褐煤热解半焦性质研究_马克富

温和热解条件下内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能马淞江;刘晓芳;戴谨泽;戴财胜;刘学鹏;梁丽静【摘要】为研究褐煤半焦的高效洁净利用及其燃烧性能的判别,模拟工业生产中煤炭热解外热式直立炭化炉,组装煤炭热解实验装置对内蒙褐煤进行热解.采用热重分析法对半焦/煤进行燃烧性能研究,探讨了影响褐煤热解半焦燃烧性能的主要因素,并对半焦与煤的燃烧性能进行比较.结果表明:热解条件是影响半焦燃烧性能的重要因素,随热解温度的升高和热解时间的延长,内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能变差;半焦的燃烧性能与其本身的质量参数相关,用半焦的燃料比可以准确预测半焦的燃烧性能;对比半焦与煤的燃烧性能,发现内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能"异常"好,其主要原因是内蒙褐煤半焦具有发达的孔隙结构,碳的活性高,其性质类似于木炭,有优异的燃烧性能.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2015(040)005【总页数】7页(P1153-1159)【关键词】褐煤;半焦;热解;燃烧性能【作者】马淞江;刘晓芳;戴谨泽;戴财胜;刘学鹏;梁丽静【作者单位】湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学煤炭资源清洁利用与矿山环境保护湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201【正文语种】中文【中图分类】TQ530马淞江,刘晓芳,戴谨泽,等.温和热解条件下内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能[J].煤炭学报,2015,40(5):1153-1159.doi:10.13225/ ki.jccs.2014.1004Ma Songjiang,Liu Xiaofang,Dai Jinze,et bustion performance of semi-coke from Inner Mongolia lignite under mild pyrolysisconditions[J].Journal of China Coal Society,2015,40(5):1153-1159.doi:10.13225/ ki.jccs.2014.1004我国褐煤资源丰富,已探明褐煤的保有储量高达1 300亿t,约占全国煤炭总储量的13%,主要分布于内蒙古东部、黑龙江东部和云南东部[1]。

第5G卷第11期 2016年11月浙江大学学报（工学版）Journal of Zhejiang University (Engineering Science)Vol. 50 No. 11Nov.2016DOI：10. 3785/j. issn. 1008-973X. 2016. 11. 001褐煤快速热解半焦理化特性及气化活性孙强，张彦威，李谦，王智化，葛立超，周志军，岑可法(浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：为了研究长停留时间，大给料量条件下褐煤快速热解半焦的比表面积、孔径分布、表面官能团的变化规律及不同热解条件下半焦的C02气化活性，在自制沉降炉上进行平庄褐煤热解温度600〜 1 000 I：快速裂解实验，并 用N2吸附法、傳里叶变换红外光谱法及非等温热重分析法对半焦进行表征.结果表明，随着热解温度增加比表面积先增大后减小，当热解温度为9〇〇C时比表面积最大，孔径分布主要集中在中孔及微孔.官能团的红外光谱吸收随热解温度升高而减少，800 °C为分界点，800 °C以下随着热解温度提高，光谱吸收显著减少，800 °C以上减少幅度 降低，随着热解温度增加，煤焦芳香度加剧.煤焦气化活性与比表面积并无严格相关性.关键词：沉降炉；快速热解；比表面积；傳里叶红外光谱;气化活性中图分类号：TQ 54 文献标志码：A 文章编号：1008 - 973X(2016)ll- 2045 - 07 Physical and chemical characteristics and gasification reactivity oflignite fast pyrolysis charSUN Qiang, ZHANG Yan-wei, LI Qian, WANG Zhi-hua, GE Li-chao,ZHOU Zhi-jun, CHEN Ke-fa{State K e y La boratory o f Clean E n e r g y Utilization ■,Z h e j i a n g University , H a n g z h o u3100SS ,China) Abstract ：The pyrolysis of Pingzhuang lignite was performed in a homemade drop-tube furnace under long residence time and large feed amount condition at600^-1000 °C to study the changes of specific surface area(SSA)，pore size distribution,surface functional groups and gasification reactivity in C02atmosphere. The chars were characterized by N2adsorption,FTIR and non-isothermal thermosgravimetric analysis.The result shows that SSA increases at first then decreases with the rise of pyrolysis temperature and reaches the maximum at900 °C. The pore size is mainly distributed in mesopore and micropore.The spectrum ab­sorption of functional groups declines with the temperature increasing.800 °C is the critical condition. When temperature is below800 °C,the absorption reduces significantly as the temperature increases. While the absorption diminishes slowly when temperature is above800 °C. The aromatic degree increases with the rising of temperature.Gasification reactivity has little relevance with SSA.Key words：drop-tube furnace；fast pyrolysis ；specific surface area；FTIR；gasification reactivity煤气化是煤炭清洁高效利用的关键性技术[1].煤气化主要包括煤热解和煤焦气化，在气化过程中，热解产生的挥发分会与半焦作用，影响半焦结构，降 低半焦反应活性.其原因主要有2个.1)热解或挥发分重整产生的自由基与半焦反应，占据半焦活性位.2)挥发分与半焦相互作用影响碱金属的迁移，改变 催化剂的分布状态，降低气化反应速率[2’3].为了减 少挥发分对半焦活性的影响，Zhang等>5]提出在煤收稿日期：2015 - 10 - 28. 浙江大学学报（工学版）网址：/eng基金项目：国家“973”重点基础研究发展计划资助项目（2012CB214906).作者筒介：孙强（1989 —），男，硕士生.从事煤炭分级清洁利用方面的研究.〇1^(31〇:0000-0002-5199-1217.£-1113丨1:31^叫丨31^@2_^.6(11^。

热解半焦特性研究
王俊琪;陈禹绩;戴苏明
【期刊名称】《苏州大学学报（工科版）》
【年(卷),期】2007(027)003
【摘要】利用兖州烟煤在不同温度下常压流化床氮气气氛的热解半焦作为样品,分析了半焦成分变化的规律,特别是硫的变化规律,并利用热重分析仪分析了不同温度下热解半焦的活化能,研究表明随着热解温度的升高,活化能逐渐降低.热解半焦的研究为煤气化及半焦燃烧的分级转化技术提供了参考.
【总页数】4页(P52-55)
【作者】王俊琪;陈禹绩;戴苏明
【作者单位】苏州大学物理科学与技术学院,江苏,苏州,215006;苏州大学物理科学与技术学院,江苏,苏州,215006;苏州大学物理科学与技术学院,江苏,苏州,215006【正文语种】中文
【中图分类】TK16
【相关文献】
1.挥发分-半焦交互反应对生物质热解半焦特性的影响 [J], 冯冬冬;赵义军;刘鹏;张宇;张海楠;孙绍增
2.煤-焦炉气共热解特性研究Ⅱ.热解半焦燃烧反应性的研究 [J], 廖洪强;东成功;李保庆
3.污水处理工艺对污泥热解半焦热解特性的影响 [J], 王俊;解立平;高建东;曹占平
4.粒径对热解半焦和烟煤掺混燃烧特性的影响和试验研究 [J], 闫永宏;陈登科;孙刘
涛;彭政康;孙锐
5.半焦热载体煤热解过程中颗粒混合特性的模拟研究 [J], 芦彦至;刘军祥;于庆波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

生物质型煤热解半焦的燃烧特性研究摘要：为开拓低阶粉煤资源高效分质利用途径，在前期制备的能满足直立炉热解要求的生物质型煤的基础上，利用同步热分析仪研究了生物质型煤热解半焦的燃烧性能，并与原煤、原煤半焦及型煤的燃烧性能进行了对比，考察了热解温度对半焦燃烧性能的影响规律。

由结果可知，生物质型煤热解半焦的燃烧特征温度低于原煤半焦；随热解温度的升高，原煤半焦的燃烧特征温度呈线性增加，而型煤半焦燃烧特征温度的增加幅度较小；在热解温度较高时，型煤半焦的燃尽性能较好；型煤半焦的综合燃烧特性略差于相同热解温度的原煤半焦，但差别很小。

热解温度为650℃的型煤半焦具有最好的燃尽性能和综合燃烧特性。

低阶煤分质转化利用是实现低阶煤高效清洁利用的有效途径。

受煤炭机采率提高因素的影响，低阶粉煤产量巨大，其合理高效利用尤其重要。

目前，低阶粉煤分质利用工程化过程中面临诸多技术难题，如高温物料输送困难、高温密封不严、高温气固分离难、焦油品质差以及半焦利用难等。

将低阶粉煤制备成型煤，再进行分质转化，是克服上述工程化难题的有效途径之一。

生物质资源来源广，储量大，且具有挥发分高、氮硫含量低、灰分低和CO2零排放的特点。

生物质型煤技术可以将生物质的优势和低阶粉煤资源利用结合起来，实现低阶煤高效清洁利用及农林废弃生物质的资源化利用。

生物质型煤经中低温热解分质转化，可提取其中蕴藏的油、气和化学品资源，同时得到具有一定块度的生物质型煤半焦。

不少研究者从成型粘结剂、成型工艺条件、成型机理以及型煤热解特性等方面对以低阶粉煤为原料制备生物质型煤进行了研究，而关于生物质型煤热解半焦的利用研究则鲜有报道。

经提质后的生物质型煤半焦，其发热量增加，水分降低，燃烧时有害物质排放量减少，是优质的固体燃料。

由于生物质与煤在组成和性质上的差异、热解过程中二者之间的相互作用以及热解工艺条件的变化等因素均会对生物质型煤半焦的性质产生影响，进而影响其燃烧过程，因此，有必要对生物质型煤热解半焦的燃烧性能进行研究，为指导其工业利用提供理论基础，为低阶粉煤的清洁高效利用开辟新的途径。

煤粉热解调控及半焦富氧燃烧若干理论与试验研究在未来很长一段时间内,煤炭依然是我国最重要的能源,开展煤炭清洁高效利用技术的研究对我国能源安全与可持续发展有重要战略意义。

煤炭分级利用并耦合富氧燃烧的多联产技术是一种新型的煤炭清洁利用技术,一方面能够分级分质提取煤中高价值成分,同时又可对污染物、CO₂等排放进行综合控制。

本文按照“煤粉固定床高温热解特性→煤粉沉降炉高温热解特性→热解半焦着火特性研究→热解半焦转化过程形态及分子结构研究→热解半焦富氧燃烧及燃烧模型开发→含半焦在内的多种燃料加压富氧燃烧特性研究”的研究思路探索了煤粉热解气析出特性与组份调控方法、半焦不同转化方式下的着火、燃烧、气化特性以及相关理论与模型。

采用高压管式炉系统研究了煤粉在高温、中速加热、高压条件下的煤粉固定床热解气生成特性;热解温度升高会导致热解失重率增加,可从900^oC时的33.6%升高至1100^o C的36.6%;热解压力升高会导致热解失重率下降,在10atm内降低幅度较大,高于10atm热解失重率变化较小;热解气组份以H₂和CO为主,CH₄和CO₂次之,C₃H₈和O₂含量几乎接近于零;H₂、CO产率随热解温度升高而增大,而CO₂、CH₄、C₃H₈产率随热解温度升高而降低;热解气中各组分产率随热解压力呈先增大后减小趋势,在5atm左右达到最大值。

THEORINS AND RESEARCH理论与研究煤热解中半焦发热量 移规律的研究李悦，陈吉浩（陕西煤田地质化验测试有限公司，陕西西安710054）摘 要：中等的 实验煤样，对其进行热解，研究热 效果、 热 分的变化 。

采用进行热解，设置不同热解时间、不同的热 度 进行热解，研究热解时间和热解温度 热解脱硝率和半焦分热量的 $研究结果 ：（1）热解具6效果，同时 效果受到热 度和热解时间6 ; （2） 16min热 效率到达29. 915， 效果良好，6 热量为22. 99KJ/g ； （3）在450°C -6501 度段内， 效率变化不大，此时焦炭具 效果；（4）随着温度6升6傅里叶红外图谱中C-S 、S-0 6官能团减少使得热解过程脱硫。

关键词：热解； ； ；热Study on calorific value and sulfur migrationof semi - coke dering coal pyrolysiuLIYee ，CHEN Jifao(Shaanxi Coal Geological Laboratory Co.，Ltd , Xi ' an ，710054， China.)Abstract : Taking bituminous coal with medium sulfur content as experimental coal sample ， the effect of desulfurization ， calorific valuePyrolysis of coal samples was conducted in a high temperature furnace with diferent pyrolysiz time and dOfer- The effects of pyrolysis ccnditions on desufurization efficiency ，semiccke volatilization and caOafic value were investigated.(1) Pyrolysis had the effect of desulfurization ， which was affected by pyrolysis temperature and pyrolysis time ； (2) 915 in 16 min ， the desulfurization eXicienca was good ， and the calorific value of 22. 99KJ/g ； (3) In the temperature range of 450°C te 650l ， the desufurization efficiencc had ［让^ change ， at this tine ， specific surface area of semicoke was the reduction of C-S and S-0 functional and volatiie matter were studied.ent temperature.The results showed that The desufurization eaiciency of coal pyrolysis reached 29. semiccke was semiccke had the effect of sulfur fixation ； （4） The maximum groups in the FTIR spectrum during pyrolysis.Key words : semi - ccke ； desufurization ； calorific value ； pyrolysi中图分类号：C35 文献标志码：11的，和社会的 供重要的能源保证$然而， 的 莠 ，低阶煤的含量，直接作为燃料燃烧的 低，造 的浪费，通过热的方式提炼 高的产品， 的潜 ，煤制气、煤炼 油均是通过 的方式实现的+1]$赋存大量的硫元素， 的过程中产生 、 气和焦油的同时释放很多有害的含硫物质，例如S02、H 2S 、硫醇类等+2]，造成环境的 ，因，研究 过程中脱硫 对实现煤资的 重要的意义。