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主办单位:太原理工大学
主管单位:太原理工大学
编辑出版:《煤炭转化》
       编辑部
主   编: 李晋平
副 主 编: 王宝俊
常务副主编: 刘改换
编辑部主任: 刘改换
国内发行:山西省邮政
     报刊发行局
邮发代号:22-44
国外发行:中国教育图
     书进出口公司
发行代号: JT-31
刊号:ISSN 1004-4248/
   CN 14-1163/TQ
刊期::双月刊

 
  《煤炭转化》1978年创刊,原名《煤炭综合利用译丛》,1992年更名为《煤炭转化》。是由太原理工大学主办、主管的国内外公开发行的学术期刊。2017年1月由季刊变更为双月刊。
  办刊宗旨:跟踪世界煤炭转化、煤炭综合利用的最新发展,报道国内外煤炭加工转化的科研开发等成果,促进我国煤转化科学的发展。
  刊载范围: 煤科学;煤的净化和燃烧;煤的热解和焦化;煤的气化和煤气净化;煤的液化和产品提质;煤转化过程中的催化;煤系资源的综合利用等。
  收录情况:被美国《化学文摘》(CA)、美国《科学引文索引》(SCI)的Citation Index、美国《剑桥科学文摘》(CSA)、英国《煤文摘》(COAL ABSTRACT)、英国《皇家化学学会系列文摘》(RSC)、日本《科学技术文献速报》、日本科学技术振兴机构数据库(JST)、波兰《哥白尼索引》(IC)、《中国科技期刊精品数据库》、《中国科学引文数据库》(CSCD)等国内外数据库收录。
当期目次 优先出版 过刊浏览 点击排行
   2019年, 第42卷, 第3期 刊出日期:2019-5-14   
酸洗脱除矿物对煤化学组成及润湿性的影响
张薇,宋强,张帆,舒新前
煤炭转化. 2019,42(3): 1-9. ; PDF 浏览:摘要

为探究酸洗处理对煤尘含氧官能团和矿物质变化及对煤尘结构和润湿性的影响,采用盐酸、磷酸、乙酸和盐酸-氢氟酸对榆林煤(YL)进行处理,并利用FTIR,XRD及XRF分析煤尘化学组成及结构变化,借助毛细管上向渗透法研究煤尘的吸湿量,考察煤的灰分、矿物质组成及官能团对润湿性的影响规律。结果表明:酸处理能够脱除煤中的大部分矿物质,对含Si的矿物质元素脱除效果较差,对Ca和K等碱金属矿物的脱除效果较好,盐酸-氢氟酸脱除率最高,为95.3%,盐酸、磷酸、乙酸的单独脱灰率分别为88.4%,84.0%和79.9%。由XRD谱可以看出,酸处理后灰样谱图上的矿物...

炭基催化剂对煤热解油气品质的影响及机理
杨晓霞,汪自典,付峰,郭延红
煤炭转化. 2019,42(3): 10-17. ; PDF 浏览:摘要

分别以半焦(SC)和活性炭(AC)为催化剂,对禾草沟煤进行催化热解,研究了催化剂类别及催化剂循环利用次数对油气收率及组成的影响。结果表明,两种炭基催化剂均能提高焦油轻组分的质量分数及热解气的收率,AC的催化效果好于SC的催化效果。当AC为催化剂时,焦油轻组分质量分数高达70.00%,与无催化剂时相比增加了26.17%。随催化剂循环使用次数的增加,焦油轻组分质量分数呈下降趋势,当AC催化剂循环使用4次后,焦油轻组分质量分数为50.58%,仍高于无催化剂时焦油轻组分质量分数(43.83%)。采用SEM、N2吸附、FTIR、XPS和Raman谱对使用前后的SC和A...

煤焦油悬浮床加氢后轻质油生产清洁油品的试验研究
颜丙峰,胡发亭,赵鹏,谷小会,刘敏
煤炭转化. 2019,42(3): 18-26. ; PDF 浏览:摘要

对中低温煤焦油悬浮床加氢后的轻质油(<370 ℃)进行加氢提质试验研究,以生产硫和氮含量低、安定性好的清洁燃料油组分。加氢提质试验在小型连续固定床加氢装置上进行,重点考察反应温度、反应压力、液时空速和氢油体积比对加氢效果的影响。结果表明,随着反应温度的升高,液时空速的降低,氢耗会增加,最高可达3.66%,液体收率和气产率受反应条件的影响不大,分别稳定在97%~98%和0.10%~0.25%范围内。生成油的氮含量对油品安定性影响较大,当氮含量低于12mg/kg时,生成油的安定性较好。对生成油进一步蒸馏切割得到石脑油馏分(<170 ℃)和...

微波辐照再生活性半焦工艺
常娜,覃彦,赵代伟
煤炭转化. 2019,42(3): 27-33. ; PDF 浏览:摘要

以甲基橙为吸附质,针对吸附后的活性半焦,利用微波辐照对其进行再生。在不同微波功率和辐照时间下研究活性半焦的再生率和碳损耗率,利用扫描电子显微镜观察半焦的表面形貌,采用氮气吸附仪测定半焦的平均孔径和比表面积。结果表明,微波可以有效脱除活性半焦表面的甲基橙,由于反应器的特殊尺寸,未通气氛条件下活性半焦的再生率较通入氮气条件下活性半焦的再生率高。对于不同甲基橙吸附量的活性半焦,当微波辐照时间为30 s时,再生率可保持在98%~99%。过高的微波功率及过长的辐照时间均会增加半焦的碳损耗率,导致再生率增幅缓慢,甚至下...

平顶山瘦煤煤焦固定床二氧化碳催化气化动力学研究
赵志刚,余可,查荣轩,解乐乐,张小勇,凌强,崔平
煤炭转化. 2019,42(3): 34-39. ; PDF 浏览:摘要

以K2CO3负载后的平顶山瘦煤煤焦为研究对象,在内径为20 mm的固定床反应器中对其二氧化碳催化气化反应动力学进行了研究。考察了K2CO3的负载对平顶山瘦煤黏结性的影响,确定了消除气化反应内外扩散影响的实验条件。在750 ℃~900 ℃范围内,测定了平顶山瘦煤煤焦的碳转化率与时间的关系。采用均相模型和缩核模型对实验结果进行拟合,得到了焦样二氧化碳催化气化反应的反应速率常数、反应活化能和指前因子。结果表明,K2CO3对平顶山瘦煤具有显著的破黏和催化气化效果。利用均相模型和缩核模型均能对平顶山瘦煤煤焦的二氧化碳催化气化反应动力学...

合成气和硫化氢气氛下Rh表面扩散的密度泛函理论研究
郝晓斌,章日光,凌丽霞,王宝俊
煤炭转化. 2019,42(3): 40-48. ; PDF 浏览:摘要

为了探究Rh催化剂的烧结现象及提高催化剂的稳定性,采用密度泛函理论研究了不同温度下CO,H2和H2S气氛下Rh物种在Rh(111)表面上的扩散速率。结果表明:在CO和H2气氛下,随着温度的升高,Rh-CO和Rh-H复合体的迁移速率增大,CO和H2加速了Rh表面物种的扩散,进而促进了Rh的烧结;在H2S气氛下,Rh-S复合体的形成能是负值,Rh表面上非常容易形成Rh-S复合体。尽管H2S的浓度仅为几个10-6数量级,但是Rh-S复合体的迁移速率远远大于Rh团簇、Rh-CO和Rh-H复合体的迁移速率。因此,Rh催化剂对H2S极其敏感,表现出较低的耐硫性。...

微生物降解褐煤产气实验研究
赵娜,韩作颖
煤炭转化. 2019,42(3): 49-54. ; PDF 浏览:摘要

对内蒙古神华胜利褐煤(NM)、云南昭通露天煤矿新揭褐煤(YN)和河南义马褐煤(YM)进行了生物强化产气研究,通过检测甲烷体积分数、产甲烷量、气体组分变化探讨微生物产甲烷特征。结果表明:煤层气井产出水经过富集培养,菌群数量明显增长,产甲烷作用明显被激活,产甲烷能力显著增强。经过多次加煤驯化,富集菌群可以适应加煤条件并进行较强的产甲烷作用,为后续实验提供了稳定高产的菌源。三种褐煤均能被微生物降解产甲烷,但产甲烷高峰期出现时间不同,YN实验组有一个峰期,YM实验组有两个峰期,NM实验组有三个峰期。三种褐煤产甲烷效率由高到...

半干法脱硫剂的性能及脱硫机理
崔名双,周建明,张鑫,牛芳,潘冠福
煤炭转化. 2019,42(3): 55-61. ; PDF 浏览:摘要

在固定床脱硫实验平台上探究低温低含水率条件下,制备钙基脱硫剂的脱硫过程及脱硫机理。采用BET表征手段对脱硫剂的孔隙结构进行表征,X射线能谱分析脱硫剂中活性氧化钙的含量。结果表明:根据脱硫反应速率与扩散速率的差值,将钙基脱硫剂的脱硫过程分为动力段、平衡段和过渡段三个阶段,脱硫效率在动力段由脱硫反应速率控制,在过渡段由气体扩散速率控制,提高脱硫效率即减小脱硫反应速率与气体扩散速率的差值;随着含水率的增加,有效脱硫时间和最大脱硫效率分别呈现递增和递减的趋势,本实验中脱硫效率最大为100%,有效脱硫时间最长为55....

高温还原性气氛下钙镁助熔剂对莫来石熔融性的影响
窦媛媛,郭有,郭小杰,李寒旭,郑久强,李令权
煤炭转化. 2019,42(3): 62-67. ; PDF 浏览:摘要

以莫来石为研究对象,向其中添加单助熔剂CaO,MgO和钙镁复配助熔剂,在模拟煤高温还原性气氛下,利用X-射线衍射仪研究了钙镁复合助熔剂对矿物转化的影响,借助FactSage热力学软件分析了添加钙镁复配助熔剂后灰渣在高温下的相平衡组成及矿物的组成含量变化,结合量子化学软件Material Studio 7.0对莫来石的建模优化,从分子水平揭示了钙镁复配助熔剂的助熔机理。结果表明:添加质量为莫来石质量20%的钙镁复配助熔剂(mCaO/mMgO=1)后,可将流动温度降至1 426 ℃,且助熔效果优于单助熔剂的助熔效果;莫来石熔融过程中,Ca2+和Mg2+易从莫来石晶...

氧化钙对贵州六盘水高硅铝煤灰熔融性的影响及机理
葛源,潘东,李松,李志,赵丹
煤炭转化. 2019,42(3): 68-74. ; PDF 浏览:摘要

针对贵州六盘水老鹰山矿区的高硅铝难熔煤灰,在SiO2-Al2O3-CaO三元相图指导下,通过添加CaO对煤灰的熔融性进行调节。利用水冷法研究了CaO对煤灰熔融性的影响机理。采用Factsage软件进行了CaO对煤灰熔融性影响机理的热力学计算。结果表明:随着CaO的增加,煤灰的熔融温度和完全熔化温度均呈现先下降后上升的趋势,当CaO为33.56%(质量分数)时,煤灰的流动温度(FT)为1 236 ℃;煤灰的高温物相变化和热力学计算均表明,莫来石和石英等高熔点物相的存在是导致高硅铝煤灰难熔的原因,而添加CaO能够破坏煤灰中的难熔矿物并形成钙长石、钙铝黄长石和...

大同煤粉灰不均匀熔融规律研究
杨云飞,张洪,吴锁贞,张鹏启,伦飞,王庆松
煤炭转化. 2019,42(3): 75-81. ; PDF 浏览:摘要

将山西大同煤粉磨到工业煤粉细度,通过浮沉分成不同密度子样。采用XRF,XRD,AFT,SEM和FactSage等手段研究了大同煤粉颗粒灰不均匀熔融规律。结果表明:随着煤粉密度增加,Al2O3由39.65%(质量分数,下同)逐渐降低到28.05%,Fe2O3则由3.36%增加到12.54%,SO3则主要富集在大于2.0 kg/cm3密度部分;AFT和SEM研究均发现,大同煤粉灰熔融性随密度发生显著分化;使用FactSage软件热力学模拟计算发现,不同密度子样液相量随温度变化的规律和AFT与SEM实验结果具有较好的相关性,这说明大同煤粉颗粒灰熔融性随密度的变化是化学成分分化的结果。因此,...

哈尔乌素煤中矿物固相反应对煤灰熔融特性的影响
邵徇,麻栋,丁华
煤炭转化. 2019,42(3): 82-89. ; PDF 浏览:摘要

以鄂尔多斯地区哈尔乌素煤为研究对象,利用光学显微镜和X射线衍射(XRD)等手段分析了煤中主要矿物组成,研究了助熔剂SiO2,Fe2O3和CaO在不同添加量下对哈尔乌素煤灰熔融性温度的影响。利用FactSage软件中的Equilib模块,模拟了添加助熔剂前后煤中矿物的固相反应过程。结果表明:超过1 250 ℃后,哈尔乌素煤灰中的主要成分是长石和刚玉,刚玉质量分数超过了40%,这是原煤煤灰熔融性温度较高的重要原因。原煤中分别添加7%(质量分数,下同)的SiO2,10%的Fe2O3和12%的CaO后,煤灰熔融温度降低幅度较大。高温下煤灰中部分耐高温矿物与助熔剂发生了...

褐煤溶剂萃取残渣处理含铅废水的研究
冯宇,许立军,吴佳丽,樊丽华
煤炭转化. 2019,42(3): 90-96. ; PDF 浏览:摘要

以低阶煤溶剂萃取后的残渣为吸附剂处理含铅废水,研究了褐煤在330 ℃下溶剂萃取后的残渣(简称褐煤残渣330)对模拟含铅废水中铅的去除效果。探讨了萃取温度、残渣煤种、铁离子干扰和褐煤残渣的磺化氨化改性对吸附效果的影响。结果表明:褐煤残渣330在铅液质量浓度为20 mg/L时,对铅离子的最大去除率可达97%;残渣煤种、萃取温度及干扰性铁离子的存在对吸附效果均有明显影响;长焰煤在330 ℃下溶剂萃取后的残渣及褐煤在380 ℃下溶剂萃取后的残渣的吸附效果均高于褐煤残渣330的吸附效果,干扰性铁离子的存在会降低铅离子的吸附效果。对褐煤残渣...

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
花生壳炭用作高炉喷吹燃料的基础特性
李冲,何选明,李翠华,冯东征,柯萍,刘靖
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选取可再生且“碳零排放”的花生壳为原料,在热解装置中进行热解得到终温分别为350 ℃,400 ℃,450 ℃,500 ℃和550 ℃的花生壳炭,并对花生壳炭进行工业分析、元素分析、发热量分析、燃尽率实验和热重实验,判断其是否满足高炉喷吹对燃料的要求.结果表明:五种不同热解终温花生壳炭的一些冶金性能达到了高炉喷吹燃料的质量要求,但灰熔点略低于规定温度范围,需要进一步探索优化方案.花生壳热解炭具有满足高炉喷吹冶金性能要求的可能性....

多段直立炉用于陕北低阶碎煤热解的适用性研究*
吴鹏,苗文华,滕济林,张旭辉,张培林
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为拓宽多段直立热解炉的适用范围,以陕北低阶碎煤为试验对象,搭建移动床层阻力测定装置和连续热解试验装置,研究不同因素对移动床层阻力和气体含尘量的影响,并分析热解产品的性质.结果表明:床层阻力分别随气体流速和床层高度的增加而增大,随下料速度的加快而减小,床层静态阻力比动态阻力高15%左右,气体流速影响最为显著,其次为床层高度和下料速度.当床层高度和下料速度一定时,气体含尘量随气体流速的增加而增大,粉尘平均粒径为87 μm.热解试验所得半焦产率为66.21%,焦油收率为8.72%,达到格金产率的85%,试验系统热效率为88%....

冷却方式对低温热解半焦结构及性能的影响*
胡冰,邹冲,赵俊学,马成,何江永,李小明
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对比研究了经水泡冷却和通氮气冷却方式制得的低温热解半焦的微观结构和理化性能差异.X射线衍射与傅立叶变换红外光谱分析结果表明:氮气冷却半焦样品的官能团强度和碳原子结构有序化程度比水泡冷却的样品高;氮气吸附结果表明:氮气冷却半焦比表面积较小,且10 nm以下的孔隙发达程度不及水冷半焦;可磨性与转鼓强度测试结果表明:氮气冷却半焦样品的可磨性比水泡冷却半焦低20%,抗碎性能高于后者;热重分析结果表明:相较氮气冷却半焦,水冷半焦的燃烧着火点降低了19 ℃,平均燃烧速率更快,燃尽性能更好....

循环流化床燃烧条件下焦炭表面NOx还原机理研究进展
吕俊复,柯希玮,蔡润夏,张缦,吴玉新,杨海瑞,张海
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为使CFB锅炉达到NOx原始超低排放,需要更加深入地理解煤炭燃烧过程中NOx生成和还原机理,其中焦炭对NOx的还原(NOx-char反应)被认为是CFB含氮反应体系中最重要的环节之一.综述了文献中对NOx-char反应的研究结果,围绕基本反应过程、焦炭中矿物杂质作用和影响因素三个部分,较为全面地阐述了焦炭表面NOx还原过程.研究表明,碳原子除可直接作为还原反应物外,还可为CO,H2,NH3等还原性气体提供吸附表面从而间接还原NOx,同时焦炭中的K,Fe,Ca等具有催化活性的矿物杂质能明显促进NOx-char反应.多种还原作用共同存在使得NOx-char反应的影响因素...

基于响应曲面法模拟优化褐煤腐植酸碱提工艺条件
刘云颖,马力通,海波
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通过响应曲面模型的建立,考察变量因素之间的相互作用,在减少实验操作次数的基础上,模拟优化出最佳的提取条件.选取碱提工艺中的碱液质量浓度、液固体积质量比和溶出时间作为变量因素,以腐植酸的提取率为响应值,进行了三因素三水平的Box-behnken的中心组合设计试验.结果表明:预测的最优碱提工艺条件为碱液质量浓度0.049 8 g/mL,液固体积质量比10.44 mL/g,溶出时间3.4 h;腐植酸的预测提取率为17.51%,验证实验的平均提取率为17.05%,与模型预测值相吻合....

粉煤灰活性剂对焊缝性能的影响
刘克铭,姜丙山,马壮
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进行了不同成分粉煤灰活性钨极氩弧焊实验,得到低碳钢Q235A焊接母材焊缝,利用万能试验机对焊缝的拉伸性能进行了检测,并利用静态腐蚀性能测试和电化学腐蚀性能测试对焊缝的耐蚀性进行了检测.结果表明:加入粉煤灰作活性剂得到的焊缝的抗拉强度与无粉煤灰时得到的焊缝的抗拉强度相比无大变化;对于静态腐蚀性能测试,在15% H2SO4溶液、10%NaOH溶液和3.5%NaCl溶液中,粉煤灰1活性焊缝的耐蚀性较常规焊缝的耐蚀性分别提高了1.90倍、1.29倍和1.81倍,粉煤灰2活性焊缝的耐蚀性较常规焊缝的耐蚀性分别提高1.44倍、1.20倍和1.47倍;对于电化学腐蚀...

插层高岭土改性煤沥青的抗老化性能
韩双福,高丽雅,刘晓莉,宋永刚,张福强
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在二甲基亚砜(DMSO)插层处理的基础上,利用高岭土以熔融复合的方式改性煤沥青,并研究高岭土的结构状态、煤沥青的老化机理和改性煤沥青的抗老化性能.X射线衍射结果表明熔融复合过程中高岭土实现了层剥离,透射电镜观察到高岭土在煤沥青基体中呈薄片分散状态.煤沥青氧化是老化的关键,高岭土可能以阻隔空气和延缓传输的方式减少并有效控制了老化反应.与原煤沥青相比,改性煤沥青老化后亚甲基含量增幅降低了42.8%,亚砜基含量增幅降低了32.4%.老化试验进一步证实了高岭土的改性效果,6.0%(质量分数)掺量下针入度比为50.4%,而未改性煤沥青的针...

垃圾衍生燃料与褐煤共热解特性及动力学模型比较
凌鹏,刘亮,刘成,尹艳山,姜哲浩,余俭民
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以城市生活垃圾(municipal solid waste,MSW)的典型组成为样本基础,配制具有稳定物理化学性质的垃圾衍生燃料(refuse derived fuel,RDF).通过升温速率控制,探究不同升温速率对垃圾衍生燃料与褐煤共热解的影响;采用Coats-Redfern模型法以及Friedman,Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)无模型法,得到RDF与褐煤共热解反应动力学参数.结果表明:Coats-Redfern模型中,升温速率为10 ℃/min时,对应生物质组分及塑料类高分子聚合物热解阶段活化能最低;生物质组分及塑料类高分子聚合物热解阶段最优拟合级数分别为0.5及1....

10 kg/h下行床褐煤低氧气化及半焦反应特性
秦中宇,王永刚,戴瑾泽,张雪莹,林雄超
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采用进料量为10 kg/h的下行床反应器对褐煤进行气化实验.结果表明:同无折流结构的小气化炉相比,10 kg/h气化炉的煤气变化趋势尽管一致,但10 kg/h气化炉特有的折流结构能增加煤气的停留时间,促进二次反应及大分子裂解,煤气组成中CH4的体积分数偏高.随着气化剂中氧气体积分数增加,煤气中H2体积分数和CO体积分数呈抛物线变化,CO2体积分数逐渐增加;10 kg/h气化炉气化半焦的反应性比小气化炉半焦的反应性更低,反应性与气化半焦孔隙结构和碱金属变化有关;在10 kg/h气化炉中添加氧气会使气化半焦的孔隙破裂,坍塌程度增大,半焦孔隙趋向介...

煤液化柴油调和及发动机试验研究
白雪梅
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对煤直接液化柴油(diesel of direct coal liquefaction,DDCL)和煤间接液化柴油(diesel of indirect coal liquefaction,DICL)的性质进行了分析,通过调和试验考察了两者的相容性、煤液化调和柴油的性质规律及其对润滑性改进剂的感受性;并通过发动机台架试验考察了煤液化调和柴油的动力性、经济性和排放性能.结果表明:DDCL与DICL有很好的相容性;煤液化调和柴油的密度和十六烷值与其中DICL的质量分数呈线性关系,能够实现两者的优势互补;其对润滑性改进剂具有良好的感受性;在国Ⅳ发动机上有很好的动力性,单位质量油耗略有优势,常规排...

新疆淖毛湖长焰煤地下催化热解反应特性
梁新星,吕俊鑫,舒新前
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设计了适合于地下催化热解/气化的错时喷射催化剂添加装置,在卧式热解反应器中使用四种典型催化剂对新疆淖毛湖长焰煤进行地下催化热解模拟实验.结果表明:四种催化剂可有效提高热解气中H2和CO组分及气态产物产率,催化活性由大到小顺序依次为8%(质量分数,下同)Na2CO3溶液,10%Ca(OH)2溶液,10%CaO粉末,6%FNC(复合催化剂(Fe2O3-Na2CO3-Ca(OH)3));活性较高的Na2CO3和Ca(OH)2使热解气中H2组分提高了19%(体积分数),CO组分增加1.2倍,CH4组分在低温热解区有所增加,但在600 ℃以上热解时无明显效果.半焦和焦油产率较催化前分别下降30%和20%~...

n(Na+)/n(Cl-)对烟气脱氯及脱硫废水零排放的影响
刘畅,赵虹,滕卫明,耿梓文,邱坤赞,杨建国,袁伟中,陈锡炯
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半干法脱氯是通过碱基物质将燃煤烟气中的大部分HCl固定到飞灰中,同时将大幅度减少的脱硫(flue gas desulfurization,FGD)废水作为碱基溶剂回喷烟道,从而可实现脱硫废水零排放.通过搭建实验台对烟气中HCl和SO2的反应效率随n(Na+)/n(Cl-)的变化进行了实验研究.结果表明:HCl的反应效率与n(Na+)/n(Cl-)呈正相关,且随n(Na+)/n(Cl-)的增大,其增长趋势逐渐变缓,在n(Na+)/n(Cl-)为4.8时,反应效率已经达到70%以上.针对一台660 WM燃煤机组进行计算,采用半干法烟气脱氯后,脱硫废水量显著下降,由8.01 m3/h降为2.31 m3/h;利用脱硫废水作为碱基...

烟道气碳化水镁石副产碱式碳酸镁碳捕集技术
栗明宏,赵瑞红,柴彤,郝京华,樊新召
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介绍了一种以矿石直接进行碳捕集生产副产品碱式碳酸镁的方法,以天然水镁石(Mg(OH)2)浆液为原料,在固液质量比1∶6,反应温度40 ℃,反应压力1.01105 Pa,模拟烟道气的CO2体积分数为15%的条件下进行碳捕集,同时产出副产品碱式碳酸镁(4MgCO3•Mg(OH)2•4H2O),此方法不仅降低了捕集成本,而且副产高附加值产品.对反应过程中体系的pH值和物质组成进行了检测,探讨了不同气速对反应时间的影响,并对最终产物进行了滴定分析和热失重分析.实验结果表明:反应终止的pH值为7.73~7.74,较适宜的气速为60 mL/min,此时CO2回收率达40.87%.最终产物碱...

插层高岭土改性煤沥青的抗老化性能
韩双福,高丽雅,刘晓莉,宋永刚,张福强
煤炭转化: PDF 浏览:摘要

在二甲基亚砜(DMSO)插层处理的基础上,利用高岭土以熔融复合的方式改性煤沥青,并研究高岭土的结构状态、煤沥青的老化机理和改性煤沥青的抗老化性能.X射线衍射结果表明熔融复合过程中高岭土实现了层剥离,透射电镜观察到高岭土在煤沥青基体中呈薄片分散状态.煤沥青氧化是老化的关键,高岭土可能以阻隔空气和延缓传输的方式减少并有效控制了老化反应.与原煤沥青相比,改性煤沥青老化后亚甲基含量增幅降低了42.8%,亚砜基含量增幅降低了32.4%.老化试验进一步证实了高岭土的改性效果,6.0%(质量分数)掺量下针入度比为50.4%,而未改性煤沥青的针...

褐煤氧化自热过程中化学结构的演变
赵欢,辛斌斌,李永健,Arash TAHMASEBI,李记,曾文,耿秀振,余江龙
煤炭转化: PDF 浏览:摘要

利用线性升温模拟褐煤由低温氧化到自燃的快速自热过程,结合FTIR,对比分析褐煤氧化自热过程中化学结构的变化.褐煤的氧化自热过程经历了四个特征温度,即自热起始温度(tsp)、交叉点温度(tcp)和燃烧温度(tc1,tc2).研究表明:褐煤氧化自热期间,—CH3和—CH2—的减少以及n(—CH3)∶n(—CH2—)的升高显示出氧更易攻击—CH2—;Ar—O—CO—R和R—O—CO—R随着氧化自热的加剧逐渐增加,而在tc1后发生水解;褐煤氧化自热初期不断增加的Ar—CO—Ar在tcp后大量分解生成气体氧化产物;褐煤的氧化自热经历tc1后,起初相对稳定的芳香族CC快速减少;Ar...

镜质组随机反射率对焦炭热态强度的影响
郑超,罗东,颜科求,王勋,周勇,田永胜,王光辉
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将镜质组随机反射率Rran分为5个子区间,各区间所占百分比标记为R1,R2,R3,R4和R5,以这5个指标作为实验变量,在满足捣固炼焦对配合煤质量要求的前提条件下,实施了35组5 kg试验焦炉捣固炼焦实验.结果表明:R1,R2,R3,R4和R5这5个指标与w(Vdaf)值、Rmax值、G值和Y值之间都有着较强的线性相关性,相关系数R分别为0.933,0.976,0.858和0.564;采用R1,R2,R3,R4和R5预测焦炭反应性,预测精度高;R1含量增加会明显劣化焦炭热态强度,R3和R4含量增加会提高焦炭热态强度,同时,R1,R2,R3,R4和R5对CRI的影响程度大小为R1>R3=R4>R5&...

10 kg/h下行床褐煤低氧气化及半焦反应特性
秦中宇,王永刚,戴瑾泽,张雪莹,林雄超
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采用进料量为10 kg/h的下行床反应器对褐煤进行气化实验.结果表明:同无折流结构的小气化炉相比,10 kg/h气化炉的煤气变化趋势尽管一致,但10 kg/h气化炉特有的折流结构能增加煤气的停留时间,促进二次反应及大分子裂解,煤气组成中CH4的体积分数偏高.随着气化剂中氧气体积分数增加,煤气中H2体积分数和CO体积分数呈抛物线变化,CO2体积分数逐渐增加;10 kg/h气化炉气化半焦的反应性比小气化炉半焦的反应性更低,反应性与气化半焦孔隙结构和碱金属变化有关;在10 kg/h气化炉中添加氧气会使气化半焦的孔隙破裂,坍塌程度增大,半焦孔隙趋向介...

花生壳炭用作高炉喷吹燃料的基础特性
李冲,何选明,李翠华,冯东征,柯萍,刘靖
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选取可再生且“碳零排放”的花生壳为原料,在热解装置中进行热解得到终温分别为350 ℃,400 ℃,450 ℃,500 ℃和550 ℃的花生壳炭,并对花生壳炭进行工业分析、元素分析、发热量分析、燃尽率实验和热重实验,判断其是否满足高炉喷吹对燃料的要求.结果表明:五种不同热解终温花生壳炭的一些冶金性能达到了高炉喷吹燃料的质量要求,但灰熔点略低于规定温度范围,需要进一步探索优化方案.花生壳热解炭具有满足高炉喷吹冶金性能要求的可能性....

活化时间对加氢半焦气化废水吸附性能的影响
郑征,周三,景旭亮,汪国庆,王涛,马志超
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以加氢半焦为原料,利用下落床和固定床装置,高温水蒸气活化直接制得廉价的活性焦,并对其进行高浓度和低浓度气化废水处理实验.在优化的制备条件下,分别考察了活化时间对活性焦吸附指标和废水吸附性能的影响.结果表明:随着活化时间由5 s增加到120 min,所制备活性焦的苯酚吸附值和碘值先增加后略微下降,总比表面和总孔容增加.未活化的加氢半焦吸附指标较低且废水吸附效果较差.采用下落床活化,活化时间为5 s时,活性焦吸附性能提高不明显;而采用固定床活化,活性焦吸附性能明显提高.当活化时间为90 min时,活性焦的苯酚吸附值和碘值达到...

O2/CO2气氛下生物质三组分的燃烧特性
王廷旭,方庆艳,马仑,郭岸龙,张成,陈刚
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采用热重分析法对生物质三组分(纤维素、半纤维素和木质素)进行O2/CO2燃烧特性实验,分析了不同气氛(O2/N2和O2/CO2)、氧体积分数(10%,21%和40%)和升温速率(10 ℃/min,20 ℃/min和30 ℃/min)对三组分O2/CO2燃烧特性的影响.结果表明:与O2/N2气氛相比,在O2/CO2气氛下三组分燃烧过程存在不同程度的延迟,主要体现在焦炭燃烧阶段;由于木质素焦炭质量分数较高,因此其燃烧延迟相较于纤维素和半纤维素更加明显.O2/CO2气氛下,由于三组分氧含量较高,氧体积分数增大对三组分挥发分燃烧阶段影响较小;而氧体积分数增大对焦炭燃烧阶段产生了明显的...

多段分级转化流化床煤气化技术研究开发进展
房倚天,王志青,李俊国,聂伟,郝振华,李春玉,王志宇,刘哲语,黄戒介,张永奇,赵建涛
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为提高流化床煤气化炉的碳转化率和处理能力,中国科学院山西煤炭化学研究所对已有的灰熔聚流化床煤气化技术进行了升级,集成快速流态化技术,开发了多段分级转化流化床煤气化技术.该气化炉分为下部浓相射流段和上部快速提升段两部分,下部浓相射流段保留了灰熔聚气化技术的特征;在上部快速提升段,通过强化细粉循环以提高气固接触和细粉停留时间,并采取分段给氧方式以提高气化温度和细粉转化效率.通过基础研究,获得了煤加压热解特性和高温高压气化反应动力学规律;获得了加压气固流态化行为特征,分析了操作参数和关键结构对气固流场、浓...

低温合成碳化钙的热力学分析与实验验证
刘思源,陈思远,姜标,赵虹
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为了降低碳化钙合成温度,研究了碳(C)和氧化钙(CaO)合成碳化钙(CaC2)过程所涉及反应的热力学,通过平衡常数法计算得到临界温度等热力学数据.计算结果表明:氧化钙与焦炭最低反应温度为氧化钙的塔曼温度(1 442 ℃),但由于反应物浓度低,反应速度缓慢;提高反应温度至1 882 ℃,固态氧化钙可与碳反应生成碳化钙,并随着碳化钙的积累,局部产生相变,发生界面反应,表现为液态氧化钙与碳反应生成碳化钙,临界反应温度降低为1 753 ℃.继续升高温度至2 222 ℃,生成的碳化钙能自催化氧化钙与碳反应生成碳化钙,但是当氧化钙过量而碳含量不足时,...

高温高压下煤在溶剂中溶胀特性及动力学分析
陈垒,叶英杰,李延,吕和坤,赵龙涛
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根据溶胀测量原理,结合位移传感器,设计了一种可以在高温高压条件下测量煤样在溶剂中溶胀的装置.测量获得了不同颗粒粒度B3煤样在神华循环油中、N2气氛下溶胀比随温度的变化曲线,同时考察了初始压力、气氛和煤阶对煤样高温溶胀特性的影响,并采用非等温溶胀动力学方程对溶胀数据进行拟合分析.结果表明,不同颗粒粒度B3煤样的溶胀比随温度的升高而增大,在300 ℃时达到最大溶胀比,随着温度的进一步升高,溶胀比减小,煤层高度开始降低.增大初始压力和H2气氛下有利于煤样的溶胀.煤样在四氢萘中的溶胀比较在循环油中大.非等温溶胀动力学拟合...

多段直立炉用于陕北低阶碎煤热解的适用性研究*
吴鹏,苗文华,滕济林,张旭辉,张培林
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为拓宽多段直立热解炉的适用范围,以陕北低阶碎煤为试验对象,搭建移动床层阻力测定装置和连续热解试验装置,研究不同因素对移动床层阻力和气体含尘量的影响,并分析热解产品的性质.结果表明:床层阻力分别随气体流速和床层高度的增加而增大,随下料速度的加快而减小,床层静态阻力比动态阻力高15%左右,气体流速影响最为显著,其次为床层高度和下料速度.当床层高度和下料速度一定时,气体含尘量随气体流速的增加而增大,粉尘平均粒径为87 μm.热解试验所得半焦产率为66.21%,焦油收率为8.72%,达到格金产率的85%,试验系统热效率为88%....

冷却方式对低温热解半焦结构及性能的影响*
胡冰,邹冲,赵俊学,马成,何江永,李小明
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对比研究了经水泡冷却和通氮气冷却方式制得的低温热解半焦的微观结构和理化性能差异.X射线衍射与傅立叶变换红外光谱分析结果表明:氮气冷却半焦样品的官能团强度和碳原子结构有序化程度比水泡冷却的样品高;氮气吸附结果表明:氮气冷却半焦比表面积较小,且10 nm以下的孔隙发达程度不及水冷半焦;可磨性与转鼓强度测试结果表明:氮气冷却半焦样品的可磨性比水泡冷却半焦低20%,抗碎性能高于后者;热重分析结果表明:相较氮气冷却半焦,水冷半焦的燃烧着火点降低了19 ℃,平均燃烧速率更快,燃尽性能更好....

煤热解动力学分布活化能模型适用性分析
赵岩,邱朋华,谢兴,陈希叶,林丹,孙绍增,刘栗
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以三种不同升温速率下准东原煤样品的热解失重数据为研究对象,应用分布活化能模型(DAEM)法进行动力学计算,分析了此种方法在煤热解整体动力学研究中的适用性.结果表明,由于升温速率对热解过程的影响以及反应机理的转变,DAEM法对煤热解二次脱气阶段失重数据的适用性较差;失水脱气及二次脱气阶段失重的取舍对各转化率所对应的活化能值具有不同的影响,而对活化能分布函数则影响不大;在几乎整个热解过程中,频率因子和活化能之间均呈现明显的动力学补偿效应,且其具体表现形式仅取决于煤种,而与所选取的温度计算范围关系不大....

改性ZSM-5对神东煤热解行为的影响
梁晓彤,谢良才,徐龙,陈汇勇,代成义,马晓迅
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以自制的ZSM-5为载体,制备了NiW/ZSM-5及磷改性PNiW/ZSM-5负载型催化剂,通过XRD,ICP,BET,NH3-TPD和SEM等检测手段对催化剂进行系列表征.结果表明:绝大部分Ni,W和P活性组分被引入到载体上,且分散均匀,改性后分子筛的强酸性位数量明显减少.利用热重-红外联用(TG-FTIR)装置对神东煤在不同催化剂上的热解性能进行评价.结果显示,与原煤热解相比较,催化剂NiW/ZSM-5和PNiW/ZSM-5均使神东煤热解的最大失重峰温提前了8 ℃,失重率分别增加了1.2%和2.0%.FTIR谱显示,在ZSM-5作用下气相产物析出量无明显增加,而在NiW/ZSM-5和PNiW/ZSM-5催化剂...

烟道气碳化水镁石副产碱式碳酸镁碳捕集技术
栗明宏,赵瑞红,柴彤,郝京华,樊新召
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以天然水镁石(Mg(OH)2)浆液为原料,在固液质量比1∶6,反应温度40 ℃,反应压力1.01105 Pa,模拟烟道气的CO2体积分数为15%的条件下进行碳捕集,同时产出副产品碱式碳酸镁(4MgCO3Mg(OH)24H2O),此方法不仅降低了捕集成本,而且副产高附加值产品.对反应过程中体系的pH值和物质组成进行了检测,探讨了不同气速对反应时间的影响,并对最终产物进行了滴定分析和热失重分析.结果表明:反应终止的pH值为7.73~7.74,较适宜的气速为60 mL/min,此时CO2回收率达40.87%.最终产物碱式碳酸镁的镁含量达到43.16%(质量分数),失重量达到56.26%,符合碱式碳...

n(Na+)/n(Cl-)对烟气脱氯及脱硫废水零排放的影响
刘畅,赵虹,滕卫明,耿梓文,邱坤赞,杨建国,袁伟中,陈锡炯
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半干法脱氯是通过碱基物质将燃煤烟气中的大部分HCl固定到飞灰中,同时将大幅度减少的脱硫(flue gas desulfurization,FGD)废水作为碱基溶剂回喷烟道,从而可实现脱硫废水零排放.通过搭建实验台对烟气中HCl和SO2的反应效率随n(Na+)/n(Cl-)的变化进行了实验研究.结果表明:HCl的反应效率与n(Na+)/n(Cl-)呈正相关,且随n(Na+)/n(Cl-)的增大,其增长趋势逐渐变缓,在n(Na+)/n(Cl-)为4.8时,反应效率已经达到70%以上.针对一台660 WM燃煤机组进行计算,采用半干法烟气脱氯后,脱硫废水量显著下降,由8.01 m3/h降为2.31 m3/h;利用脱硫废水作为碱基...

垃圾衍生燃料与褐煤共热解特性及动力学模型比较
凌鹏,刘亮,刘成,尹艳山,姜哲浩,余俭民
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以城市生活垃圾(municipal solid waste,MSW)的典型组成为样本基础,配制具有稳定物理化学性质的垃圾衍生燃料(refuse derived fuel,RDF).通过升温速率控制,探究不同升温速率对垃圾衍生燃料与褐煤共热解的影响;采用Coats-Redfern模型法以及Friedman,Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)无模型法,得到RDF与褐煤共热解反应动力学参数.结果表明:Coats-Redfern模型中,升温速率为10 ℃/min时,对应生物质组分及塑料类高分子聚合物热解阶段活化能最低;生物质组分及塑料类高分子聚合物热解阶段最优拟合级数分别为0.5及1....

循环流化床燃烧条件下焦炭表面NOx还原机理研究进展
吕俊复,柯希玮,蔡润夏,张缦,吴玉新,杨海瑞,张海
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为使CFB锅炉达到NOx原始超低排放,需要更加深入地理解煤炭燃烧过程中NOx生成和还原机理,其中焦炭对NOx的还原(NOx-char反应)被认为是CFB含氮反应体系中最重要的环节之一.综述了文献中对NOx-char反应的研究结果,围绕基本反应过程、焦炭中矿物杂质作用和影响因素三个部分,较为全面地阐述了焦炭表面NOx还原过程.研究表明,碳原子除可直接作为还原反应物外,还可为CO,H2,NH3等还原性气体提供吸附表面从而间接还原NOx,同时焦炭中的K,Fe,Ca等具有催化活性的矿物杂质能明显促进NOx-char反应.多种还原作用共同存在使得NOx-char反应的影响因素...

中温煤焦油与新疆黑山煤共处理的研究
高山松,张德祥,李克健,
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在0.5 L搅拌式高压釜上开展了中温煤焦油与新疆黑山煤共处理的实验研究,考察了中温煤焦油添加量对新疆黑山煤制浆性能和液化结果的影响,探索中温煤焦油加工利用新途径.结果表明,添加中温煤焦油增加了油煤浆输送时的黏度,在油煤浆浓度为42%时,中温煤焦油添加量不高于18%.与新疆黑山煤单独液化相比,中温煤焦油与新疆黑山煤共处理具有氢耗、气产率、转化率和油产率高的特点;添加适量的中温煤焦油对新疆黑山煤液化具有正协同效应,添加量大于20%时反而对煤转化不利;最佳添加量为5%,与煤单独处理的结果相比,转化率高1.6% ,油产率高1.1%...

离子交换法洗涤准东煤脱钠提质研究
李想,孙文博,吕太,冯银行
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针对新疆准东煤钠含量偏高,锅炉燃用时易发生水冷壁结渣、受热面高温腐蚀和烟道沾污积灰等情况,对准东煤的煤质特性进行分析,采用阳离子交换树脂洗涤准东煤,利用树脂的离子交换功能,使树脂的交换基团中的阳离子与准东煤的钠离子发生置换反应,达到脱钠的效果,并研究洗涤温度与洗涤时间对准东煤脱钠效果的影响.结果表明:在4 h,60 ℃的恒温洗涤条件下,准东煤脱钠效果达到最佳,可溶性钠脱除率达到90%以上,ts提高124 ℃,煤质特性得到改善....

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