煤热解过程中焦炭氮变化规律的试验研究

为研究煤中氮在燃烧第一阶段随挥发分析出进入均相反应与残留煤焦发生异相反应的比例,评估均相反应与异相反应对最终氮氧化物排放贡献的大小提供依据,建立了固定床反应系统并在低加热速率条件下研究了煤阶、温度、脱灰以及不同灰成分在热解过程中对焦炭氮转化率变化规律的影响.研究发现:当高阶煤热解时,氮更多地保留在煤焦中,而低阶煤中的氮则容易析出形成气态含氮产物;高温利于氮从煤焦中析出;脱灰对低阶煤中氮的析出有强烈的抑制作用,脱灰对高阶煤的影响不如低阶煤明显;煤中含Ti、Na、K、Fe和Ca等类矿物质在温度高于800℃时促进氮从煤焦中析出,Mg的存在使焦炭氮的转化率略有提高,Si和Al类矿物质对于氮的析出无明显作用.     

抚顺煤热解过程中N2生成的实验研究

利用固定床反应器在600~1 300℃范围内进行抚顺煤的热解实验,研究了热解过程中燃料N向N2的转化,以及脱除矿物质元素和添加催化剂对N2生成的影响.升温速率是20℃/min,热解载气为高纯He,热解产生的N2用气相色谱方法定量分析.实验结果表明,抚顺原煤在600℃热解时N2生成量很少,不足10%.随着热解温度的进一步升高,煤中N向N2的转化率几乎呈线性增长.N2的来源一是直接从煤的大分子结构中释放,二是由矿物质元素与燃料氮之间的固相反应产生.抚顺煤脱除矿物质后热解时,N2的生成量明显减少.Ti、Na、K、Fe、Ca类矿物质元素的加入不同程度地促进了N2生成,而且其作用温度区间各不相同.     

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。     

滴管炉中煤粉燃烧NO_x生成量的实验研究

在滴管炉中对１２ 种煤进行了热解实验和燃烧实验．研究了煤中的氮在热解过程中生成的中间产物ＮＨ３ 和ＨＣＮ 与煤种的关系，煤的成分以及中间产物ＮＨ３ 和ＨＣＮ 对煤燃烧中ＮＯｘ 生成量的影响．并提出了用ＶｒＮｆφ（ＨＣＮ）／φ（ＮＨ３） 的值作为预测指数来预测不同煤种在燃烧中的ＮＯｘ 生成量．     

滴管炉中煤粉燃烧NOx生成量的实验研究

在滴管炉中对１２种煤进行了热解实验和燃烧实验。研究了煤中的氮在热解过程中生成的中间产物ＮＨ３和ＮＣＨ与煤种的关系,煤的成分以及中间产物ＮＨ３和ＨＣＮ对煤燃烧中ＮＯｘ生成量的影响。并提出了用Ｖ＾ｒＮ＾ｆφ（ＨＣＮ）／φ（ＮＨ３）的值作为预测指数来预测不同煤种在燃烧中的ＮＯｘ重量量。     

高硫强粘结性煤与生物质共热解脱硫脱氮的研究

用回转炉作为高硫强粘结性煤与生物质共热解的反应器,分析了热妥过程中煤与生物质的相互作用机理,研究了热解温度、生物质汪厍量和煤粒度对无机硫脱除率、有机硫脱除率和氮脱除率的影响,结果表明,随着热解温度升高、煤化度降低、生物质添加量增大、煤粒度减小,脱硫脱氮率提高。     

煤的快速热解焦燃烧气化特性

用电加热金属丝网快速热解装置，在氮气气氛和常压条件下，考察神府煤和东胜镜质组和丝质组富集物的热解行为及快速热解焦的燃烧气化特性。随热解终温和加热速率的升高，失重率增加，燃烧特性温度向高温方向移动。     

煤燃烧过程中吡啶型氮迁徙规律的实验研究

为了解煤燃烧过程中NOx的生成机理,选用纯净杂环化合物吡啶作为煤中氮元素有机形态的模型化合物,对其热解及氧化规律进行实验研究.红外光谱仪分析结果表明:吡啶杂环在750℃时开始裂解;在850℃时腈类物质生成量最大;高温下含氮产物几乎全部以HCN的形式存在;N2O主要由腈类物质转化而成;从氧气的摩尔比等于6 0开始,随着氧气量的增加,N2O的生成量急剧增加.在缺氧状态下,高浓度CO造成的还原气氛使NOx生成受到很大程度的抑制.当温度高于850℃时,N2O向NO、NO2转化,当温度大于1000℃时,N2O全部转变为NO、NO2.NO、NO2主要由HCN裂解转化而成.     

X射线光电子能谱确定铜川煤及其焦中氮的形态

利用X射线光电子以谱（XPS）,实验研究了铜川煤及其煤焦中氮的形态,探讨了煤受热放出挥发分过程中氮的迁移规律,实验研究结果表明：铜川煤中的氮有4种形态,即吡啶（N-6）、吡咯（N-5）、质子吡啶（N-Q）和氮氧化物（N-X）;在煤的低温热解过程中,N-Q可以转化为N-5,而N-5在热解温度不高时,较难释放出来,其释放量取决于热解温度,随着热解温度的升高,N-X在煤焦中的含量下降,在煤的高温热解过程中,N-X将全部进入挥发分中。     

铜川贫煤中氮赋存形态的红外光谱研究

目的 研究煤中氮的有机形态及煤转化利用过程中含氮污染物排放规律。方法 利用红外光谱法对铜川原煤及其干燥后的煤样进行了分析。结果 得到不同工况下煤样的FTIR谱图。3040cm^-1附近的吸收峰是煤中羟基与吡啶环上N原子形成的氢键振动，对比干燥前后煤样的红外谱图，发现吡咯环上N与H形成的氢键在3400cm^-1附近引起中强峰；同时，芳族伯胺基团、腈类物质中C≡N键也可以利用红外谱图检测到。结论 铜川贫煤中氮元素主要以吡啶、吡咯及氨基的形式存在，并存在腈类C≡N键的结构形式。     

液氮降温防灭火试验研究

为研究液氮降温防灭火的效果,在封闭硐室空间内对于高温及燃烧的煤体进行注液氮降温防灭火试验,随着注氮时间和累计注氮量的变化,得出各测点不同时刻的温度变化,并对空间内各测点不同时刻的温度进行分析,发现煤体温度的下降速率及下降幅度与注氮时间以及累计注氮量的多少有关,并且有着一定的规律。试验表明:对封闭硐室空间高温煤体和燃烧煤体进行注液氮,能达到快速有效的降温效果。     

粉煤灰合成沸石应用于污水土地处理系统

大庆地区土地资源丰富、居住分散,尤其是各采油队多数不在城区,污水排放点不集中且周围没有市政污水管网,适合采用土地处理系统处理污水。大庆地区的大部分电力来自于火力发电厂,每年产生大量的粉煤灰固体废弃物,其堆放对周围环境造成很大污染。本研究将这些粉煤灰合成沸石,并将其用于污水土地处理系统,利用沸石较强的吸附能力和阳离子交换能力,可有效去除氨氮,提高了污水土地处理系统的抗负荷冲击能力,同时实现了以废治废的循环经济理念,对大庆地区的环境污染治理工作具有重大意义。     

采煤塌陷区土壤中氮形态分析及生物有效性

煤炭开采后由于发生沉陷、积水,导致原来的陆生环境逐渐演变为水生环境,沉陷前的土壤转变为沉陷后水体的底泥,土壤中的污染物也随之发生迁移、转换。掌握淹水前土壤中氮元素的含量值与分布特征,对预防和调控塌陷水域水体富营养化及进一步研究营养元素的迁移转化规律具有指导意义。以潘三矿塌陷区为研究对象,利用化学提取方法,对塌陷区土壤中氮形态进行分析测定,在此基础上,开展各形态氮的分布特征、相关关系及生物有效性分析。结果表明,潘三塌陷区土壤TN含量在299.45~1 326.12 mg/kg之间,平均值为833.50 mg/kg,主要成分为ON,二者表现出了显著相关性;生物有效性氮含量占TN的质量分数为0.52%~5.32%,其中NO-3-N含量平均占生物有效性氮质量分数的51.06%,NH+4-N含量平均占47.99%,二者均与ON表现出显著相关性。     

神俯烟煤煤岩组分再燃烧还原NOx的试验研究

再燃烧是一种成熟的低NOx燃烧技术,它是利用燃烧分级,形成还原性分氛,迫使NOx分解。本文从煤岩学的观点,讨论了以神俯烟煤作为再燃燃料的再燃烧。通过试验研究得到神俯煤镜质组对还原NOx有利,是活性组分;丝质组是惰性组分。并讨论了工程应用,提出了当用神俯烟煤作为再燃燃料进行再燃烧时应尺量除去丝质组的结论。     

垞城煤矿井下氮气窒息事故原因分析

我国有多个煤矿发生过氮气缺氧窒息伤亡事故，一般认为是由于瓦斯风化带中的N2涌出所致。但在徐州垞城煤矿，氮气窒息事故不仅在浅部，也在深部采区发生。分析该矿煤系地层后发现，在氮气窒息事故发生的地点，煤层上方均有红层。根据地球化学理论，可以认为该矿煤系地层中氮气的来源于红层的氧化作用，即成煤物质中的氮元素在成煤阶段形成NH3，上升遇到红层时，可被红层中的Fe2O3氧化生成N2，并赋存在岩层之中。岩石中赋存的N2可通过断层裂隙进入采矿空间，从而造成氮气窒息事故。     

焦炭固定床燃烧氮氧化物排放实验研究

为降低锅炉NO的排放,研究焦炭在固定床中燃烧时的氮氧化物排放特性,分析焦炭数量对NO排放的影响。在其他条件不变的情况下,取焦炭质量分别为0．5、1．0和2．0g的煤样进行燃烧实验。结果表明：焦炭燃烧NOx排放与燃烧过程密切相关,在固定床中有还原层存在时,NO排放处于低水平稳定状态。随着焦炭还原层的消失,NO转化率迅速增加。在设计层燃燃烧锅炉时。加大燃煤炉中焦炭层的厚度．可以降低锅炉NO的排放．焦炭层厚度增加4倍．NOx排放降低73．86％．