干馏和炼焦

949.煤的选择粉碎和焦炭形成理论的关系1958,№6,144—148)——试验室和半工业试验的研究指出,应用选择粉碎方法可增加配煤中气煤和弱粘结煤的用量以及改进现用配煤的焦炭质量.配煤的选择粉碎降低了焦炭的结构强度(无裂纹的焦炭强度),这是由于煤粒间     

加压下煤粘结性的评定 Ⅱ.干馏气氛、干馏温度和添加焦油对煤粘结性的影响

在模拟移动床加压气化炉的气氛下,测定了加压下煤的粘结性指数G″随压力的变化。试验表明,不同的混合气氛对煤粘结性的影响因煤种而异。在含活性气体的气氛中,由于煤和活性气体反应,使失重率增加。来源不同的几种轻焦油,回配入原煤后,都使煤的粘结性下降。但添加大同煤气化重焦油,则使三种试验煤的粘结性均增加。在低压下,焦化温度(750℃以上)对粘结指数G′的影响是显著的,而在2.94MPa 时,温度的影响明显减少。     

利用焦化工艺处理废塑料技术研究 Ⅱ. 200 kg焦炉中试试验

利用200 kg焦炉考察两种废塑料(PS和WMP)与首钢炼焦配煤按不同比例均匀混合共焦化所得焦炭的质量变化规律，以期能为焦化工艺处理废塑料技术的工业应用提供基础数据。研究表明：废塑料与煤共焦化所得焦炭冶金焦率和焦炭质量降低明显，且随着废塑料添加比例增加，所得焦炭质量劣化程度整体加大；与添加同比例的PS相比，添加WMP虽得到较差的冶金焦率，但所得焦炭的转鼓强度（M40和M10）和反应后强度（CSR）均优于添加PS的情形；废塑料与炼焦配煤简单混合共焦化，严重影响焦炭质量，不能应用于工业实践。     

高硫强粘结性煤与生物质共热解的研究

用 5种高硫强粘结性煤与 2种生物质在 1kg h回转炉内共热解 ,对产品产率、煤与生物质中硫和氮的热解脱除、焦炭的光学组织进行了研究。结果表明 ,初次焦油的生成率和二次裂解率随热解温度的变化可分别用正态分布函数和韦布尔分布函数模拟 ;生物质可阻止强粘结性煤热解过程中颗粒之间的粘结 ,得到粒状焦炭 ;生物质热解生成较多的H2 ,有利于煤中硫和氮的脱除 ;随着温度的升高、煤粒度的减小和煤变质程度的降低 ,热解脱硫和脱氮率增大 ;煤热解产生的中间相与生物质之间的物理化学作用阻碍光学各向异性组织的形成和发展。     

焦炭界面结合指数

自从实施多种煤配合炼焦以来,煤种间配合的适应性一向凭经验作定性判断,缺少一个直观的、定量的指标。焦炭界面结合指数是根据近代配煤炼焦的粘结机理提出来的。该机理认为,在加热过程中,具有粘结性的煤颗粒的内部和外部同时进行着裂解和缩聚反应,煤粒间的粘结过程只在煤粒接触表面之间进行。本文系在显微镜下观雾并定量测定焦炭界面结合状态,企图以焦炭界面结合指数直观而定量地标志两个煤种间配煤炼焦的适应程度。     

宝钢焦炭质量预测模型Ⅰ.影响焦炭热性质的因素

根据19种单种煤和64个配煤方案在模拟焦炉（SCO炉）上的试验，研究了原料煤性质对焦炭热性质的影响。结果：表明，煤中的无机组分对焦炭的热性质影响也较大，矿物质催化指数MCI与焦炭的热性质存在较好的线性关系。配合煤的煤质指标中Vd,Ad,Std具有较好的加和性，G,IgMF在一定范围内具有加和性，Y值，奥亚膨胀度（全膨胀a b)，的实测值高于其加和值，此外成型煤的配入对焦炭的热性质改善效果明显。     

煤的润湿性及吸附性对煤成浆性的影响

本文讨论大同煤的润湿性、吸附性与煤成浆性的关系。不同类型的添加剂改善煤润湿性的能力不同,只有适当增加煤的润湿性才能配制成性能良好的煤浆。添加剂的合理用量可根据煤表面对添加剂的平衡吸附量来确定,此平衡吸附量用紫外分光光度计测定。实验表明,可用煤的润湿性、吸附性数值初步筛选煤浆的有效添加剂并确定其用量。     

煤沥青水浆的制备及影响规律的研究

以中温煤沥青为原料,经冷冻粉碎后制得具有一定粒径级配的煤沥青粉,加入适量分散剂和水在高速搅拌下制备煤沥青水浆.结果表明,JL-C01中裂乳化剂是制备煤沥青水浆的优良分散剂,在此基础上进一步考察了分散剂用量及浆体浓度对煤沥青成浆性、煤沥青水浆流变性及稳定性的影响.结果表明,最大成浆浓度为70％;在分散剂用量相同的条件下,...     

DAEM模型研究大同煤及其半焦的气化动力学

用热重法对大同煤及其在不同温度下所得的半焦在空气气氛中的气化行为进行了考察 ,并用分布活化能模型 (DAEM)对气化过程的动力学进行了解析 ,发现随着半焦中挥发分含量的减少 ,描述反应速率的Arrhenius曲线斜率逐渐接近于常数 ,即大同煤在高温区的Arrhenius曲线斜率。另外 ,通过不同煤种的对比气化实验 ,由DAEM模型所得的活化能分布曲线表明 ,当煤或半焦中挥发分量较高时 ,反应初期的活化能值变化规律不同于挥发分含量很少的半焦 ,挥发分含量越高 ,反应初期活化能的下降幅度越大。     

基于炼焦煤族组成和结构参数的焦炭质量预测模型及其成焦机理

以五种炼焦煤和44组配合煤为研究对象,在40 kg小焦炉环境下完成煤杯炼焦实验,以煤全组分分离所获得的煤重质组、密中质组和疏中质组收率Y_(HC)、Y_(DMC)、Y_(LMC)及反映煤中氢键缔合情况和脂肪链长短或支链化程度的红外光谱参数I3、I4为主要指标,通过BP神经网络分析方法建立了焦炭质量预测模型,并讨论了模型的特点,分析了新模型下的成焦机理。结果表明,使用新的煤组成结构参数预测焦炭质量具有一定优势,成焦率(CR)、显微强度(MSI)、粒焦反应性(PRI)和反应后强度(PSR)的预测值和实测值有较好一致性,对y=x的拟合相关系数分别达到0.986、0.982、0.956和0.926。模型对CR、MSI和PRI的预测效果较好,九个预测样本的平均偏差分别为0.53%、1.58%和1.28%;但对反应后强度PSR预测效果较差,平均偏差在12.22%。研究结果为建立炼焦配煤新方法提供了良好基础。     

我国几个主要矿区的煤的气化性质

为考察我国各主要矿区煤在制造混合发生炉煤气上的性质,以便考虑我国煤资源的合理利用问题,我们进行了几个主要矿区煤的气化性质的研究.在研究中所得到的各矿区煤的气化试验结果也可作为设计煤气发生站的原始资料。试验的燃料包括几种主要类型的气化用煤——无烟煤、贫煤、气煤以及几种不具粘结性的烟煤.发生炉中气化的过程极为复杂,目前还没有见到有用试验室研究方法获得接近于实际的     

低阶煤热萃取物与瘦煤共炭化焦炭的微观结构及显微强度研究

以众唯瘦煤作为主炼焦煤,大同长焰煤萃取物作为添加剂,进行共炭化处理制备坩埚焦。利用偏光显微镜法定量研究焦炭光学显微组分,获得焦炭的各向异性指数(DRAS);采用XRD及分峰拟合的方法研究了焦炭的微晶粒径(L_c)、芳香缩合度(I_a)、石墨化度(g);利用Raman光谱结合分峰拟合的方法研究了焦炭中理想石墨微晶含量(I_g)。对所得焦炭的光学显微组分进行定量分析发现:大同长焰煤热解萃取产物的添加对共炭化焦炭的光学显微组分有显著的影响,利用偏光显微镜法计算出焦炭的DRAS与XRD和Raman计算的焦炭微晶参数呈现很好一致性。并且,焦炭的显微强度与其微观结构关联性极大。     

两种煤在热解过程中汞的析出和形态分布实验研究

在程序升温热解反应系统上,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及形态分布规律。实验结果表明,温度是影响煤热解过程中汞释放的主要因素。煤中汞释放率随着温度的升高而明显升高,当热解温度为600℃时,煤中汞已基本逸出,汞释放率在92%以上。元素汞(Hg0)是气态汞释放的主要形态,随着热解温度的升高,大同煤释放的元素汞在气态汞中的质量分数先增加后减小,而宝日希勒煤中元素汞的质量分数逐渐降低。随着停留时间的延长,煤中汞释放率和元素汞的质量分数都呈增加趋势,宝日希勒煤的增幅较大同煤更为显著。较高的加热速率促进了煤中汞的释放,同时也在一定程度上提高了氧化汞的质量分数,其中宝日希勒煤的氧化汞增幅明显大于大同煤,达19.5%。     

氢化物发生–原子荧光光谱法测定煤、焦炭中的砷

采用氢化物发生–原子荧光光谱法同时测定煤、焦炭中砷的含量。试样在瓷坩埚中与艾氏卡试剂混合,经马弗炉灼烧,用盐酸溶解并移入容量瓶中,在硫脲–抗坏血酸存在下,于10%盐酸介质中,用氢化物发生–原子荧光光谱法测定砷含量。砷的质量浓度在0~100 ng/m L范围内与荧光强度呈良好的线性,线性相关系数r=0.999 8,方法检出限为0.05 ng/m L,测定结果的相对标准偏差小于3%(n=11),加标回收率为96.4%~100.6%。该方法简便、快速、准确,适用于测定煤、焦炭中的砷含量。     

煤、焦炭国家标准样品物理化学特性的稳定性考察及评价

从煤质材料、生产制备工艺方面介绍了影响煤、焦炭标准样品物理化学特性稳定性的因素,以实际煤、焦炭国家标准样品为例,考察了煤、焦炭标准样品物理化学特性值的稳定性,介绍了煤、焦炭标准样品稳定性评价的方法.根据稳定性考察结果,提出了保证煤、焦炭标准样品物理化学特性稳定性的措施.     

高压制样X-射线荧光光谱法测定煤样品中17种元素和灰分

采用自制的高压制样模具,在1400 kPa压力下直接压制煤样品,解决了由于煤样品粘结性差难以直接压制成型的难题。用电子显微镜对高压样片(1400 kPa)和常规压片(400 kPa)作了表面形态的比较,高压制备的样片表面致密、平整、光滑、不掉粉末。由于煤国家标准样品中定值的元素少,为了增加煤标样中可测定元素,以ICP-AES多次分析结果的平均值作为标准值,用高压制样建立了波长色散X射线荧光光谱测定煤样品中17个主次微量元素的分析方法,绝大部分组分的检出限较常规压力制备的样品有所改善,大部分组分的精密度都低于1%,制样的重现性好,X荧光的测定值与化学值基本相符。特别指出的是:使用SiKα测量强度和煤样品中的灰分含量建立的校准曲线,其RMS为0.9441,可直接用于测定煤样品中的灰分。     

木质素系和萘系分散剂在煤水界面的吸附性能

研究了两种木质素类分散剂SL(木质素磺酸钠)和MSSL(改性磺化碱木质素钠盐)和一种萘系分散剂(FDN)在大同煤表面的吸附量和动力学, 结果表明, SL和MSSL在煤表面的吸附量远比FDN的大, 但是拟合所得的Langmuir平衡常数K和吸附速率常数ka都比FDN的小, 这表明SL和MSSL在煤表面的吸附能力比FDN略差, 吸附速率较慢. 采用IR和XPS研究了煤表面分散剂吸附层的结果表明, 吸附了SL和MSSL的煤表面具有明显的“红移”现象, 并且SL和MSSL在煤表面的吸附层厚度分别为7.22和4.61 nm, 而FDN的吸附层厚度较小, 为2.11 nm. 分析认为, SL和MSSL在煤表面的吸附以氢键力为主, 吸附量较大, 吸附层较厚, 在煤表面呈多点式吸附; FDN主要以π电子极化吸附在煤表面呈卧式吸附, 吸附强度较大, 吸附层较薄.     

高挥发分烟煤的粘结性

高挥发分烟煤粘结性较弱,快速加热可以提高其粘结性.我们进行了东北的几种高挥发分烟煤的快速加热处理,找出其粘结性变化与升温速度的关系.又对已经处理的煤进行了元素分析、热沥青的抽出及粘结性的测定,找出了快速加热处理的煤其结构变化与常速加热处理的不同,对粘结性的提高作了说明.当用固体热载体作高速加热时(100000℃/分),发现在某些温度范围内的热分解反应会破坏煤的粘结性,而在另外的温度范围内则可以提高煤的粘结性.在进行快速预热实验时,找出具有一定 y 值的气煤经快速预热处理后,其结焦性有了显著的提高.     

金属催化脱除大同煤中的有机氮

用溶剂对大同煤进行预处理得四氢呋喃/甲醇不溶物（残煤），以萃取所得残煤作为反应物在Fe、Ni和Pd/C的催化作用下进行温和加氢热处理，并用气相色谱/质谱联用仪（GC/MS）分析了反应产物中石油醚可溶成分。结果表明，金属尤其是Ni和Pd/C的添加促进了煤中有机氮的脱除。检测到的有机氮以苯胺及其烷基取代衍生物为主。     

硫化氢在煤加氢液化中的作用

在小型高压釜内以煤液化中试装置循环油作溶剂,考察了在H_2、Ar 和CO 中添加H_2S 对煤的转化率和产品产率的影响。在试验条件下,当H_2/H_2S 为80/20时,与在H_2气氛下相比,煤的转化率可提高7—11%(绝对值,下同)。当CO/H_2S为80/20时,所得转化率比在CO 气氛中高15—20%,比在H_2中高5—6%。当Ar/H_2S 为80/20肘,所得转化率比在Ar 气氛中高4%左右。加入H_2S 还可加快反应速度,当在H_2中加入5%H_2S 反应30分钟,转化率比未加时高3%,油产率增加7%。H_2S 添加量在5—20%范围内,结果基本相同。从原料和产品的硫分析表明,在反应温度大于435℃情况下,加入的H_2S 有80%保留在反应尾气中,其余部分主要转入残煤。本文最后讨论了硫化氢的作用机理。