水热处理对褐煤性质及型煤抗压强度的影响

针对褐煤资源难以有效利用的现状,采用水热处理法进行褐煤改质成型实验,分析水热处理对褐煤性质及型煤抗压强度的影响。结果表明,经过水热处理后的褐煤,酚羟基和羧基含量明显降低,饱和烷烃有所增加;随着水热处理温度升高,煤中内在水分、挥发分降低,型煤的抗压强度提高。该研究为褐煤的进一步加工利用奠定了基础。     

东北某露天矿褐煤干燥提质对水分复吸的影响

东北某露天矿褐煤因水分含量高,使用前需要进行干燥提质处理,以提高其燃烧热效率.为研究褐煤干燥提质后对水分复吸的影响,利用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)、差热/热重分析仪(differential analysis/thermogravimetric analyzer,DTA/TG)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)等先进分析手段,结合干燥提质工艺,研究褐煤干燥提质对水分复吸的作用.结果 表明:东北某露天矿褐煤所含主要官能团包括:羟基、亚甲基、甲基、羰基、羧基和醚键.干燥提质后褐煤含水率由44.78％降至25.07％.干燥提质后褐煤静置9d后的含水率为25.75％,水分含量随时间增长无明显变化,水分吸附逐渐达到动态平衡.由于褐煤结构中的孔洞和裂隙减少,含氧官能团分解,干燥提质后褐煤对水分子的吸附能减弱,因此水分复吸不明显.干燥提质可以有效的抑制褐煤对水分子的吸附.     

褐煤干燥模拟与经济效益集成分析

我国褐煤资源十分丰富,然而褐煤的高水分含量一方面导致运力浪费严重,运输成本高;另一方面导致褐煤热值低,直接燃烧发电热效率低,并排放大量二氧化碳产生环境污染等问题。因此干燥处理对于提高褐煤品质以及利用效率具有重要的意义。文章拟采用Aspen Plus对褐煤干燥过程进行模拟研究,探讨达到一定的干燥效果所需的干燥介质的流量,以及不同介质和介质对褐煤干燥效果的影响。同时对褐煤干燥所能获取的经济效益进行了相关分析,为褐煤干燥工艺的操作优化以及经济效益分析提供一定的理论指导。     

金属氧化物对霍林河褐煤催化热解行为的影响

选用4种金属氧化物(CaO、Al2O3、Fe2O3、NiO)作为催化剂对霍林河褐煤进行热解,利用热重分析技术和动力学模型对褐煤热解行为进行分析,研究不同金属氧化物对褐煤热解催化效果的影响。结果表明,4种金属氧化物催化剂的加入均能有效提高褐煤热解的转化率,其对褐煤热解转化率的促进作用顺序为:NiOCaOFe2O3Al2O3;在褐煤整个热解过程中,CaO、Fe2O3及NiO均表现出良好的催化作用,而Al2O3仅在热缩聚阶段有一定的催化效果;褐煤在活泼热解阶段和热缩聚阶段的热解过程分别可用一级单一反应模型和二级单一反应模型进行描述,4种金属氧化物在活泼热解阶段对褐煤的催化效果为:NiOFe2O3CaOAl2O3,在热缩聚阶段对褐煤的催化效果为:Fe2O3CaONiOAl2O3。     

新型烟气脱硫脱氮吸附催化剂的制备

以褐煤为主原料研制出能同时进行燃煤烟气脱硫脱氮的吸附催化剂--褐煤基吸附催化剂,研究了影响褐煤基吸附催化剂性能的因素,确定了褐煤基吸附催化剂制备的工艺流程及最佳工艺条件.研究结果表明:原料配比、干馏温度、活化温度、活化时间等影响褐煤基吸附催化剂性能;在最佳工艺条件下,所制备的褐煤基吸附催化剂的转鼓强度为94%～96%,碘吸附率为38%～54%,脱硫率为88%～96%,脱氮率为70%～94%.     

褐煤型吸附剂对氟离子的吸附

以山东龙口褐煤为原料,分别经盐酸和硝酸处理制得酸洗褐煤和硝化褐煤型吸附剂,用静态法研究对氟离子的吸附,研究褐煤型吸附剂的吸附动力学、吸附量、吸附等温线和溶液的pH值和温度对吸附的影响.结果表明:酸洗褐煤和稍化褐煤对氟离子具有相当的吸附量,在起始浓度为1000μg·L~(-1)F~-及pH=1酸洗褐煤吸附量可达155μg·g~(-1).静态等温吸附符合Freundlich等温方程,溶液的pH值升高,吸附量略有降低,温度升高使酸洗褐煤的吸附率增加,相反,使硝化褐煤的吸附率降低.此外,还研究了解吸率,结果表明:吸附在硝化褐煤上的F~-比酸洗褐煤上的更难解吸。     

褐煤炼焦

以勐滨褐煤为原料,用两段法冷压成型,炼制出适用于冶金的型焦,为褐煤的综合利用提供一条新的途径。     

木质褐煤制定型活性炭对粉煤的粒度要求

以木质褐煤制活性炭为例，探讨了粉煤粒度及粒度组成对活性炭性能的影响．得出了以木质褐煤为原料制备定型活性炭用粉煤的最佳粒度和粒度组成。     

谈我国褐煤提质技术的发展

褐煤在我国煤炭资源储备中占有重要地位,但褐煤含水量高,含碳量低,应用范围受到限制。褐煤提质之后,水分大幅降低,热值大幅提高,其产品用途广泛,可作为动力、民用、液化、气化及炼焦用煤。随着对褐煤经济价值认识的提高,世界各国开发出了多种褐煤提质加工技术,简要介绍了几种国内比较典型的褐煤提质技术及各种技术存在的优缺点,对国内褐煤提质技术的工业化发展的前景进行了展望。     

褐煤低温干馏实验研究

褐煤不仅燃烧效率低、水分含量高,而且温室气体排放也很大。为提高褐煤资源的利用效果,提出采用铝甑法考察干馏时温度及保温时间对褐煤干馏产物产率的影响规律,运用FTIR表征褐煤在不同干馏温度下半焦的官能团。结果表明：褐煤低温干馏的适宜条件为450～510℃,保温时间30 min。400℃干馏煤焦与原煤相比,脂肪族和芳香族基团的比值分别降低53.1%和11.8%,说明褐煤煤焦的芳构化程度逐渐增大,芳香核缩聚程度加大;半焦中氧含量减小14.4%,脱羰基比由0.473降到0.396,降低了16.3%,固定碳含量增加21.5%,C/H比增大34.7%。实验证明褐煤的干馏过程是一个去氢、脱氧、富碳的过程。     

制取褐煤型焦工艺条件之初步分析

褐煤是以常规炼焦方法不能成焦的煤种,也是低变值程度的煤种之一。它无粘结性(y=0),挥发份高(V~(?)>40%),含氧量高,并含较多的腐植酸,有些褐煤含蜡(褐煤蜡)。块状褐煤于馏时可炼成小于10毫米的粉焦。我国褐煤有一定储量,据1969年统计约占煤总储量的6.1%。后来的统计数据又有增加。目前褐煤主要用于民用和发电,少量褐煤用于提取褐煤蜡。在我国,以褐煤作为冶金焦的原料是近年来开始研究的。1971年以来,在辽宁赤峰和吉林珲春分别进行了褐煤炼焦试验,其目的是制取供小高炉用的型焦。实验均取得一定成果。虽然距实现工业生产还有较大距     

中低温热解对褐煤脱硫率及半焦中硫含量的影响

以内蒙古锡林郭勒盟褐煤为原料,借助于煤热解制备出民用洁净低硫褐煤半焦,考察了热解温度、升温速率、恒温时间及煤粒粒径等工艺条件对所制备的褐煤半焦中总硫、有机硫及无机硫含量的影响。实验结果表明:在500～800℃热解温度范围内,褐煤半焦中总硫含量随着热解温度的增加呈现先减小后增加的趋势,热解温度为700℃时褐煤半焦中总硫质量分数达到最低值(0.98%);热解升温速率越慢,越有利于褐煤中硫的释放,升温速率为10℃/min时褐煤中硫释放程度最大(脱硫率为67%);热解恒温时间过短或过长都会影响煤中硫的脱除,最佳热解恒温时间为60 min;随着煤粒粒径的增大,热解过程中传质阻力增加,不利于煤中硫的脱除,粒径≤0.2 mm时褐煤半焦中硫含量最低。     

水热处理后的褐煤红外光谱分析

为了缓解我国能源利用的负担,加大褐煤综合加工利用的力度,研究了褐煤在水热处理条件下官能团发生的变化,利用高压釜对锡林浩特褐煤进行水热处理,通过红外光谱分析仪对处理后褐煤官能团的变化进行分析.结果表明:经水热处理后的褐煤,羟基含量明显降低,饱和烷烃和取代芳烃侧链有所增加,含氧官能团如芳酮的羰基有所减少,工艺性能提高了.     

四种腐植酸的组成性质研究

对四种来源不同的腐植酸(张家口褐煤、大同褐煤抽提腐植酸、黄县褐煤、黄县黑页岩氧化腐植酸)进行了工业分析、元素分析、官能团、光密度、凝聚限度、分子量、红外和~1H-NMR等化学和物理方法的测定,为其应用研究提供基础数据。结果表明,四种腐植酸的组成结构有较大差异,其中以张家口褐煤腐植酸具有较多的脂碳结构,分子量较小,具钠盐县有最低的表面张力。     

钙对褐煤热解和煤焦水蒸气气化反应性的影响

我国褐煤资源较为丰富,热解和气化是其重要利用途径,在该利用途径中,碱土金属元素会对其产生影响。通过浸渍法往酸洗褐煤上植入了不同含量的钙,利用固定床石英反应器研究了钙对褐煤热解特性和煤焦水蒸气气化反应性的影响。实验结果表明,钙可降低褐煤热解温度,显著提高煤焦的水蒸气气化反应性。利用X射线衍射和N2吸附对气化30min后的煤焦进行了表征,结果表明,所植入的钙在煤焦中主要以CaO形式存在,其在煤焦水蒸气气化过程中可使煤焦的比表面积增加、平均孔径变小、孔分布变窄,从而影响煤焦的气化反应性。     

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。     

一种优质褐煤活性炭的制造方法

目前国内煤基活性炭的生产,多采用无烟煤作原料。本发明的目的在于提供一种以优质褐煤为原料、不经过任何化学预处理或后处理生产优质褐煤基活性炭的方法。用这种方法生产活性炭,能省去原料配料后处理工序,缩短工艺流程和时间,减少设备投资,降低活性炭成本,为扩大活性炭在工业、环保及商业、国防上应用创造了可能。优质褐煤要求灰分小于8％,挥发分在40％～55％之间。     

乌兰察布褐煤的热解产气与改性特征

为研究乌兰察布矿区褐煤的热解产气与改性特征,在高温三轴多功能试验台进行实验,对褐煤在绝氧条件下,其热解产气量和产出气体的组分进行试验分析.结果表明:乌兰察布褐煤从常温到600℃,产出的烃类气体为110~137Nm~3/t煤,其气体组分主要为CO_2,CH_4,H_2,随热解温度的增加.其气体组分的体积密度发生变化,CO_2浓度随温度增加而降低,CH_4,H_2随温度增加而增加,在600℃时其体积分数均为40%左右.100℃~350℃是褐煤的脱水温度段.350℃~600℃是褐煤提质改性温度段,该温度段褐煤挥发份快速降低,煤质由褐煤改变为无烟煤,煤的发热量快速升高.     

“肥植素”──褐煤腐植酸类有机炭素肥的增产效益

褐煤腐植酸在农业上有广泛的应用前景，本文从腐植酸的组成结构上探索其对农作物的促长作用．对土壤理化性能的影响。以舒兰褐煤为原料，从多次实验中比较腐植酸类有机炭素肥—肥植素的施用方法及增产效益。     

干燥时间对褐煤孔结构变化及其复吸行为的影响

为了探讨褐煤干燥过程中孔结构的变化及其与水分复吸的关联,选择平庄褐煤为研究对象,进行了不同温度和干燥时间条件下,褐煤的干燥、干燥煤的复吸及孔结构变化的实验研究。结果表明:干燥时间对褐煤干燥行为及其复吸能力的影响主要与其孔结构的变化有关,该作用在很大程度上也受干燥温度的控制;不同程度干燥煤的复吸结果显示,褐煤在不同温度常压惰性气氛下的干燥存在一相同的最佳时间(本实验条件下为20min)。在褐煤干燥过程中伴随孔结构的变化,比表面积和大孔体积的减小以及中孔体积的增大是一个渐进过程。中孔结构的变化是影响褐煤复吸的主要因素,在干燥过程中通过优化操作条件调控中孔结构的变化是抑制褐煤复吸的一个有效途径。