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。     

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。     

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。     

钙化合物在煤热解过程中的作用

煤热解联产焦炭、焦油和煤气,是煤化工的重要分支。为了提高焦油和煤气的品质及产率,国内外研究了多种催化剂对煤热解过程的影响,大量文献表明,含钙化合物可以催化焦油裂解、提高焦油品质和煤气中高附加值组分(如H2和CO)的产率。本文基于近30年来的文献数据,从钙化合物对煤热解产物的收率、组成以及性质的影响方面展开评述,分析了钙化合物对煤热解过程的作用机理、对S和N迁移的影响,最后提出了需要进一步解决的问题。     

煤的热解研究：Ⅰ.气氛和温度对热解的影响

常压、温度为６００￣１２００℃条件下,东胜烟煤分别在氢和氮气氛中热解的实验研究表明：煤在氢气氛中热解与在氮气氛相比产气率更高,焦油质量较好,同时获得了较高的煤转化率,热解温度强烈地影响热解产物的组成和煤转化率,随温度的升高煤化率提高,热解气产率增加,ＣＨ４,ＣＯ和ＣＯ２的产率上升,焦油产率降低,但温度对Ｃ２＾＋和Ｈ２Ｏ的产率影响不大。     

气氛对煤热解过程中气相产物释放的影响

利用固定床热解装置对西部弱还原性宁夏灵武煤(LW煤)及对比煤样山西平朔煤(PS煤)进行研究,考察了以N2、N2(80%)/CO2(20%)以及N2(98%)/O2(2%)(体积分数)为热解气氛时,热解气相产物的生成规律。实验结果表明,相同气氛下,LW煤受热分解生成的H2、CO和CO2的累积产率均比PS煤高,而CH4的累积产率比PS煤低。相对于N2气氛,在200~600℃范围内,CO2气氛中LW煤的H2累积产率降低,CH4的累积产率增加,PS煤CH4的累积产率显著下降;O2气氛降低了两种煤的初始热解温度,改变了气相产物的组成,从而使气相产物累积产率均大幅度增加。气氛对煤热解活性的影响与其还原程度有关,CO2对PS煤的影响作用明显,对LW煤的影响较小;而O2对弱还原性LW煤具有更强的影响作用。为我国西部弱还原性煤炭资源的综合利用提供基础理论依据。     

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     

热解温度条件下溶剂萃取煤技术及应用

介绍了热解温度条件下溶剂萃取煤技术的研究进展状况。在热解温度条件下,使用溶剂对煤进行萃取,可以获得无灰的精制煤。获得的精制煤热性质有很大程度改善,可作为炼焦配煤添加剂、高性能炭材料的原料、煤液化、煤气化及无灰水煤浆的优质原料。     

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。     

煤热解过程中NO_x前驱物气体脱除的探讨

研究了不同热解条件下煤中氮的释放 ,三个不同煤阶的中国煤样在 5 0 0～ 90 0℃之间以固定床和滴落式的反应器进行热解 ;考察了煤种、终温、粒径对于NOx 前驱物 (NH3 和HCN)在热解过程中释放的影响 ;产生的含氮气体 (NH3 和HCN)被相应的酸和碱吸收后用离子色谱测量     

热解气氛对煤热解行为的影响

利用DSC／TG-MS同步热分析一质谱联用技术对新疆哈密煤进行研究．考察了氩气、空气为热解气氛时,煤样的热分解过程,热解气相产物H2O,CO2,NO2,O2的逸出规律,并从微观的角度提出了其热解机理．实验表明,由于空气中氧气的高反应活性,使得煤样热解气相产物逸出的温度区间缩短,出现选出峰的温度提前,同时有大量的热量放出,但热解气相产物H2O,CO2,NO2,SO2的逸出量比氩气气氛下少．另外,煤样灰分中CaO,Fe2O3的含量很高,这也是影响煤样热解气相产物形成的原因之一．     

影响煤炭热解产物分布的因素

本文对影响煤炭热解产物分布的因素进行了归纳总结,重点分析了煤质性质、热解条件、预处理、催化剂和共热解等因素对煤炭热解产物分布的影响.通过控制这些因素,可以提高煤炭转化效率,并调控热解反应产物分布.开发高效加氢催化剂、添加生物质等富氢物质进行共热解是提高煤热解焦油收率及调控产物分布的重要措施.     

高温热解神府煤中微量元素释放规律的研究

采用箱式高温电阻炉和小型快速热解设备对神府煤进行热解,系统研究了在950~1 300℃下慢速、快速热解过程中,温度和升温速率等对多种微量元素释放规律的影响.对实验样品的ICP-MS测试结果进行计算,分析了元素的挥发率.结果表明:Cd,Se,As,Ga等表现了较强的挥发性;Zn,Cr,Sr,Ni,Be等次之;Ba,Hf等则表现为不易挥发特性;多数微量元素的挥发性随温度的升高而有不同程度的增加.比较挥发率的数值得出,慢速升温过程中,在950~1 300℃,各微量元素的析出率增加了1%~24%;快速升温过程中,则相应地增加了2%~21%;慢速升温热解时挥发率比快速时高3%~7%.     

淮北矿区煤矸石、煤泥、中煤复配煤热解特性与动力学研究

文章通过热重分析对淮北矿区煤矸石、煤泥、中煤及其复配煤在高纯氮气条件下的热解过程进行了分析;研究不同配比对热解过程的影响,并利用Coats-Redfern积分法对热解过程进行了动力学分析。结果表明:单种煤热解过程的活化能越小,其反应活性越高;复配煤热解反应的活化能均小于单种煤活化能线性叠加的计算结果,证实其热解特性有所改善。     

加压热解对煤焦理化结构特性的影响

为了解煤热解过程中压力对煤焦物化结构的影响规律,采用表面积及孔径分析仪、环境扫描电镜、元素分析仪以及傅里叶红外光谱分析仪与加压热重分析仪相结合的方法研究了不同热解压力(0.1MPa,0.8MPa,1.5MPa,3.0MPa和5.0MPa)下神府煤热解煤焦的物理表面孔隙特性以及煤焦的元素组成、大分子结构以及红外有机官能团的变化特性等微观化学结构.研究发现:随着压力的增大,煤焦的孔隙结构先增后减,压力为0.8MPa时最好,压力对孔隙结构的影响主要表现在孔径为20nm左右的中孔的发展.同时,热解压力对煤焦的化学结构也有明显影响,加压有利于含氧官能团的裂解,加快碳骨架的生长,大分子结构增多,石墨化程度也逐渐加强.这对煤加压气化的了解有着重要的作用.     

苯热解渗透炭抑制焦炭劣化反应动力学

进行苯热解渗透炭抑制焦炭劣化反应动力学实验,用未反应收缩核模型表征动力学实验数据,建立苯热解渗透炭抑制焦炭劣化反应动力学模型,确定模型参数.依所建动力学模型,计算出抑制焦炭劣化反应过程中的相对外扩散阻力ηg/Ση、相对内扩散阻力ηD/∑η和相对界面反应阻力ηC/∑η.研究结果表明:按Arrhenius方程得到苯热解渗透炭抑制焦炭劣化反应的活化能Ea=217.0 kJ/mol和有效扩散活化能ED=162.9 kJ/mol,均大于空白焦炭劣化反应的活化能Ea-142.0 kJ/mol和有效扩散活化能ED=96.30 kJ/mol;苯热解炭抑制焦炭劣化反应起始阶段主要受界面化学反应和外扩散影响,随着反应进行,劣化反应由内扩散、界面化学反应和外扩散同时影响;在较低温度下,焦炭劣化反应主要受界面化学反应控制,随反应温度升高,界面化学反应的相对阻力逐渐下降.     

劣质混煤的热解与燃烧特性

利用热重法研究了洗选煤矸石与洗中煤混合而成的劣质混煤的热解与燃烧特性,获得了着火温度、燃尽温度、综合燃烧特性指数、燃尽指数等特征参数,通过动力学分析得到了活化能与频率因子等参数。研究结果对优化循环流化床锅炉的运行、节约燃料减少污染排放具有重要意义。     

煤层燃过程中热解气燃烧氮氧化物排放实验

我国大气中的氮氧化物污染日益严重,燃煤是大气中氮氧化物的主要来源之一。为研究燃煤过程中氮氧化物的排放规律,设计了双层固定床反应器,对煤燃烧产生的热解气和焦炭的燃烧情况分别进行研究。利用实验研究分析煤燃烧时煤中氮元素的分配、热解气析出特性及热解气燃烧时的氮氧化物排放规律。结果表明:煤热解过程中进入热解气和留在焦炭内的N分别为38%和62%。实验结果为分析煤炭层燃过程中NOx排放规律奠定了基础。     

维生素E热裂解行为研究

 组合应用热裂解-冷进样-气质联用( Py-CIS-GC/MS)技术,对维生素E在无水空气、9%氧氮混合气、氦气中,300,600,900℃下的裂解产物进行研究,结果显示:①维生素E在各个裂解气氛及裂解温度下共有的裂解产物有壬醛、1-甲基-2-戊基-环丙烷、维生素E;②对于在900℃和600℃时的裂解,在同一裂解温度下,随着裂解气氛中含氧量的减少,烯烃类物质种数减少,质量分数下降;烷烃类物质其种数虽然减少,但质量分数却明显增大;酮、醛、醇、酯、呋喃类香味物质随着裂解气氛中含氧量的减少其个数减少,质量分数下降;对于同一个裂解气氛,随裂解温度的降低其裂解产物中烯烃类、烷烃类物质种数呈减少趋势且含量下降;酮、醛、醇、酯、呋喃类物质产物种数和含量变化不大;③300℃时裂解产物以维生素E的原形转移为主,并生成了壬醛、烷烃类物质等;④裂解温度在600℃及900℃时维生素E原形转移的量差别不大,平均质量分数约为17.80%;而在300℃时,在无水空气、氧氮混合气、氦气氛围下转移的量分别为90.24%、84.61%和75.60%.