油砂及其热解半焦的燃烧研究

通过X-射线衍射(XRD)对油砂、其热解半焦以及两者燃烧灰样的物相进行了分析,利用氮气等温吸脱附研究了灰样表明特性,采用热重分析法对比了油砂和半焦的燃烧特性,并借助平行反应模型进行了动力学分析。结果表明油砂和热解半焦中所含矿物质主要为方解石,其分解温度主要在873-973 K内。灰样的分形维数D、孔容积和BET比表面积随燃烧温度变化的趋势相近。TG-DTG曲线表明油砂在低温段有明显的燃烧失重趋势,而焦炭不明显,但两者在高温段的失重过程相似,同时油砂着火及燃烧性能比半焦高。平行反应模型可以很好地描述油砂及半焦的燃烧过程,两者动力学模型有一定相似性;半焦燃烧的平均表观活化能Em比油砂高,反应活性较低。     

模拟锅炉系统提高半焦吸附性能的研究

试验中采用了模拟锅炉汽水系统的蒸汽和燃烧系统的热量对半焦进行处理,通过分析水中苯酚的COD去除率、N2吸附脱附曲线和电镜扫描,研究了不同蒸汽活化时间及焙烧温度下的半焦吸附规律。结果表明:20~50目粒径的半焦,经过3 h蒸汽活化处理,然后于400℃条件下焙烧2 h后,其吸附性能显著提升;相比只经蒸汽处理的半焦对苯酚的去除率由30.94%提高到96.67%,BET表面积由3.2 m2/g增加到486 m2/g。SEM结果显示,经过焙烧后半焦微孔结构显著增多,其吸附性能得到大幅度提升。     

活性半焦脱除烟道气中S02的研究

对工业副产品半焦，采用加压水热化学活化法、HNO3活化法和高温燃烧等方法制各出半焦烟气脱硫剂。通过对脱硫剂的脱硫性能进行评价分析得出，由此法制得的烟气脱硫剂的脱硫效果较好；半焦经高温处理后，脱硫剂活性与其烧失率有关，烧失率越大硫容越大，效果越好。     

活性半焦脱除烟气中SO2的研究进展

综述了国内外关于活性半焦脱除烟气SO2的研究现状，对半焦的制备条件及活化改性方式给其脱硫活性带来的影响进行了详细的分析，指出了目前研究中存在的若干问题，并提出了新的研究方向。     

等离子体改性褐煤半焦低温催化氧化脱除NO研究

采用KOH改性-低温等离子体(NTP)活化制备褐煤活性半焦催化剂,用于低温催化氧化NO的研究.考察了KOH改性浓度,低温等离子体活化电压和活化时间对NO脱除效率所带来的影响.研究结果显示,采用该法所制备的催化剂具有较低的灰分以及较好的碘吸附值,催化剂经NTP活化之后表面的碱性官能团增加,有利于催化活性的提高及活性窗口扩宽.经5%KOH改性,在氮气等离子体源、7.5 k V改性电压和1h的改性时间条件下制得的褐煤半焦催化剂具有较高的反应活性,在反应温度为125℃,NO的脱除效率可达47%.     

四种生物质热解半焦的FTIR红外分析

生物质热解液化是目前生物质能利用的方式之一.为了研究生物质热解过程中各组分的裂解变化规律,利用傅里叶红外光谱仪分别对300℃、400℃、500℃、600℃下制备的玉米秸秆、棉杆、松木屑和稻壳的热解半焦进行了分析.实验结果表明:随着热解温度升高,生物质内部[-OH]、[-CH]、[-CO-]等官能团不断减少,温度在300℃~400℃之间时变化最为剧烈,当温度超过400℃以后,反应逐渐趋于缓和.     

改性半焦烟气脱硫的研究

研究了不载铜和载铜半焦两种样品在温度为70—100℃条件下脱除烟道气中二氧化硫的效果。实验结果表明：载铜半焦明显提高脱除二氧化硫的能力。但用水进行再生不利于铜在半焦表面上的存在，建议采用还原法再生脱硫剂。     

COREX熔融气化炉Rist操作线的建立和应用

考虑了块煤在熔融气化炉上部挥发分的析出和采用部分氧气燃烧析出挥发分中的焦油和碳氢化合物这一特点,利用改进的Rist操作线原理,建立了熔融气化炉操作线图,直观地体现了不同因素对炼铁过程能耗的影响.讨论了COREX熔融气化炉内上部吹氧燃烧焦油和碳氢化合物后操作线的变化,对比了加入不同块煤和半焦对上部吹氧量、能耗的影响,分析了将块煤中挥发分脱除后以半焦的形式加入炉内,熔融气化炉上部煤气氧化度、温度和煤气量的变化,以及对能耗的影响.     

低阶烟煤热解半焦制浆黏度模型的建立

选用双鸭山东荣长焰煤为原料,利用马弗炉进行中低温热解实验,考察热解温度对半焦哈氏可磨度和空气干燥基水分的影响。通过制浆实验,研究半焦哈氏可磨度和空气干燥基水分对半焦制浆表观黏度的影响。利用SPSS软件进行实验数据线性回归分析,得到低阶烟煤热解半焦制浆表观黏度模型。结果表明：热解半焦的空气干燥基水分和哈氏可磨度与半焦制浆表观黏度均具有较好的相关性,其中由于煤结构的分解和缩聚而导致的可磨性的变化是影响半焦成浆性的主要因素。表观黏度模型能够较为准确地预测半焦制浆表观黏度,可用于低阶烟煤中低温热解半焦成浆性评价。     

油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料制备及其吸附性能研究

基于油页岩半焦中富含的矿物质和有机质,以KOH为活化剂,联用机械力化学和热解炭化窑街油页岩半焦制备油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料,考察了矿物/生物炭复合材料对水溶液中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附效果.结果表明,制得的复合材料对Pb²⁺和Cd²⁺具有优异的吸附性能,最大吸附量分别为177.83和67.48mg^·g^-1,分别是原油页岩半焦的6.1倍和4.3倍.吸附动力学和热力学拟合数据显示,复合材料对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附属于化学吸附主导的单层吸附,主要吸附机理涉及官能团吸附、²⁺_Pb-π和Cd²⁺-π相互作用、静电吸附和矿物沉淀.该研究为从环境矿物材料角度探究油页岩半焦全组分综合利用提供了可行途径.