煤粉燃烧过程中挥发分的析出及残焦的反应性

研究了合山煤燃烧过程中挥发分的析出机理，并与惰性气氛中煤的热解机理进行了比较，发现两者是有所不同的。计算了残焦的反应性。结果表明残焦反应性与成焦条件有关，并且在煤焦的整个燃尽过程中是变化的，这种变化与焦中残存的挥发分，活性基等密切相关。     

利用X射线光电子能谱确定煤及其残焦中硫的形态

利用X射线光电子能谱(XPS)技术分析了宜宾煤及其释放出挥发分后残焦中硫的形态,研究了煤中的硫在挥发分释放过程中的迁移规律.结果表明:XPS能够鉴别出宜宾煤中的硫;宜宾煤的S2p图谱有2个需要解叠的峰,分别位于163～164eV和169～171eV之间,这主要是由煤中的硫化铁和硫酸盐引起的;宜宾煤中含有硫砜,但不含亚砜.残焦的分析结果表明,在900℃加热条件下,宜宾煤在释放挥发分的同时,其中的部分燃料硫能够转化为硫酸盐和亚硫酸盐并被固定在残焦之中.在煤的挥发分释放过程中,也有部分燃料硫与挥发分一起释放出来,其份额与加热温度有关,随温度的升高而增加.     

煤阶及显微组分及对煤焦反应性的影响

确定手选富显微组分煤及焦的燃烧特性，从显微组分和煤阶的角度描述了反应性的变化，用热天平的燃烧曲线研究反应性，并给出焦的活化能，从活化能在不同阶段的变化情况分析内扩散对反应的影响，煤和焦的比表面积和孔分布由液氮等温吸附求得，结果表明，惰性组分的反应性较低，在燃烧过程中焦的活化能是变化的，在不同的阶段，显微组分的影响不同，对某些煤咱的焦，燃烧后期活化能降低，表明存在扩散影响。     

煤的挥发分

煤的挥发分是煤炭分类的主要指标,根据挥发分产率可以大致判断煤的煤化程度。此外,根据煤的挥发分产率和焦渣性状可以初步判断煤的加工利用性质和热值的高低。所以,测定煤的挥发分产率在工业上和煤质研究方面都有重要意义。     

燃烧过程中脱挥发分引起煤颗粒破碎的研究

从理论上分析了燃烧过程中脱挥发分引起的煤颗粒破碎机理,并通过模型预测了脱挥发分过程中球型颗粒内部的压力和应力分布,研究了颗粒大小、温度等几个因素对脱挥发分引起的破碎的影响,研究表明,煤颗粒的挥发分含量越高、炉膛内的温度越高,颗粒越容易破碎;颗粒越小,发生破碎需要的时问越短,但是极小的颗粒可能不会发生脱挥发分破碎,这和颗粒内部的对流孔径有关;此外,挥发分含量极小的颗粒,可能不会发生脱挥发分破碎。     

焦炭的粒焦反应性

研究了单种煤焦炭和工业配煤焦炭的粒焦反应性、反应后强度与块焦反应性、反应后强度的关系·结果表明:它们之间有良好的相关关系,并且还研究了单种煤焦炭粒焦反应性与煤质、焦炭光学组织、焦炭气孔结构参数等指标间的关系,说明粒焦反应性对煤种区分能力较好·     

非平衡等离子体与煤热解反应机理

通过对非平衡等离子体及发生在内部过程的理论分析，讨论了煤在非平衡等离子体内热解制乙炔的机理，提出了这种复杂的多相反应不象一般的非平衡等离子体反应主要由活性粒子参与，而是通过等离子体中粒子的平动能将煤粒加热，使煤的挥发释放，挥发分进一步与等离子体中的活性粒子发生作用，最后裂解形成乙炔。活性粒子直接与煤粒作用难以发生煤的直接裂解。     

高压湿烟气中煤燃烧及挥发分氮迁移特性研究

加压富氧燃烧（POFC）是一种具有巨大发展潜力的清洁高效燃烧技术。由于烟气的循环利用，烟气中的水蒸汽体积分数高于常规燃烧形式，这就丰富了烟气中的自由基池，从而影响煤燃烧过程及气态污染物的排放。利用固定床反应器进行了煤及其挥发分的POFC实验，并结合化学动力学模型研究了挥发分氮的迁移机理。研究结果表明，压力和水蒸汽的协同作用会显著影响燃烧过程，缩短燃烧时间，降低尾气中的CO体积分数，提高燃烧效率。挥发分氮来自煤中部分吡咯、吡啶和全部季胺的热解。更高的压力影响了NO形成的主要反应途径，同时增强了整体NO的还原并最终抑制NO排放。     

煤和蓝藻的共热解特性研究

采用热重分析法,对神府煤和蓝藻单独热解及共热解(蓝藻掺混比,即蓝藻与干基混合物的质量比为5%,10%,20%,40%和80%)特性进行了研究。研究表明:蓝藻挥发分析出的极值温度比煤低,而且热解速率比煤快。蓝藻组成复杂、挥发分含量高且含有的不稳定键多,所以在较低温度下就会被破坏,从而以较高的速率挥发出去。当蓝藻与神府煤共热解时,低温下蓝藻的挥发分析出后,暴露出来的灰分覆盖在煤的表面,灰分中具有催化作用的碱和碱土金属会加快煤的热解反应,使煤的挥发分提前析出。当蓝藻的掺混比为40%和80%时,协同作用较明显,热解焦的产率比理论值低。     

用灰关联法分析影响煤表面和反应性的因素

用灰色关联法，对影响煤表面和反应性的因素的关联度进行排序。用液氮等温吸附法测煤及焦的表面形态，用热天平法测煤及焦的反应性。通过对各因素关联度的计算，找出影响煤表面和反应性的主要因素，并探讨各因素在反应中的影响程度。结果表明，镜质组、煤阶对反应性及表面的影响较大。     

煤粉残炭二氧化碳反应性实验研究

采用自制实验装置研究了煤粉残炭二氧化碳的反应性,研究结果表明煤粉残炭二氧化碳反应性随原煤挥发份增加而增加,随残炭制备温度增加而增加,随煤粉粒度增加而下降;焦炭的二氧化碳反应性低于煤粉残炭二氧化碳的反应性.根据实验结果提出了煤粉残炭相对活性因子指标及其预测经验公式.     

稻谷壳流化床的燃烧特性

介绍了稻谷壳的物理化学特性及热重试验结果，与煤燃烧特性进行对比，阐述了稻谷壳燃烧过程中，挥发分与焦炭分阶段燃烧的概念；并通过燃烧试验提出了独特的以纯稻谷壳流态化燃烧方式为主的组合燃烧方式，为纯稻谷壳流态化燃烧锅炉设计和运行提供了理论依据。     

Unburned Carbon Loss in Fly Ash of CFB Boilers Burning Hard Coal

The unburned carbon loss in fly ash of circulating fluidized bed (CFB) boilers, most of which are burning active fuels such as lignite or peat, is normally very low. However, most CFB boilers in China usually burn hard coals such as anthracite and bituminous coal and coal wastes, so the carbon content in the fly ash from these boilers is higher than expected. This paper investigates the source of unburned carbon in the fly ash of CFB boilers burning hard coal through a series of field tests and laboratory investigations. The char behavior during combustion, including fragmentation and deactivation, which is related to the parent coal, has an important impact on the carbon burnout in CFB boilers. The research shows that char deactivation occurs during char burnout in fluidized bed combustion, especially for large particles of low rank coal. The uneven mixing of solids and air in the core region of the furnace also causes poor burnout of carbon in CFB fly ash. An index describing the volatile content (as dry ash free basis) over the heating value is proposed to present the coal rank. The coal combustion efficiency is shown to be strongly connected with this coal index. Several changes in the CFB boiler design are suggested to reduce the unburned carbon loss in the fly ash.     

烟煤快速加氢热解研究——半焦,挥发分和焦油等生成行为的考察

烟煤快速加氢热解,除获取轻质烃和甲烷等气,液产品外,还得到半焦,焦油和水,半焦中残留挥发分。在氢气氛中快速热解生成半焦中的挥发分低于氮气氛,残留挥发分的多少是衡量快速热解反应程度的标志。加氢热解后生成半焦的堆密度仅为原煤的１／３．５,活性半焦直接加氢反应生成甲烷是引起半焦密度减小的主要原因之一。轻质烃产率与焦油生成量有关,焦油加氢二次反应是轻质烃生成的主要途径。氢气氛中热解生成的水多于氮气氛,气相     

用热重法研究大同煤焦的CO_2加压气化动力学

用快速升温和在高温高压下用热重分析装置和 ST-03表面孔径测定仪在1203～1423K 的温度和0.1～0.3MPa 的压力范围内研究大同煤焦的 CO_2气化反应动力学和其孔结构在反应中的变化。结果表明,Arrhenius 关系可以描述不同压力下气化反应速率随温度的变化;在实验的压力范围内,反应速率随压力的变化低压时变化明显;气化过程中煤焦的微孔表面积与转化率的关系出现一极大值.经理论分析和实验证实建立了包括煤焦孔结构参数的动力学方程。     

水泥分解炉内煤焦及煤粉还原NO的试验

利用模拟分解炉悬浮及喷腾条件的气固试验台对水泥行业中2种典型煤样的煤焦及煤粉再燃条件下还原NO进行了试验研究,考察了在有无生料催化作用下煤焦及煤粉还原NO的特性.研究结果表明:煤粉对NO的还原能力远强于煤焦,对不同挥发分含量的煤粉,随着挥发分含量增加,煤粉还原NO的能力增强;水泥生料对煤焦及煤粉还原NO均具有一定的催化作用,且水泥生料对挥发分较高的烟煤还原NO催化作用更强;煤焦及煤粉对NO的还原作用随温度升高而增强,且水泥生料对煤粉及煤焦还原NO的催化作用随着温度的升高而增加.     

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。     

富氧喷煤燃烧过程的三维数值模拟

采用数学模型预测高炉富氧喷吹煤粉的燃烧过程,数学模型包括气相流动、煤粉挥发分的热解和燃烧、残炭的燃烧、辐射传热和固体颗粒相的运动等子模型．模拟结果表明,单筒煤枪和热风混合效果不好,不利于煤粉燃烧;由于直吹管和风口空间小,因而富氧对煤粉燃烧率影响不大;富氧可提高风口端部平均氧含量,有利于煤粉在回旋区内燃烧．     

生物质焦与煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析天平,采用非等温燃烧的方法对生物质热解产物——生物质焦与两种无烟煤混合试样的燃烧特性及其反应动力学参数进行了实验研究,考察了不同配比的混合试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,求出了反应的动力学参数活化能Ea和指前因子A.结果表明:活化能和指前因子均随混煤中生物质焦比例的增加而降低,存在动力学补偿效应;煤中掺入生物质焦后,试样燃烧的第一阶段和第二阶段的活化能分别呈现出"U形"曲线和"阶梯形"曲线的规律,且对混合燃料热解过程的作用要优于对固定碳燃烧过程的作用;活化能的计算表明生物质焦的存在有助于改善煤的着火性能,对煤的燃烧有催化促进作用.     

不同热解气氛煤焦结构及燃烧反应性

在水平管式炉上制得徐州烟煤在Ar, N2和CO2气氛下热解的煤焦,比较了其在元素组成、挥发分收率、化学组分、微观结构特性和孔分布特性方面的差异,并在热重分析仪上进行了燃烧试验,确定3种煤焦在O2+Ar, O2+N2和O2+CO2气氛下的燃烧动力学特性.结果表明:由于CO2对煤焦的气化作用,CO2气氛下煤热解较Ar或N2气氛下具有更高的挥发分收率;CO2气氛热解焦芳香族和烷基官能团含量均高于其他气氛热解焦,但羟基官能团含量比它们低;CO2气氛热解焦具有更丰富的2～4 nm的小孔结构,比表面积是其他气氛热解焦的100倍左右,比孔容积约为其他气氛焦的1.5倍.燃烧的化学反应动力学分析表明,不同气氛下煤焦燃烧均为一级反应,CO2气氛热解焦具有最小的活化能和指前因子.