煤燃烧过程中硫析出影响因素的正交实验研究

采用管式炉正交实验研究了煤燃烧过程中硫析出的主要影响因素与影响规律。结果表明：在煤燃烧过程中,气态硫化物的生成不仅与燃烧条件有关,而且与煤质特性和煤中硫的赋存形态有关。在确定的燃烧条件下,煤在炉内停留时间的影响最大,燃烧温度的影响次之,燃烧气氛的影响较小。正交实验结果所揭示的影响硫析出的各种因素的影响重要度及影响趋势,为考察各单因素对煤燃烧过程中硫析出的影响提供了理论与实验研究方法上的依据。     

油页岩热解过程中硫的析出特性

利用微量硫分析仪对甘肃窑街油页岩热解过程中硫的析出特性进行分析,考察了不同温度和催化剂作用下热解气中硫的形态分布和析出特点。结果表明:油页岩在低温下总硫的析出量最大;随着温度升高,总硫的析出变化复杂,475℃的析出量最大为5 060.41 mg/m3;热解气中,H2S的析出量最大,475℃时为5 272.66 mg/m3。不同温度下,油页岩中硫的析出机理不同。添加催化剂对油页岩中硫的析出具有促进作用,膨润土和Mo S2对硫的析出的促进作用最大,总硫析出量比常规热解提高4.58倍和3.95倍;活性白土和环烷酸钴的促进作用最小,分别比常规热解提高64.01%和32.95%。     

煤与天然气共热解过程中硫的析出规律研究

选用龙口褐煤、神府烟煤及晋城无烟煤分别在管式炉中进行程序升温,比较在氮气和天然气气氛下硫的析出规律.结果表明,在天然气气氛下硫的析出浓度明显增加,说明天然气对硫的析出有促进作用.硫的析出浓度在氮气气氛下550℃时达到最大值,而在天然气气氛下硫的析出浓度在700℃之前一直保持较大值.天然气促进硫析出的原因是碳氢组分与煤中的活性自由基作用,释放出活性甲基和氢,使其与硫反应的氢量增多,从而促进了硫的析出.     

煤燃烧过程中砷的析出规律

为降低煤中砷元素对大气造成的污染,采用煤燃烧实验研究了煤燃烧过程中砷的析出规律。研究结果表明,在煤燃烧过程中,随着燃烧温度的升高,煤中砷的释放率逐渐增大,残留到燃煤灰渣中的砷含量逐渐减少。在不同的燃烧温度下,燃煤灰渣量几乎没有改变,煤中砷的释放率却有较大的差异。燃煤排放的飞灰和烟尘以及粉煤灰的裸露堆放是环境砷污染的主要途径之一。     

煤燃烧氟析出特性与影响因素试验(Ⅰ)

建立了模拟固定床的管式炉煤燃烧气态氟化物析出试验装置和方法,通过燃烧试验获得了燃烧温度、停留时间、燃烧气氛等燃烧条件对气态氟化物析出的影响关系。结果表明：煤中氟析出率随燃烧温度的升高而逐渐增加,在不同温度区间,温度对排放率的影响具有阶段性,停留时间对燃煤氟化物的生成有重要影响;氧化性气氛对氟化物生成影响不大,随炉内气氛由弱还原性气氛向强还原性气氛的转化,氟析出率明显降低,对氟化物生成有一定影响。     

煤中硫在燃烧过程中析出规律的热分析模拟研究

采用了TG—DTG—DTA联用的热分析技术,通过试验和分析了不同的热分析条件下,煤中黄铁矿在氧化过程中硫分析出的规律和燃烧特性;着重探讨了不同的黄铁矿重量、不同的升温速率和不同的掺比物对热分析逸出特性的影响。实验表明,不同的热分析条件对热分析的结果有一定的影响和规律。     

煤燃烧氟析出特性与影响因素试验研究(Ⅱ)

为了有效治理燃煤造成的大气氟污染,必须了解煤燃烧过程中氟的析出特性和影响因素。通过固定床管式炉煤粉燃烧试验,研究了煤种特性因素对燃煤氟析出影响规律与氟析出特性,其中包括煤种、氟含量、粒度、烟气中水蒸气含量及煤中矿物成分等对燃煤氟析出的影响。结果表明：不同煤种的氟析出率均随燃烧温度的升高而增加,表现出较强的相似性与一定的差异性。这种相似性表明燃煤氟析出过程可用统一的动力学模型来描述：差异性表明燃煤氟析出过程受煤中氟化物赋存形态与物理化学转化过程的影响。在炉内停留初期煤的粒度对氟的分解与析出影响较大,而在炉内停留的后期煤的粒度对氟的分解与析出影响则较小：燃煤水分及烟气中水蒸气的存在可明显促进煤中氟的析出;煤中二氧化硅会促进煤中氟的析出。     

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.     

煤中硫的形成及其控制因素

为脱硫、降硫提供科学理论依据，本文选择了内蒙古乌达矿务局９号煤层和１０号煤层为研究对象，系统地研究了煤中硫的形成及其分布的控制因素。结果表明：煤中硫含量的变化主要受控于泥炭聚积期沉积环境的变化，乌达矿区９号煤层和１０号煤层是在海侵的背景下形成的，在泥炭聚积期，由于不同水系的发育，控制了煤层间距的变化，更重要的是控制了煤中硫含量的分布，在海水影响下聚积的泥炭比在淡水环境聚积的泥炭含更多的硫。中硫煤和高硫煤中硫的来源主要是侵入泥炭沼泽的海水中的硫酸盐。另外，据研究结果，提出了乌达矿区煤中黄铁矿和有机硫化合物的形成模式。     

煤中硫的迁移规律研究

在煤炭焦化项目生产过程中,硫的迁移主要是发生在炼焦、煤气净化和化产回收。本文通过煤炭焦化项目,有针对性的对焦化工业硫的迁移化规律作出了研究。     

煤中微量元素及其在燃烧过程中释放的研究现状

对煤燃烧过程中微量元素释放的国内外研究现状进行了综述。描述了煤中微量元素的含量分布 ,总结了燃烧气体与固体产物中微量元素的形态、分布及富集特性 ,阐明了燃烧过程中微量元素形态转变机理。最后 ,简单介绍了微量元素的释放控制方法和技术 ,并探讨了微量元素今后研究的若干方向。     

深度解离高硫煤的表面特性及表征

选择具有代表性的高硫煤(山东兖州煤与重庆南桐煤)为研究对象,通过深度解离(-200目以下),采用红外光谱、X-射线衍射、电子能谱仪、扫描电镜等表征手段对两种煤中煤和黄铁矿硫的物理性质、矿物成分及解离面的表面化学组成、界面物理化学特性差异进行分析。研究揭示高硫煤在高解离度下煤与煤系黄铁矿硫的物理特性、表面特性、煤与煤系黄铁矿硫表面特性的差异.     

超细煤粉燃烧NOx析出特性试验

对超细煤粉在一维热态煤粉炉内燃烧时煤粉粒径、炉膛温度、过量空气系数及煤种等因素对NOx释放特性的影响规律进行了试验研究．研究结果表明：超细煤粉NOx的排放浓度低于常规粒径煤粉;NOx的排放浓度,随过量空气系数的增加而明显增加;煤种不同,NOx排放规律不同,煤粉超细化后,龙口褐煤的排放量明显减少,晋城无烟煤则变化不大;NOx的排放浓度随温度的升高而升高。     

中国煤中氟燃烧排放特征与排放限值

为了确定中国煤中氟燃烧捧放特征和捧放限值,通过大样本测试与统计,得到了中国煤中氟含量的分布特征;通过典型电站锅炉、工业锅炉和流化床锅炉的煤、飞灰、底灰样品的采样测定,提出了煤中氟在燃烧产物中的总量分配模式,得到中国不同炉型燃煤氟捧放基本特征;比照大气污染物综合捧放标准和工业窑炉大气污染物捧放标准的规定,初步得到了中国燃煤氟化物排放限值和超标煤种的比例。结果表明：比照大气污染物综合捧放标准（GB16297-1996）和工业窑炉大气污染物排放标准（GB9078-1996）中对氟化物捧放限值的规定,中国煤在各种燃烧设备的燃烧过程中,大部分煤种的氟含量是超标的,若在燃烧过程中不采取相应措施,将会对环境造成一定程度的大气氟污染。     

灰分对煤自燃特性影响的实验研究

为了研究灰分对煤自燃能力的影响作用,利用绝热氧化实验装置对不同灰分含量煤样进行升温氧化实验,采用R_(70)、T_(CPT)、B3种指标表征灰分含量对煤样自发氧化过程的影响。结果表明:1)灰分含量越大,煤样低温氧化阶段温升速率越小,温升加速点温度越高,煤样的自发氧化过程越慢,煤越不易自燃;灰分含量大于40%后,煤自燃倾向性快速减弱。温升加速点是反应微观信息的零活化能温度的宏观累计结果,具有直观且滞后的特点。灰分越大,滞后越明显,温差越大。2)R_(70)、T_(CPT)、B3种指标与灰分关系表现为二次函数。R_(70)和T_(CPT)两种指标显示灰分越大,自燃倾向性越弱,与实践经验相符。受水分权重影响,B指标显示煤样在灰分小于40%时,灰分越大,煤样自燃倾向性越强,这与实践经验相悖。因此,B在判定灰分对煤样自燃倾向性的影响时具有一定的局限性。     

煤炭燃烧固硫剂

对热力煤粉锅炉的燃煤含硫情况进行了分析.根据燃煤的硫形态,开发出主要化学成分为CaCO3和MgCO3的固硫剂.为了解释固硫机理和进一步提高固硫率,使用热失重分析仪和逸出气体红外光谱在线分析仪,研究了温度和钙硫质量比以及添加剂对固硫效果的影响.研究结果表明:燃煤的硫形态主要是硫铁矿硫;固硫剂的合适钙硫质量比范围为2:1～3:1,当Al2O3作为添加剂时,硫的去除率可达70%～80%;固硫后的生成物为CaSO4和MgSO4;Al2O3作为添加剂具有较好的助固硫效果的原因是它与固硫剂反应生成了高温下更稳定的新物相3CaO·3Al2O3CaSO4;Cr2O3宜造成固体污染,不适合作为添加剂.     

Na2Cr2O7和NaClO4对水泥窑用煤燃烧特性的影响

以煤的着火点、燃尽点、燃烧烈度、平均放热强度和发热量为评价指标,利用TG-DSC分析添加剂Na2Cr2O7和NaClO4对水泥窑用煤燃烧特性的影响.结果表明,两类燃煤添加剂均能改变水泥窑用煤的燃烧特性.两类添加剂的加入降低了水泥窑用煤燃烧的着火点和燃尽点,使其能够在较低的温度下进行燃烧,提高煤的燃烧性和燃尽性,同时降低了煤的燃烧烈度,使煤的燃烧更加平稳,有利于煤在水泥窑内的燃烧;Na2Cr2O7和NaClO4均能使煤的发热量增加,且加快煤粉热量的释放,促进了煤的完全燃烧.