煤热解气化过程中汞的形态转化和释放规律

本文选用神府和兖州两种烟煤,在400～1000℃的温度范围内,采用程序升温热解反应装置进行了热解和气化实验.实验过程中根据Ontario-Hydro方法捕捉气态汞,采用QM201型原子荧光测汞仪测定汞含量,研究了煤中微量元素汞在热解气化过程中的形态分布和释放规律.结果表明,温度是影响煤中汞释放的主要因素,煤热解过程中气态汞主要以元素汞的形式存在,占气态总汞的64%以上;随着温度的升高和停留时间的延长,元素汞的百分比含量逐渐降低,二价汞的百分比含量逐渐升高.气化过程中,元素汞和二价汞的百分比含量在40%～60%之间变化.气化产生的元素汞占气态总汞的百分比含量低于热解;二价汞则相反.     

热解条件对煤焦-CO2和煤焦-H2O气化的影响

采用沉降炉快速热解和管式炉慢速热解的方法制得两种煤焦,通过环境扫描电镜（ESEM）和X射线衍射仪（XRD）分别观察煤焦的形貌结构和测量煤焦的晶体化程度。使用热重在不同的CO₂和H₂O浓度的气氛条件下研究在CO₂浓度和H₂O浓度变化时热解条件对煤焦-CO₂和煤焦-H₂O气化的影响。结果显示对于实验用褐煤,快速热解和慢速热解条件生成的煤焦均以密实型结构焦为主。快速热解和慢速热解条件生成的煤焦的煤焦-CO₂和煤焦-H₂O气化过程均可以通过收缩核模型很好地拟合。煤焦-H₂O反应和煤焦-CO₂反应的反应位并不相同。     

纸类废弃物流化床热解气化研究

为开发低污染城市生活垃圾气化熔融处理技术,对城市生活垃圾中广泛存在的废纸组分进行了流化床热解与气化试验.在400～700℃、过量空气系数0～0.8的范围内,分析反应产物特性及其变化规律.结果表明,随热解温度的提高,热解油与热解气产量增大,热解炭产量减小,热解温度达到600℃及以上时,热解气产量达到60%左右;气化温度700℃、过量空气系数0.6时,气化效率最高,达到32%,此时气化气热值为2150 kJ/Nm3,固定碳转化率80%,气化气产率为2.3 Nm3/kg.     

纤维素、木质素含量对生物质热解气化特性影响的实验研究

本文采用化学方法测定了六种生物质中纤维素和木质素的含量,通过热重研究了实际生物质及用纤维素、木质素按一定比例混合模拟生物质的热解和气化特性,并结合电子扫描电镜(SEM)对焦样进行了微观形貌分析.结果表明:在本文所选择的生物质中纤维素的含量高于木质素,两者一般在55%～85%和10%～35%.生物质热解分为纤维素热解和木质素分解两个阶段,应于气化过程中挥发份析出和焦炭气化.在热解过程中,首先纤维素发生热解呈现快速失重过程,接着木质素缓慢热解.实验发现生物质中纤维素含量越高,热解反应速率就越大;反之,木质素含量越高,热解反应速率越小.通过对焦形貌与气化研究,发现气化特性与生物质中纤维素和木质素的含量有着密切联系.因此纤维素、木质素含量是影响生物质热解气化特性的重要因素之一.     

程序升温气化过程中氮的释放规律研究

采用 U 型管反应系统研究了不同煤种在程序升温条件下在四种气氛中反应时燃料氮的释放规律.研究发现热解时主要的含氮产物为 HCN,如果煤中含有较多的氧,即使在惰性气氛下也会释放出 NO.没有检测到 NH3 的生成,证实NH3 来源于 HCN 在焦表面的二次反应.N2O 仅在有氧气氛中气化时生成,说明氧气是 N2O 生成的必要条件.气化时的总固定氮 TFN 高于热解时,且气化剂中 O2 含量越高则总固定氮 TFN 越高.     

燃烧过程中煤焦颗粒的逾渗特性变化

本论文根据分形理论及测定得到的准格尔褐煤在燃烧过程中颗粒的物性参数建立表征煤焦颗粒的分形体模型。 通过分形体上突入逾渗和普通逾渗模拟,研究在燃烧过程中由于颗粒内部分形体结构的改变造成的传输特性和反应特性 的变化情况。结果表明,建立的分形体模型能够很好的表征煤焦颗粒结构特征,逾渗模拟的结果与实际情况基本相符。     

煤粉与煤焦燃烧时颗粒物的生成特性研究

在实验室沉降炉中进行煤粉热解制焦、煤焦燃烧及煤粉燃烧实验,研究了煤焦燃烧过程对颗粒物生成的影响.研究发现,煤焦燃烧生成的PM1和PM10浓度均低于煤粉燃烧时,说明热解制焦过程对PM1和PM10生成的影响很大;随着温度由1073 K升至1573 K,煤焦燃烧生成PM1浓度与煤粉燃烧生成PM1浓度之比减小,而PM1-10之...     

基于TG-FTIR的落叶松木材热失重与热解气相演变规律研究

采用热重红外光谱联用分析法考察了落叶松木材在不同升温速率下的热失重特性及气相演变规律,并与其组分模混物的热解特性进行了对比分析。结果表明,落叶松的主要失重区域相对于模混物较宽,落叶松残炭率(18.97%)相对于模混物(29.83%)较低;在低温段,模混物的活化能高于落叶松木材,而在高温段二者差别不大;落叶松木材热解过程经历了水分析出、主成分热分解、后期炭化等阶段,气体析出主要集中在375℃左右;落叶松在热解反应过程中,主要气体产物生成量顺序为CO2>H2O>CH4>CO,随着升温速率的增加,上述气体产物的生成量明显增多;模混物与落叶松木材热解生成气体规律基本相似,但模混物中各气体析出强度均相对较高。     

煤焦比热容的模型与DSC实验研究

本文选取三个煤样,在滴管炉(DTF)上制取了五种焦样,应用差示扫描量热(DSC)法对其在70～500℃的比热容进行了测定,并与根据经典煤焦比热模型计算得到的数值进行了比较。实验煤焦比热容的实验值与计算值都随温度升高单调增加,从70℃的0.9 kJ/(kg·K)左右增大到500℃时的1.4～1.7 kJ/(kg·K)左右,一般实验值要略大于理论值。1100℃下的焦样,比热容均比1300℃下的焦样要大,且原煤中挥发分含量V_(daf)越高,对应的两个热解温度水平下的焦样的比热值相差越大。     

基于TGA-FTIR研究生物质热解过程中氮化物的生成

基于TGA-FTIR联用技术,考察了升温速率对生物质中氮热解转化成NH3和HCN的影响.结果表明,热解的升温速率影响生物质中氮转化的速率和转化的量,升温速率提高,NH3和HCN的生成量减小,NH3和HCN的起始释放温度及达到最大析出值的温度提高.慢速升温热解,HCN的析出与NH3的析出规律相似,但HCN的析出量明显小于NH3的析出量,生物质中氮主要以NH3的形式析出.     

煤气化中NO_x及其前驱物释放规律研究

采用U型管反应系统,研究了氧浓度、气流速率和气化温度对神木煤气化过程中NO_x及其前驱物的释放规律.研究发现:气化时生成的HCN和NH_3总量比热解时大幅下降,表明O_2的引入抑制了H自由基的可获得性.随着氧浓度的增加,NO的收率先减后增,而NO_2收率几乎没有变化.氧浓度较低时,生成的高浓度CO阻止了挥发分氮向NO的转化.气流速率对含氮气相产物释放影响各不相同.低温气化产物以NO_2和HCN为主,NO_2主要来自进样期挥发分的缓慢氧化,而高温气化产物中的NH_3的生成主要来源于焦炭氮.     

垃圾混煤热解特性的实验研究

以固定床热解反应器为背景,研究掺煤量和加热速率对垃圾混煤物料热解特性的影响,实验结果表明:提高加热速率可以有效缩短热解时间,增加掺煤量可以改变反应床结构,提高料层传热速率,缩短热解时间;在19.6 kW供热条件下,掺煤100 g和掺煤200 g热解时间分别为110 min和99 min;气体产率分别为25.6％和28.1％,气体热值分别为18255 kJ/m3和19830 kJ/m3。     

城市固体废物(MSW)热解特性及其动力学研究

利用热重-差热分析仪对城市固体废物（MSW）中厨余物、废纸、废塑料、废木料和废织物等典型有机组份进行了热分析研究。试验载气为高纯氮气．加热速率为10K／min．终温为773K。通过对热重（TG）、差热（DTA）和微分热重（DTG）曲线的深入分析,得出了MSW中几种典型有机组份的热解反应动力学参数,并提出了相应的热解机理。     

热解温度对酚醛树脂焦的微观结构和还原NO反应性的影响

利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱研究了热解温度(500～900℃)对酚醛树脂焦炭微观结构的影响.使用热重分析仪(TGA)研究了酚醛树脂焦还原NO的反应性.结果表明,随着热解温度升高,苯环、酚羟基、脂肪亚甲基等官能团含量降低.衍射实验表明存在(002)峰、(10)峰和(11)峰.随着热解温度升高,焦炭微晶尺寸增大,微晶结构逐渐趋向有序.酚醛树脂焦的Raman光谱分析与XRD分析存在较好的关联性.反应性实验表明焦炭还原NO的反应性没有随热解温度呈现规律性的变化.     

乙醇煤油混合燃料热解特性实验研究

本文实验研究了乙醇、煤油及其混合物的热解特性.利用气相色谱测量了其中氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳的浓度.实验结果表明,燃料的热解率随温度的增加而增加.热解形成的气体中,乙醇热解得到的氢气浓度高于煤油,而甲烷和乙烯的浓度低于煤油.掺混乙醇后的煤油混合燃料热解时形成的氢气浓度随乙醇含量的增加而增加,对于在超燃冲压发动机中采用在煤油中添加一定量的含氧燃料(如乙醇、甲醇等)来解决着火和稳定燃烧问题具有很好的潜在优势.     

煤和煤焦还原NO的实验研究

本文报告了在 ＮＯ初始浓度为 １０００ × １０－６、不同的反应区温度和化学当量比的条件下,不同煤粉及其煤焦对ＮＯ还原的实验结果．实验结果表明,ＮＯ的还原率不仅取决于反应区的化学当量比和反应温度,而且更重要的是取决于再燃燃料的性质、以及再燃燃料中金属氧化物的含量。煤粉作为再燃燃料还原ＮＯ时,煤焦的异相机理起主要作用。     

饱和液氮爆发沸腾实验与传热机理分析

瞬态高热流加热下饱和液氮会发生爆发沸腾,而对于该过程的特殊传热机理因素,目前还没有相关的深入研究和分析。本文基于实验,在总结沸腾传热机理研究成果的基础上,重点分析了饱和液氮爆发沸腾过程中以汽泡群形态实现热量传递的特殊之处,并进行了理论模拟验证。结果表明,汽泡群内部众多汽泡所发生的破裂收缩行为,会释放潜热并形成热流,成为爆发沸腾独特的传热机理影响因素。