预热燃烧模式下半焦NO排放和燃尽特性实验研究

为探究更高预热温度下(1000℃)半焦预热燃烧工艺的降氮潜力,在两段电炉串联组成的沉降炉系统上考察了预热温度(600-1400℃)、燃烧温度(1200-1400℃)和过量空气系数(α=0.6-1.4)对半焦燃烧NO释放和燃尽的影响。结果表明,进一步提高预热温度(1000℃)能够同时降低NO排放和提高燃尽率,并且富燃料工况下,预热温度升高带来的NO降低幅度比贫燃料工况下降低幅度大,预热温度从800℃升高至1400℃时,NO降幅最大可达74%(α=0.6),明显高于贫燃料条件下NO降幅20.6%(α=1.4)。但是,富燃料工况下,预热温度升高带来的飞灰含碳量降幅比贫燃料工况下降低幅度小,贫燃料条件下飞灰含碳量最大降幅为26.8%(α=1.4),高于富燃料条件下降幅15.95%(α=0.6)。对于燃烧温度对半焦燃烧NO释放的影响,发现存在一临界过量空气系数α=1,当过量空气系数高于该临界值时,随燃烧温度提高,NO排放量增加,当过量空气系数低于该临界值时,随燃烧温度的提高,NO排放量减小。     

神木煤显微组分加氢热解特性的研究

在加压热天平上终温900℃，升温速率20℃／min,0.1MPa-3MPa的条件下考察了神木煤显微组分加氢热解的热失重行为、半焦元素分布、脱硫脱氮率及半焦的燃烧反应特性。结果表明：镜质组和丝质组的加氢热解失重行为相似，在378℃－718℃出现明显失重峰，但镜质组加氢热解失重峰温低，失重速率大，在实验压力范围（0.1MPa－3MPa)内，随热解压力升高，半焦中C含量增加，H、O含量下降，脱硫脱氮率增加，在压力为3MPa时，镜质组的脱硫率显著高于丝质组，镜质组加氢热解半焦的燃烧反应性高于丝质组半焦，随加氢热解压力的增加，半焦的燃烧反应性表现出先下降后增加的趋势。     

Impact of impregnation pressure on desulfurization performance of Zn-based sorbents supported on semi-coke

High-pressure impregnation, a new preparation method for sorbents to remove H2S from hot coal gas, is introduced in this paper. Semi-coke (SC) and ZnO is selected as the support and active component of sorbent, respectively. The sorbent preparation process includes high-pressure impregnation, filtration, ovendry and calcination. The aim of this research is to primarily study the effects of the impregnation pressure on physical properties and desulfurization ability of the sorbent. The desulfurization experiment was carried out in a fixed-bed reactor at 500°C and a simulated coal gas used in this work was composed of CO (33 vol%), H2 (39 vol%), H2S (300 ppm in volume), and N2 (balance). Experimental results show that the pore structure of the SC support can be improved effectively and ZnO active component can be uniformly dispersed on the support, with the small particle size of 10-500 nm. Sorbents prepared using high-pressure impregnation have better desulfurization capacity and their active components have higher utilization rate. P20-ZnSC sorbent, obtained by high-pressure impregnation at 20 atm, has the best desulfurization ability with a sulfur capacity of 7.54 g S/100g sorbent and a breakthrough time of 44 h. Its desulfurization precision and efficiency of removing H2S from the middle temperature gases can reach <1 ppm and >99.7%, respectively, before sorbent breakthrough.     

KMnO4溶液改性半焦对烟气中气态Hg0的吸附性能研究

在小型固定床实验台上利用半焦及其KMnO₄溶液改性样品进行气态Hg⁰吸附实验。结果表明,在低温时原料半焦对气态Hg⁰具有良好的吸附性能,升温则使其吸附性能迅速降低;经高锰酸钾溶液浸渍处理后,改性半焦在高温140 ℃时吸附性能明显提高,对浸渍样品在250 ℃进行热处理可使其吸附性能进一步提高。BET结果表明,原料半焦具有较发达的微孔结构,改性处理使微孔比例下降,孔隙结构发达程度降低;XPS测试表明,改性半焦表面的汞主要以氧化态(Hg²⁺)形式存在,高价锰化合物(KMnO₄、K₂MnO₄、MnO₂)是主要的氧化活性物质。     

焦化过程半焦孔隙结构时空变化规律的实验研究——孔隙率、比表面积、孔径分布的变化

以井式加热炉(φ150mm×300mm) 为主体模拟工业炼焦过程，借助压汞法考察了焦化过程中不同焦化温度、炉内径向不同位置半焦的孔隙结构参数的变化。结果表明，半焦中存在丰富的大孔和中孔，孔隙率和比表面积随焦化温度、径向位置呈规律性变化；相同焦化温度下，由边缘沿中心方向先减少后增加；相同位置下，孔隙率随着温度的升高逐渐变小，至900℃后孔隙率略有增大，比表面积在900℃左右达到最小值后随温度升高又迅速增加；此外，半焦孔隙以孔径大于5.0μm的孔为主，孔径小于0.4μm、介于0.4μm～5.0μm和大于5.0μm的孔累积孔隙分率分别约占总孔体积分数的10％、20％和70％，孔径分布的高峰处于60 μm～150μm。SEM分析显示，焦柱中存在丰富的大孔，且边缘和中心处孔径较大。     

半焦吸附剂烟气脱硫脱硝性能

采用廉价半焦为原料,经硝酸氧化和高温热处理改性后,负载金属氧化物制备半焦吸附剂,考察吸附剂的脱硫脱硝性能和再生性能,并利用BET、TEM和TPD等手段研究影响半焦吸附剂性能的内在因素.结果表明,当烟气组成为NO-O2-N2时,吸附剂具有良好的脱硝性能,失活吸附剂经水洗再生后,脱硝活性恢复较好;当烟气组成为SO2-O2-...     

半焦加压燃烧特性研究

本文在自行研制的加压热重分析仪上对气化半焦的加压燃烧特性进行了较为系统的研究。讨论了五种半焦在不 同压力、不同粒径条件下的TG—DTG曲线,并对它们加以比较。分析了半焦种类、总压和试样粒径对最大失重速率、最 大失重峰温度、燃尽时间、燃尽温度等的影响,并使用平均质量反应性指数对半焦反应性加以评价。     

油页岩热解过程矿物质行为分析

采用XRD、SEM、灰成分测定等方法对桦甸两个矿区的油页岩样品以及制备的半焦样品矿物质组成进行了分析,确认其主要成分均为,石英、方解石和黏土矿物。而半焦中矿物组成反映了油页岩中矿物质在热解中的变化。研究表明,在热解过程中油页岩中矿物质变化细微,其中,石英、长石没有变化;方解石有微量分解,生成的固体产物CaO与黄铁矿分解的硫反应生成CaS矿物;黏土矿物质受热脱除羟基,放出大量水分,同时分解产生的无定形玻璃体氧化硅与其他金属形成低熔点的共融物,导致部分半焦样品颗粒表面出现熔融态囊状结构。     

炭化温度对红柳林煤温和液化-炭化耦合转化产物的影响

在炭化温度为430-600℃研究了红柳林煤温和液化-炭化耦合转化过程的产物分布及理化性质。结果表明,半焦产率达40.64%-53.02%,有机液相产率达30.89%-36.98%,正己烷可溶物产率达29.74%-33.28%;在较低温度下炭化温度升高有利于正己烷可溶物产率提高,而在较高炭化温度下则相反;430℃炭化温度下半焦表现出较强黏结性,550℃炭化温度下半焦的黏结性消失,挥发分降至10%左右。通过调节炭化温度可使半焦定向用于配煤炼焦或无烟煤原料。