煤热解反应方程为依据,建立了以高温循环灰为热载体的移动床粉煤干馏炉的一维数学模型。根据不同的操作条件,分别对三相温度轴向分布规律和煤热解产物产率进行了模拟计算,微分方程组采用等步长的四阶Runge-Kutta数值积分方法进行求解。结果表明,煤颗粒在进入干馏炉后被快速加热,对于小粒径煤,升温速率可达600 K/min以上,煤粒径和灰/煤混合比分别对煤粒的升温速率和热解反应温度有显著的影响。     

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。     

管式炉中温度对玉米秸秆慢速热解特性的影响分析

热解终温和升温速率是玉米秸秆热解的重要影响因素。基于玉米秸秆慢速热解原理,采用热重和管式炉热解取样方法对玉米秸秆的慢速热解特性进行实验分析。取升温速率(20℃/min,30℃/min,40℃/min,50℃/min,60℃/min)和终温(300℃,400℃,500℃,600℃,700℃)作为影响因素,以热解产物(残炭、生物质焦油和热解气体)的产率作为评价分析指标,并对不同终温条件下的热解气体成分进行定量分析。试验结果表明,随着升温速率的增加(20~60℃/min),残炭产率和气体产率略有变化;而焦油产率有较大幅度的提升,可从12%提升至18%。热解终温的升高,使固体残渣中的挥发分进一步析出,残炭产率下降;终温为600℃时,焦油产率达到极大峰值,最高可达18%,峰值温度前,焦油产率随终温的增加而增加,当终温大于峰值温度后,焦油产率迅速减少;气体产率随温度的升高而增加,热值也随之增加,在700℃时,低位热值为10.22MJ/Nm~3。     

煤粉快速热解规律的试验研究

用层流曳带流反应对煤的快速热解规律进行了试验研究，探讨了煤种、热解终温、热解时间和反应器内煤粒的加热过程等因素粉快速热解失重特性的影响。并对三种煤的热解挥发分组分析出规律进行了初步的研究。     

煤的热解研究IV. 官能团热解模型

将煤的热解视为煤中官能团的断裂反应,从而建立FG官能团热解模型。模型认为热解生成物焦油和甲烷由煤中脂肪-CH裂解生成,而CO2、CO和H     

煤的热解研究 Ⅳ．官能团热解模型

将煤的热解视为煤中官能团的断裂反应，从而建立FG官能团热解模型。模型认为：热解生成物焦油和甲烷中脂纺－CH裂解生成，而CO2、CO和H2O由煤中相对应官能团裂解生成，反应的活化能呈Gaussian分布。模型很好地解释了热解生物与煤中官能团的相应关系，完整地描述了煤的热解生成物生成的全过程。     

含氯有机废料资源化处理基础研究I. PVC固定床热解脱氯反应特性

在10g固定床反应器中对PVC在惰性气氛下的热解脱氯特性及有关工艺参数进行考察，并研究了热解终温（FPT）对PVC热解产物产率的影响。实验结果表明，在温度为300℃，反应时间为3h，升温速率为5℃/min条件下，PVC中大部分的氯可脱除，脱氯率可达90%，另有约10%的氯残留在液体产物及固态残渣中，且升温速率越慢，分解程度越大，反应的起始分解温度也越低。随着热解终温的提高，可燃气体率增大，焦油和残渣产率则减少。     

两种褐煤快速脱挥发分行为

用电加热金属丝网装置在氮气气氛下进行快速热解实验,考察了温度、加热速率、压力、加热时间和煤样粒度对霍林河和义马褐煤脱挥发分的影响。结果观察到,挥发分析出率(V)随着温度的增高而增加,两种煤样的极限产率均超过了工业分析挥发分产半。加热速率对最终挥发分析出率(FV)的影响不仅因煤种而异,而且与终温有关,对于霍林河煤加热速率没有影响;对于义马煤,在600℃下,加热速半亦无影响,而在800℃下,FV随加热速率的提高呈现上升趋势。煤样粒度的影响类似于加热速率。没有观察到压力对FV的明显影响。     

移动床中褐煤直接热解特性

为了获得高含水率褐煤在移动床内不经预处理直接热解的可行性及其热解行为,建立管式炉移动床褐煤直接热解实验装置;考察含水率、热解温度和粒径等参数对褐煤热解损失质量、产物产率以及产气特性的影响。研究结果表明:褐煤在热解过程中蒸发出的原位水蒸气参与半焦的气化以及挥发分的重整反应;随着含水率的增加,褐煤的原位水蒸气气化反应加强,碳转化率逐渐提高,H_2产率由277.13 m L/g增大至527.77 m L/g;提高热解温度使气体产率逐渐增大,液体和固体产率逐渐降低,碳转化率由38.19%增大至52.74%;增大粒径使煤中水分和挥发分在颗粒内部的停留时间延长,在一定程度上强化半焦的气化反应以及挥发分的重整反应;此外,增大粒径使挥发分在褐煤颗粒孔隙中的传质阻力增大,二次反应加强,褐煤直接热解的最佳粒径为1.6~3.2 mm。     

影响煤热解的一些主要因素探讨

煤的热解是指煤在隔绝空气条件下加热至较高温度而发生的包括一系列物理现象和化学反应的复杂过程。在这一过程中将发生交联键的断裂以及重质组分的二次反应,最终生成气体(煤气)、液体(焦油)、固体(半焦或焦炭)等产物,是煤热加工转化的重要基础。煤的热解在煤的气化、液化、焦化以及燃烧等各种转化技术中占有极其重要的地位。     

煤加压低温热解制取焦油和煤气特性

为了提高煤在分级转化中的高效洁净利用,建立了煤加压热解实验系统.以陕西黑龙沟煤为对象,研究了不同温度(500~700℃)、压力(0.1~0.5 MPa)、气氛(N2与煤气)、粒径(0~3mm与0~6 mm)对低温热解焦油、煤气产率和品质的影响规律.结果表明,随着温度升高,焦油产率先增加后减小,在温度为600℃时达到最高,煤气产率逐渐增加.随着压力的增加,焦油产率在N2气氛下降低,煤气气氛下升高;而热解煤气产率在N2气氛下升高,煤气气氛下降低;大颗粒煤热解焦油产率高于小颗粒煤的热解产率,但当压力达到0.5 MPa时,热解焦油与煤气产率几乎不受粒径影响.升高压力虽降低了热解煤气中CO与H2的含量,但促进更多轻质碳氢化合物(如CO2,CH4,C2H4,C2H6)的析出,因此提高了热解煤气热值,同时煤焦油品质也因焦油中苯、甲苯、苯酚及萘的实际收率增加而提高.     

煤裂解特性研究

讨论了加热时间、温度和热速率对煤裂解行为的影响。探讨了煤裂解的单一反应模型和多重反应模型，测定了两种模型的动力学参数，研究了用四氢化萘预处理对煤快速热解的主要影响因素。     

煤粉快速热解规律的试验研究

用层流曳带流反应器对煤的快速热解规律进行了试验研究。探讨了煤种、热解终温、热解时间和反应器内煤粒的加热过程等因素对煤粉快速热解失重特性的影响．并对三种煤的热解挥发分组分析出规律进行了初步的研究。     

中低温热解低阶烟煤水焦浆的制备

选取双鸭山东荣长焰煤为原料,制备中低温热解低阶烟煤水焦浆,建立水焦浆黏度模型,分析热解终温、保温时间、添加剂用量对水焦浆表观黏度的影响,并优化热解半焦制浆工艺。结果表明:热解终温对半焦成浆性的影响最大,热解终温与保温时间的交互作用次之,添加剂用量影响较小。浆体表观黏度,随热解终温的提高,先增大后减小;且与保温时间呈正相关、与添加剂用量呈负相关。根据水焦浆黏度模型可确定,在热解终温为450℃左右、保温时间为90 min、氨基磺酸盐和木质素磺酸钠1∶1互配的添加剂用量为0.4%条件下,煤浆质量分数最高,可达到69.0%。该研究为水煤浆制备提供了新方法。     

溶剂预处理对淮南煤热解产物分布的影响

采用吡啶(Py)、四氢呋喃(THF)和CS_2作为单一溶剂分别对淮南煤(HN)进行了溶胀处理。根据热解气析出速率、组成及热解半焦、焦油、热解水等产物分布,结合热重分析,系统考察了溶胀煤的热解行为。实验结果表明,溶胀煤的热解产物分布有显著改善,热解气体积和热解焦油有不同程度的增加,热解水产率降低;CS_2和THF溶胀煤的热解气析出速率明显增大,Py溶胀煤的热解焦油产率最高,比HN原煤热解时产率提高了5.99%(质量分数,干燥无灰基),这表明溶剂和煤结构间有交互作用,从而提高溶胀煤的热解焦油产率。     

粉煤热解过程的温度相关模型

探讨了煤种、粒径、加热终温等几个主要因素对沉降炉中煤粉快速热解过程和差热天平中的慢速热解过程的影响，分析比较了慢速热解及快速热解中挥发分组分及其总体的析出过程。     

粉煤热解过程的温度相关模型

探讨了煤种、粒径、加热终温等几个主要因素对沉降炉中煤粉快速热解过程和差热天平中的慢速热解过程的影响，分析比较了慢速热解及快速热解中挥发分组分及其总体的析出过程。     

油页岩热解过程中的热破碎特性

在小型干馏装置中进行油页岩热解破碎特性实验,考察升温速率、热解终温、恒温时间对油页岩热破碎的影响。结果表明:提高升温速率、热解终温和延长恒温时间,均在不同程度上促进油页岩的热破碎。升温速率的影响主要体现在10℃/min之下,热解终温的影响主要体现在520℃以上,而恒温时间的影响主要是在2 h之前。经灰色关联计算,结果表明:热解终温对油页岩破碎产生的影响最大,升温速率次之,恒温时间最小。     

气流床煤加氢气化反应器的数值模拟及流场特性分析

该文通过对Rockwell公司开发的6t/d的气流床煤加氢气化反应器的3维数值模拟,模拟了加氢气化反应器内的流场和反应过程。模拟采用了Johnson和Tran的加氢热解动力学模型,并且考虑了焦油的加氢裂解反应。数值模拟预测结果和6t/d加氢气化反应器的实验结果符合得较好。模拟结果表明:加氢气化反应器内的流场可以分为交叉撞击区、射流-回流区和管流区3个区域。一次脱挥发分反应在煤粉和炽热氢气快速混合后的很短时间内就能完成,甲烷主要在交叉撞击区和射流-回流区生成,加氢气化反应器下部大部分区域为管流区。在交叉撞击区及射流-回流区,颗粒粒径越小则颗粒升温及失去质量越早;在管流区,颗粒粒径对颗粒的质量变化及温度历程影响不大。