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第4期(总第143期)煤化-I"N o．4(T ot al N o．143) !!!!圭!旦g竺型g!曼翌至坐!里鱼旦!!型垒兰墨：型坐神木烟煤等离子体气化所制半焦的特性研究刘典福刘学炉(安徽工业大学，马鞍山243002)摘要在实验室中采用三相交流等离子体电弧发生炉对神木烟煤进行等离子体气化制得实验用半焦，并对其进行工业分析和流化床燃烧实验。
工业分析结果表明，所制得半焦中挥发分含量几乎为零，而部分灰分和固定碳也参与反应挥发出去。
半焦在流化床中燃烧实验结果表明。
所制得半焦能够在流化床中持续稳定燃烧．并且燃烧过程中燃烧产物能够稳定排放。
通过建立数学模型求得半焦燃烧动力学参数，结果表明。
半焦的活化能远大于原煤的活化能，其反应活性则低于原煤的反应活性。
关键词神木烟煤等离子体气化半焦燃烧特性文章编号：1005-9598(2009)一04—0026—04中图分类号：T054文献标识码：A引言采用电弧等离子体技术进行煤的热转化利用，是一项完全不同于传统煤转化工艺的新工艺途径，该技术具有转换效率高、环境污染少、资源利用效率高等优点，因而引起了许多研究者的广泛注意。
如D．B i t t ner[1]、M．N．M oham m ed i[21等都对此进行了深人系统的研究。
研究结果表明，煤在等离子体中热解的产物主要是小分子气体组分(包括C H。
、C：H2、C2H4、H2、C0和C0。
)、焦和炭黑等。
而目前，在我国采用电弧等离子体技术来对煤炭进行气化热解研究的还不是很多，仅在文献[3，4]中有相关报道。
我们首次在实验室中采用三相交流等离子体电弧发生炉来对神木烟煤进行部分气化，制得实验用半焦，并对其工业成分和燃烧特性进行了研究。
1实验1．1样品制备在实验室中采用三相交流等离子体电弧发生炉基金项目：国家自然科学基金项目(N o．50806001)资助和安徽工业大学校内青年基金项目(N o．02200802)资助。
煤拔头半焦燃烧反应特性的基础研究我国煤炭资源丰富,油、气资源有限,液体燃料短缺已成为制约我国经济发展的重要因素。
煤拔头工艺在中低温快速热解条件下通过温和的转化方式从丰富的年轻煤中提取轻质燃料油和高值化学品,可部分缓解液体燃料的短缺。
目前,煤拔头工艺已成功与循环流化床锅炉相结合,考虑到我国火力发电行业主要采用粉煤燃烧的方式,为进一步扩大煤拔头工艺应用范围,将煤拔头工艺与粉煤锅炉燃烧相结合的方案被提出,即煤先经过煤拔头的中低温快速热解工艺,获得一定的油气产品之后,剩余的固体残留物(半焦),再用作粉煤锅炉的燃料。
在粉煤燃烧发电机组运行过程中,燃煤设备与燃料特性的相互适应非常重要,鉴于此,本文针对不同条件下所得的煤拔头半焦的燃烧反应特性进行了研究,对煤拔头半焦用作粉煤锅炉燃料的可行性进行试验验证,同时,探讨拔头工艺条件与拔头半焦物性之间以及拔头半焦物性与其燃烧反应特性之间的关系,并由此阐明拔头工艺条件与拔头半焦燃烧反应特性之间的关系及作用机理。
利用喷动载流床模拟煤拔头工艺的快速热解条件,在不同热解温度下分别制备了不同粒径大同烟煤的拔头半焦,采用工业分析和元素分析对拔头半焦的化学组成进行测试,采用红外光谱分析和X射线衍射分析分别对拔头半焦的官能团和碳结构进行了测试。
提出了原煤热解度(Dv)的定义,用于定量分析热解条件对拔头半焦组成和碳结构的影响。
利用低温氮吸附法对拔头半焦的孔隙结构进行了测试,利用扫描电镜法对原煤和拔头半焦的表面形态进行观察。
根据吸附数据,采用NLDFT理论对孔径分布、孔比表面积分布以及各种孔尺寸进行了求解,而不是前人最常使用的BJH方法;同时,求解了BET比表面积。
根据孔隙结构测试结果,对煤拔头中低温快速热解条件下孔隙结构的发展变化及其原因进行了探讨。
利用综合热分析仪,在慢加热速率条件下对原煤、拔头半焦及阳泉无烟煤的燃烧反应特性进行了研究,采用着火温度和整体平均表观活化能对样品的燃烧反应性进行评价,同时分析了样品的着火类型。
焦粉配煤的研究和实施陈昌华徐新州温燕明（济钢集团总公司焦化厂）济钢焦化厂年产焦炭103万吨，其中产焦粉为4.7万吨（粒度＜10mm )。
针对配合煤活性组分偏多，较适于焦粉配煤工艺的特点，焦化厂投资240万元安装了一套湿式格子型球磨机焦粉配煤装置。
该装置自1994年5月投产以来运行正常，焦炭质量有所提高。
下面就焦粉配煤理论、工艺装置及开工操作情况介绍于下。
1 焦粉配煤的理论基础1. 1 焦粉配煤的理论依据根据煤岩学观点，煤可分为活性物和惰性物两部分，当煤中活性组分含量与惰性组分含量达到最优比时，焦炭强度为最好。
我厂配合煤（官桥气煤50%，镇城肥煤10％，山家林肥煤10％，古交焦煤20％，埠村瘦煤10%）镜质组的实测含量V9为1. 4%, V10为47.5%，V12为17.8%，V 15为11.5%，V19为1.5%，惰性物为20. 3 %。
按夏皮洛公式粗算：G惰佳＝∑（Vi/ R佳，i）式中：G －煤料的最佳惰性物量，％Vi－煤料中实测的各活性镜质组分含量，％R佳，i－各活性镜煤组型的最优比查表得R佳值分别为2. 3、2. 8、4. 0、11.0、20.2则 G惰佳＝（1.4/2.3）＋（47.5/2.8）＋（17.8/4.0）＋（11.5/11.0）＋（1.5/20.2）＝ 23.1％1.2 焦粉最佳细度与加入量的确定1994年11月2～10日，在7 kg小焦炉上进行了配焦粉炼焦实验。
观察不同的焦粉细度（＜0. 2mm焦粉占总焦粉量的百分数，下同）和加入量对焦炭质量的影响。
对焦粉细度取45％、70％、 80％；焦粉加入量取l％、2％和3%。
实验用煤及焦粉性质见表1，以焦炭M25和M10为考核指标，结果见表2。
表1 7kg小焦炉的配煤（含焦粉）性质序号123456789配煤比％官桥505050505050505050镇城101010101010101010山家林101010101010101010古交181819171918171917埠村101010101010101010焦粉221312313配煤指标Ad,%10.419.7610.219.9710.119.7710.479.9710.01Vdaf,%25.6424.8826.4726.0925.6925.7025.6625.6925.32GR,mm66-747674777578-焦粉细度,%458045457070708080 Y，mm14151716----22St,d,%0.800.840.800.910.930.620.810.820.85表 2 7kg小焦炉的焦炭性质（％）序号Ad St,dM25M10112.970.7271.9111.00 212.840.7172.1411.53 312.980.6876.2010.08 413.090.6876.309.95 513.120.6375.0410.68 613.200.6177.7210.02 713.280.6874.609.77 813.020.7175.3210.97 913.150.7778.297.97由表1及表2可看出，当焦粉配入量为3％, 焦粉细度为80％时，焦炭的M 25为最好，可达78.29%, M10为7. 97%（实验9)。
型煤成型实验报告1. 引言型煤是一种以煤为主要原料，添加一定量的粘结剂和辅助剂，在特定的压力条件下进行成型的固体燃料。
型煤成型实验是研究型煤成型工艺及性能的重要手段之一。
本次实验旨在通过改变煤粉粒度、粘结剂添加量和成型压力等参数来制备不同形状的型煤，并对其进行性能分析。
2. 实验方法2.1 实验设备和材料本次实验所用设备包括：型煤成型机、粘度计、干燥箱等。
实验所用材料包括：煤粉、粘结剂、辅助剂、溶剂等。
2.2 实验步骤1. 将煤粉通过粒度筛分，分别得到不同粒度的煤粉。
2. 在一定比例下，将煤粉与粘结剂和辅助剂混合均匀。
3. 加入适量的溶剂，调整混合物的湿度。
4. 将混合物放入型煤成型机中，调整成型机的成型压力，并进行成型。
5. 成型后，将样品放入干燥箱中，以恒定的温度和湿度进行干燥。
6. 对成型后的型煤样品进行性能测试，如热值测试、抗压强度测试等。
3. 实验结果与分析根据实验步骤，我们制备了不同形状的型煤样品，并对其进行了性能测试。
下面是部分实验结果及分析。
3.1 形状对热值的影响通过实验我们发现，不同形状的型煤样品在热值上有一定差异。
圆柱形的型煤样品相比于方块形的型煤样品具有更高的热值。
这是因为圆柱形样品的比表面积较小，燃烧过程中热量散失较少，从而保持更高的热值。
3.2 粘结剂添加量对抗压强度的影响我们在实验中改变了不同粘结剂的添加量，并测试了型煤样品的抗压强度。
结果显示，随着粘结剂添加量的增加，型煤样品的抗压强度也随之增加。
这是因为粘结剂能够增加煤粉的内聚力，使得型煤样品的结构更加牢固。
4. 结论通过本次实验，我们得出了以下结论：1. 型煤的形状对热值有一定的影响，圆柱形样品的热值相对较高。
2. 粘结剂的添加量对型煤样品的抗压强度有显著影响，添加量越多，抗压强度越高。
5. 总结型煤成型实验是研究型煤成型方案的重要手段之一。
本次实验通过改变煤粉粒度、粘结剂添加量和成型压力等参数，制备了不同形状的型煤样品，并对其进行了性能分析。
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。
价值工程0引言半焦也称兰炭[1]，是低变质煤在隔绝空气的情况下加热获得的固体产品。
半焦具有表面积及微孔平均当量半径大、含铝低、挥发分高、气孔率大、比电阻高、反应性能强等特点，是较好的还原剂。
在半焦生产过程中，一部分粒度过小的半焦粉不符合生产工艺要求且利用率不高，不仅造成大量资源的浪费，还对环境造成严重的污染[2]。
目前，针对炼焦煤资源紧张，焦粉排放浪费资源和污染环境的问题，可将焦粉等废弃物加入粘结剂混配炼成冶金焦[3]。
从而取得了减少污染、增加效益、提高焦炭质量等效果。
这种方法炼制的焦炭块度容易控制、抗碎强度和耐磨强度较好，同时彻底解决了污染，实现了固、液废弃物再资源化和零排放的效果。
1实验1.1原料分析实验所用的原料工业分析见表1和表2。
1.2实验设备和程序实验过程中主要设备见表3。
1.2.1原料预处理将原煤经水洗后破碎至一定粒度、在常温下自然干燥后再放在干燥箱内干燥，温度保持在120℃-130℃范围内，干燥时间为2h 。
然后将烘干过后的原煤置于干燥箱内备用。
1.2.2原料混合工艺粘结剂选择15%的石油沥青与1.5%的膨润土，并加入20%焦煤以提高成品强度。
1.2.3粉末成型称取混合物30g 装入磨具内并在压力机上冷静压成型，成形脱模后得到的型煤经烘干后称之为型煤干球，干球经共碳化焙烧后就得到样品型焦。
成型后样品呈圆柱形，直径30mm ，高约25mm ，均重为30g 。
1.2.4型煤共炭化将成型后的型煤试样装入300ml 大坩埚内，后将大坩埚用盖子盖好以隔绝空气，用坩埚钳将坩埚放入马弗炉的恒温区内，从室温开始加热。
以一定的升温速度加热至所需温度后，保持此温度一定时间后取出，自然冷却到室温以备测量其性能。
2结果和讨论2.1炭化温度影响如图1所示，当温度为100℃时下，型焦强度即为型煤强度（强度为2.85MPa ）；温度上升到100～300℃时，型煤中的水分蒸发，吸附在煤以及兰炭粉末气孔中和表面上的二氧化碳、甲烷、氮气等气体逐渐析出，煤质成分不变，型煤中的沥青在这一温度范围内软化，开始发挥其粘结效果，所以型焦强度较有着明显的升高（强度为4.57MPa ），这部分仅仅是粘结剂沥青在发挥作用。
目录第一章概述 (3)1.1 引言 (3)1.2.1 国外型煤技术发展现状 (3)第二章型煤粘合机理 (5)第三章型煤用粘合剂 (6)第四章型煤技术及工艺 (8)第五章结论及建议 (11)参考文献 (12)第一章概述1.1 引言1.2 型煤的分类型煤是用一种或一定比例的黏合剂或固硫剂在一定的压力下加工形成的、具有一定的形状和物理化学性能的煤炭产品。
工业层燃锅炉和工业窑炉燃用型煤与燃用原煤相比，能显著提高热效率，减少燃煤污染物的排放，所以型煤技术是适合我国国情的、应该鼓励推广使用的洁净煤技术之一。
1.2.11.3 型煤的研究进展1.3.1 国外型煤技术发展现状20世纪初，德国开始用年轻褐煤采用高压无粘结剂成型工艺生产褐煤砖。
1985年仅德国的莱茵褐煤矿区就生产了褐煤砖400万t左右，用于造气、集中供热和民用。
20世纪30年代,褐煤成型两段炼焦工艺问世，1969年世界高炉会议肯定了型焦是高炉技术的重要发展方向之一,之后陆续出现了20多种利用弱粘结煤或不粘结煤生产型焦的工艺。
1933年，日本开始在工业上生产蒸汽机车用型煤,以节约大量煤炭。
1971年，日本铁路机车79%用型煤,成为国外型煤用量最大的行业，在日本战败后的经济恢复期，政府呼吁治山治水保护森林，型煤迅速发展成为日本家庭生活的主要燃料。
原苏联型煤工业发展也较迅速，1985年产量己超过1.3亿t。
韩国于20世纪60年代开始普及使用型煤，在推广之初根据韩国当时的经济发展水平由政府制定了30年型煤发展计划，从政策、技术、税收等方面大力支持型煤的发展。
到80年代高峰时期，韩国的型煤产量达2400万t，其中，汉城市达600万，型煤普及率100%。
当前国外发达国家对型煤技术的研究从未停止。
近年来生物质型煤技术成为国外型煤技术研究的热点之一，日本、土耳其、西班牙、瑞典、美国及我国的台湾地区均开展了此方面的研究。
另外，发达国家的型煤研究开始进入了更细化、更环保的研究阶段,凭借技术和装备上的先发优势进军中国市场。
