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2016年第35卷第11期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·3491·化 工 进 展府谷煤CO 2催化气化反应性的研究闫小霞，付柯，许晓宇，徐龙，马晓迅（陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心，陕西省洁净煤转化工程技术研究中心，西安市能源高效清洁化工利用工程实验室，西北大学化工学院，陕西 西安 710069）摘要：加入适宜的催化剂可以提高气化反应速率，降低起始气化温度。
为了研究不同阴离子（SO 42–、CO 32–、Cl –）盐对府谷煤热失重过程的影响，利用热重分析仪对负载了8种催化剂（K 2CO 3、K 2SO 4、KCl ；Na 2CO 3、Na 2SO 4、NaCl ；FeSO 4、FeCl 2）的煤样进行了CO 2气化实验，其中每克府谷煤的K +、Na +、Fe 2+负载量分别为0.001mol 。
同时采用升温动力学模型进行了数据拟合。
实验结果表明：催化剂对煤与CO 2的低温热解并无明显的催化作用，而在高温气化阶段催化效果显著。
对于钾盐和钠盐催化剂，当阳离子相同时，其催化活性顺序为：CO 32–>SO 42–>Cl –。
对于铁盐催化剂，FeSO 4的催化活性优于FeCl 2。
动力学结果发现：负载催化剂煤样的活化能大小符合上述实验规律，分布在169～232.6kJ/mol 之间，相比原煤（267.9kJ/mol ）都有一定程度的降低。
关键词：煤催化气化；CO 2气氛；动力学中图分类号：TQ546.2 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）11–3491–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.11.016Study of Fugu coal catalytic gasification in CO 2 atmosphereYAN Xiaoxia ，FU Ke ，XU Xiaoyu ，XU Long ，MA Xiaoxun（Chemical Engineering Research Center of the Ministry of Education for Advanced Use Technology of Shanbei Energy ， Shaanxi Research Center of Engineering Technology for Clean Coal Conversion ，Xi’an Engineering Laboratory for Energy Efficient and Clean Chemical Utilization ，College of Chemical Engineering ，Northwest University ，Xi’an 710069，Shaanxi ，China ）Abstract ：Adding appropriate proportion of catalysts can improve the coal gasification rate and reducethe initial gasification temperature ．In order to study the effect of different anions （CO 32–、SO 42–、Cl –）salts on the thermal weight loss process of FG coal ，the CO 2 gasification experiments of coal were conducted in a thermogravimetric analyzer by loading eight kinds of catalysts （K 2CO 3，K 2SO 4，KCl ；Na 2CO 3，Na 2SO 4，NaCl ；FeSO 4，FeCl 2）．And the loading amount of K +、Na +、Fe 2+ was 0.001 mol/g ，respectively ．In addition ，the non-isothermal dynamic model was used to fit data ．The experiment results showed that the catalysts exhibit weaker effect on coal-CO 2 low-temperature pyrolysis ，while the catalysis was obvious in high-temperature gasification ．For potassium and sodium salts ，whenkations were the same ，the activity order was CO 32–＞SO 42–＞Cl –．For the iron catalysts ，the FeSO 4 was observed to be superior to FeCl 2 in catalyzing gasification ．The dynamics results indicated that the apparent activation energy of coal with catalysts within the range of 169～232.6kJ/mol was consisted with the above rules ．It was reduced in different degree compared to that of raw coal （267.9kJ/mol ）．第一作者：闫小霞（1991—），女，硕士研究生，研究方向为煤催化气化。
不连沟煤热解半焦燃烧特性研究薛新巧1，2，冯钰2，靳立军2，胡浩权2（1宁夏工商职业技术学院化工系，宁夏 银川750021；2大连理工大学化工学院，煤化工研究所精细化工国家重点实验室，辽宁 大连116024）摘要：煤热解产生具有高利用价值的煤气和焦油，并伴随产生大量的热解半焦，燃烧是半焦的主要利用途径之一。
本文采用非等温热重分析法研究了热解条件（热解温度和停留时间）、热解气氛和燃烧升温速率对热解半焦燃烧行为的影响，并利用Coats-Redfern 积分法对半焦燃烧过程进行动力学计算。
结果表明：热解温度对甲烷二氧化碳重整与煤热解耦合过程半焦的燃烧反应特性有重要影响。
随热解温度升高，半焦燃烧反应性呈下降趋势，反应活化能逐渐增加，这与半焦中较低的挥发分成正相关。
热解停留时间和热解气氛对半焦燃烧影响较小。
与在氮气中热解半焦相比，加氢热解和耦合热解半焦表现出几乎相同的燃烧特征和反应活化能。
燃烧升温速率显著影响半焦的燃烧特性，提高燃烧升温速率促使半焦燃烧反应在更高温度下进行。
关键词：半焦；燃烧特性；甲烷二氧化碳重整与煤热解；热重分析；动力学分析中图分类号：TQ536.1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）09–3287–06 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0375Combustion characteristics of pyrolysis char of Buliangou coalXUE Xingqiao 1，2，FENG Yu 2，JIN Lijun 2，HU Haoquan 2（1 Department of Chemical Industry ，Ningxia V ocational Technical Collage of Industry and Commerce ，Yinchuan 750021，Ningxia ，China ；2Institute of Coal Chemical Engineering ，Department of Chemical Engineering ，DalianUniversity of Technology ，Dalian 116023，Liaoning ，China ）Abstract ：Coal pyrolysis is an effective and efficient method to produce coal gas ，tar and clean char. The char ，as the main product ，is always used for combustion. To investigate the combustion performances of pyrolysis char ，the non-isothermal thermal-gravity analysis was taken to study the effect of pyrolysis temperature ，holding time and atmosphere on combustion of the resultant pyrolysis char of Buliangou coal in this paper. And Coats-Redfern integrate method was used to kinetic analysis of char combustion. The results showed that the pyrolysis temperature obviously influenced the combustion of char prepared by the integrated process of CO 2 reforming of CH 4 with coal pyrolysis. The combustion performance of char decreased and activation energy gradually increased with increasing pyrolysis temperature ，which was positively related with low volatile in the char. Pyrolysis holding time and atmosphere had slight effect on char combustion. The char from hydropyrolysis and integrated process showed the similar combustion behaviors and activation energy as those obtained under N 2 atmosphere. The heating rate of combustion affected the char combustion characteristics. High heating rate resulted in combustion at high temperature.Key words ：coal char ；combustion characteristics ；integrated process of CO 2 reforming of CH 4 with coal pyrolysis ；thermogravimetric analysis ；kinetics analysis甲烷催化转化制氢等研究工作。
陕北府谷矿区煤炭资源清洁利用潜势及方式探讨杜芳鹏;李聪聪;乔军伟;魏云迅;张光超;雒铮;谭富荣【摘要】为了厘清陕北府谷矿区煤炭资源的清洁潜势、探究其更加清洁高效利用的可能性,在整理分析相关煤炭勘查资料的基础上,通过对矿区主采煤层样品进行系统煤质分析、煤岩组分鉴定、微量元素测试以及相应的对比分析,以探讨其清洁高效利用潜势及途径.结果表明:府谷矿区煤具有中高灰、低硫、高挥发分、高氢碳原子比、低有害元素、富惰质组分等特点,较高的灰分是府谷矿区煤清洁利用的最主要障碍.经对比评价,府谷矿区原煤洁净等级为Ⅲ级,浮煤为Ⅱ级.低热演化程度、高挥发分、高氢碳原子比的特点使其在煤炭直接液化利用方面具有较大的优势,浮煤直接液化利用是府谷矿区煤炭资源清洁高效利用的选择之一.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2018(046)003【总页数】4页(P11-14)【关键词】府谷矿区;清洁利用;煤岩煤质;有害元素;直接液化【作者】杜芳鹏;李聪聪;乔军伟;魏云迅;张光超;雒铮;谭富荣【作者单位】中国煤炭地质总局航测遥感局,陕西西安710199;大陆动力学国家重点实验室,西北大学地质学系,陕西西安710069;中国煤炭地质总局航测遥感局,陕西西安710199;中国煤炭地质总局航测遥感局,陕西西安710199;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221116;中国煤炭地质总局航测遥感局,陕西西安710199;中国煤炭地质总局航测遥感局,陕西西安710199;中国煤炭地质总局航测遥感局,陕西西安710199;中国煤炭地质总局航测遥感局,陕西西安710199【正文语种】中文【中图分类】TD712.62在能源结构和环保形式双重压力下，煤炭的清洁高效利用已然成了当前煤炭工业发展的重中之重[1-3]。
陕北府谷矿区是国家规划矿区之一，煤炭资源丰富，目前矿区内所生产煤炭主要作为动力用煤供给周边配套的热电厂，但由于其原煤灰分产率较高、发热量并不突出，作为直接燃料，其利用价值难以最大化且可能造成不容忽视的环境污染。
富氧气化半焦的孔隙特性研究王俊琪;张小明【摘要】本文利用氮气吸附的方法,分析了枣庄烟煤在常压流化床富氧气氛下的气化半焦的比表面积、总孔体积、孔径等参数,研究发现:在富氧气化过程中孔隙结构变得发达,比表面积、总孔体积明显的增大,孔径明显减小,且随着温度的升高,半焦的比表面积,孔隙率也明显的增大,平均孔径明显减小.与空气气化半焦进行对比,结果显示:富氧气化半焦的比表面积和总孔体积都明显的增大.【期刊名称】《佛山陶瓷》【年(卷),期】2018(028)001【总页数】4页(P14-17)【关键词】孔隙率;吸附;脱附;比表面积;富氧气化【作者】王俊琪;张小明【作者单位】南京工业职业技术学院,南京210023;南京工业职业技术学院,南京210023【正文语种】中文1 前言多年来我国的能源消费结构以煤为主，2014年能源消费结构中煤炭的比例占66%[1]。
煤炭资源的利用多以直接燃烧为主，而煤的气化或液化也是以单一过程为主，不仅转化率较低，使得资源浪费严重，而且反应要求的条件比较苛刻。
由于煤是一种多组分的有机混合矿物，如果根据煤的不同组分和不同反应阶段不同的反应特点，实施煤热解、气化、半焦燃烧的分级利用[1-2]，则可使煤气化技术[3-6]简化，实现煤炭资源高效低污染利用。
半焦作为煤气化后的产物，与原煤在表面形态、内部结构上有很大的区别。
而半焦的孔隙结构特性对煤气化和燃烧过程都有明显的影响。
孙瑞等[7]研究发现高温和较高烟气含氧量对半焦孔隙结构变化有促进的作用，半焦燃烧反应中比表面积的变化趋势与半焦燃烧反应速率的变化趋势相似；周毅等[8]从气化操作条件、半焦颗粒粒径、半焦工业分析三方面分析了影响半焦孔隙结构的因素，并得出在一定气化工况下，煤焦存在一个合适的颗粒尺寸范围，能形成较大的孔比表面积和孔容积的结论；段钰锋等[9]用氮气等温吸附方法测量了原煤及其加压、常压部分气化后半焦的BET比表面积，并通过BJH法计算了孔比表面积、孔容积、孔径和孔分布；李庆钊等[10]利用不同燃烧气氛、不同燃尽程度的半焦，分析了半焦的孔隙结构及表面形态；李文军等[11]对大雁褐煤、协庄烟煤、昔阳无烟煤及其热解半焦的比表面积、孔容积和孔径进行了测定，总结出了不同煤种、不同热解温度和不同热解气氛下半焦孔隙结构变化的规律。
后所煤矿选煤厂煤泥干燥技术
赵家甫;全红
【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》
【年(卷),期】2005(000)004
【摘要】后所煤矿选煤厂在面对煤炭资源逐渐枯竭,而大量煤泥无法处理的客观条件下,提出实施煤泥干燥技术,解决煤泥出路问题,使其变废为宝,增加企业经济效益和发展后劲,同时也为企业加强环境保护提供了有效手段和得力措施.
【总页数】3页(P31-33)
【作者】赵家甫;全红
【作者单位】云南东源实业股份有限公司,云南,富源,655500;云南能源职业技术学院资环系,云南,曲靖,655000
【正文语种】中文
【中图分类】TD946.2
【相关文献】
1.安太堡矿选煤厂干燥工艺改造及煤泥浆技术在干燥工艺中的应用 [J], 王振华;张世红
2.后所煤矿选煤厂难沉降煤泥水沉降特性研究 [J], 冷小顺
3.煤泥干燥技术在大兴煤矿选煤厂的应用 [J], 张春玲;马金良;张林;鲁杰
4.煤泥干燥系统及弛张筛在顾北煤矿选煤厂的应用 [J], 昂伟
5.龙华煤矿选煤厂煤泥干燥系统的优化研究 [J], 郑钢丰;安永莉;姬凯健;朱鹏
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潞安羿神能源原料煤中低温热解半焦气化特性研究邱彦淇【摘要】原料煤热解条件对半焦气化特性影响及规律的研究是制定制取气化用半焦的热解工艺条件的基础.本文以羿神能源原料煤为研究对象,研究了原料煤在不同热解条件(热解终温、升温速度、保温时间)下半焦的产率以及热稳定性、抗碎强度等相关气化工艺指标的变化规律,研究结果表明:热解终温越低,保温时间短,半焦的产率越高;慢速升温条件下,升温速度对半焦产率影响不大;热解终温为550～600℃,保温时间为90 min,升温速度为3℃/min的热解条件下所得半焦的热稳定性最好,抗碎强度最大.【期刊名称】《煤》【年(卷),期】2018(027)012【总页数】4页(P96-99)【作者】邱彦淇【作者单位】潞安羿神能源有限责任公司,山西长治 046100【正文语种】中文【中图分类】TQ546煤焦气化是现代煤化工的基础，煤焦气化技术及气化产品的进一步合成利用，将成为今后煤化工发展的主要方向。
而半焦正是一种优质的气化原料，半焦气化与低阶原煤直接气化相比，具有产物中有效合成气产率大，气化焦油含量少，气体净化单元负担轻等优点。
中低温干馏的工艺条件(煤种、热解终温、升温速度和热解保温时间)对干馏产物的产率、组成和性质，尤其是对半焦的气化特性有着重要影响，这些影响将直接作用于半焦气化工艺的选择。
故研究中低温干馏的工艺条件对半焦气化特性的影响，在以半焦气化应用为导向，确定生产适应于不同气化炉的半焦之制焦工艺条件的过程中具有重要的现实意义。
本文研究不同热解条件(升温速率、热解终温、热解保温时间)对低阶煤中低温干馏半焦的产率以及抗碎强度、热稳定性等气化指标的影响规律，寻求适合不同气化炉的最优制焦工艺条件，以作为煤炭企业制定煤化工产业发展战略及决策的依据，为煤化工项目的设计、建设、生产管理打下坚实的基础。
1 实验研究方法1.1 半焦制备将煤试样破碎并筛分成粒度为6 mm的空气干燥煤样，各称量550 g左右，并将煤样全部转入马弗炉。
煤部分气化后生成半焦的特性Ξ盛宏至,刘典福,魏小林,黄 南(中国科学院力学研究所,北京100080)摘 要:对日照烟煤和京西无烟煤在不同温度下制得半焦进行了工业分析和硫的元素分析,研究了不同煤种制得半焦中挥发分、灰分、固定碳以及硫元素含量随制备温度不同的变化趋势,并在管式沉降炉中进行了半焦的燃烧实验,分别计算了不同半焦的燃烧动力学参数.关键词:部分气化;半焦;燃烧;动力学参数中图分类号:TK 16 文献标志码:A 文章编号:100628740(2004)022*******Characteristics of Semi 2Cokes —the Solid R esidues from Coal P artial G asificationSHE NG H ong 2zhi ,LI U Dian 2fu ,WEI X iao 2lin ,H UANG Nan(Institute of Mechanics ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100080,China )Abstract :The preliminary analysis and ultimate analysis of sulfur were done of different semi 2cokes produced from Rizhao bitumi 2nous coal and Beijing anthracite at different temperatures.The tendency of the contents of v olatile ,ash ,fixed carbon and sulfur of different semi 2cokes which can change with different preparation temperatures was als o studied.Then the combustion experiments with semi 2cokes in the drop 2tube furnace system was carried out ,and the kinetic parameters of different semi 2cokes were calculat 2ed.K eyw ords :partial gasification ;semi 2coke ;combustion ;kinetic parameters 中国是世界上最大的煤炭生产和消费国之一,能源结构以煤炭为主的局面在今后几十年内不会有根本改变.目前中国的煤炭利用主要形式是直接燃烧,以化学能方式转化成其它形式能量,造成中国的煤炭利用效率低下,环境污染严重.为此,中国从20世纪90年代开始大力推广洁净煤技术,其中煤气化技术是重要的核心技术.煤气的热能利用效率高,污染少,便于运输和利用,得到广泛应用.但现有的煤气化工艺技术的共同缺点是:为了将煤中的固定碳比较彻底地转化为煤气,需要高温、高压等物理条件,使煤气化工艺设备比较复杂,投资较高,同时,将固定碳转化为煤气的效率相对较低,成本高. 基于煤气化技术的缺点,提出了煤部分气化技术,根据煤中挥发分和固定碳反应活性不同的特点,对煤炭分级利用(拔头),即在较低温度下采用外热源加热方式,比如循环热灰和熔融灰渣等,分离出煤中的挥发分,生产的干馏煤气用做燃料或化工原料;气化后产生的固体残留物(即所谓的半焦),主要用来燃烧,产生蒸汽发电供热,形成“气热电多联供”.这样,可以得到较高的煤炭综合效率.同时,还可以对硫、氯、磷、汞等有害成分定向脱除,使有害成分进入煤气,易于在后续的工艺流程中低成本的脱除. 半焦作为煤部分气化过程中产生的固体残留物,除了作为燃料利用外,很难有其它工业用途.同时,由于半焦具有高灰分、高固定碳含量、低挥发分、低热值等不利于燃烧的特点,给半焦的燃烧带来困难,需要研究合适的燃烧技术来对半焦加以合理利用.只有这样,才能够真正实现煤的分级利用.目前针对干馏半焦特Ξ收稿日期:2003207228. 基金项目:国家重点基础研究发展规划资助项目(1999022102). 作者简介:盛宏至(1951— ),男,工学博士,研究员,hz 2sheng @. 第10卷第2期2004年4月燃 烧 科 学 与 技 术Journal of Combustion Science and T echnology V ol.10N o.2Apr.2004性的研究文献数量还不多[1～7]. 煤的部分气化技术研究已经在我国得到重视.本文选用典型的烟煤和无烟煤(即日照烟煤和京西无烟煤)作为煤样,分别在不同温度下制得半焦,对其进行工业分析和硫的元素分析,随后在管式沉降炉中做了半焦的燃烧实验,并分别计算出其燃烧反应动力学参数.1 燃料特性与试验装置1.1 燃料特性与半焦制备 选用日照烟煤和京西无烟煤制备半焦,煤样的工业分析和元素分析如表1所示. 燃烧实验所用半焦是分别将粒径小于0.2mm 的煤样在隔绝空气的条件下制得.制备时,将颗粒状煤样在马弗炉内分别快速加热到550℃、600℃、650℃、700℃,并保持30min.1.2 燃烧实验装置和实验流程 在管式沉降炉中进行燃烧实验,实验的纯碳进料量为1.875g/min ,空气的配气流量为2m 3/h ,反应器内的温度分别选择为650℃、700℃、750℃、800℃. 实验装置见图1.1—氧气瓶;2—减压表;3—流量计;4—调压仪;5—气体混合腔;6—加热元件;7—布风板;8—反应器;9—进料器;10—烟道;11—热电偶;12—烟气分析仪;13—测温计算机;14—保温材料;15—氨气瓶图1 实验装置示意表1 煤样的工业分析和元素分析 %煤样工业分析元素分析w (A ar )w (M ar )w (V ar )w (C ar )w (H ar )w (O ar )w (N ar )w (S ar )日照烟煤20.300.4218.1962.01 2.86 5.280.94 1.79京西无烟煤22.640.796.7171.990.733.050.080.23 实验流程如下:气瓶中的高压氧气和氮气经减压器减至低压,通过阀门和流量计,按照一定比例在混合腔内对冲混合.混合均匀后的气体从下而上进入加热区,在这里被电热元件加热到设计的温度,然后通过布风板均匀地进入反应器.反应器内,经过精确称量的半焦从进料系统加入,与少量床料充分混合,并与热气体发生反应.反应后的烟气一部分抽至烟气分析仪进行烟气成分分析,其余部分流入烟道,经过冷却后通过烟囱排入大气.2 实验结果和讨论2.1 半焦工业分析 在不同温度下制得半焦,其工业分析数据见表2. 图2～图4分别给出不同半焦的挥发分w V 、灰分w A 、固定碳w C 质量分数及其绝对质量分数w Va 、w Aa 和w Ca 随着制备温度t 的变化趋势.表2 不同半焦的工业分析种 类w Cw Ww Aw V日照烟煤1号68.130.3621.579.942号68.320.2422.019.433号68.860.1922.038.724号69.160.1222.508.21京西无烟煤5号70.270.2224.59 4.926号70.410.0924.90 4.617号70.850.0625.11 3.988号71.360.0225.583.03 图2～图4中,a 图中各组分含量由半焦中各组分的质量除以半焦质量得到,b 图中各组分绝对含量由半焦中各组分的质量除以制备半焦的煤样质量得到.由于灰分是煤炭完全燃烧后,煤中矿物质在一系列复杂反应后剩余的残渣.对于确定量的煤样,半焦制备前后,灰分的绝对质量应当是定值.图3b 中灰分绝对含量基本不变,说明实验测量的准确度较高.・881・燃 烧 科 学 与 技 术 第10卷第2期(a )不同半焦挥发分含量(b )不同半焦挥发分绝对含量图2 不同半焦挥发分含量随制备温度的变化曲线(a )不同半焦灰分含量(b )不同半焦灰分绝对含量图3 不同半焦灰分含量随制备温度的变化曲线(a )不同半焦固定碳含量(b )不同半焦固定碳绝对含量图4 不同半焦固定碳含量随制备温度的变化曲线 从图2a 、图3a 和图4a 中可以看出,不同煤种制得的半焦,随着制备温度的升高,半焦中的挥发分含量呈下降趋势,尤其是烟煤的挥发分含量下降迅速,从原煤样的18.19%下降到700℃时的8.21%,挥发分大部分已经逸出,而灰分和固定碳含量则呈上升趋势. 从图2b 、图3b 和图4b 可以看出,随着制备温度的升高,半焦中的挥发分绝对含量也呈迅速下降趋势,灰分绝对含量基本不变,固定碳的绝对含量呈略微下降的趋势,可能是在制备半焦过程中氧气隔绝不严格,少量固定碳被氧化的缘故.2.2 半焦的硫元素分析 不同半焦的硫元素含量随制备温度变化趋势如图5所示. 从图5中可见,随制备温度的升高,不同煤种制得的半焦中全硫含量均呈下降趋势.但是,日照烟煤的全硫含量从原煤的1.79%下降到700℃时的1.00%,大部分硫分仍然存在于半焦中,而京西无烟煤的全硫含量从原煤的0.22%下降到700℃时的0.05%,大部分的硫分挥发到煤气中,已经达到了在煤部分气化过程中定向脱除有害成分的目的.・981・2004年4月 盛宏至等:煤部分气化后生成半焦的特性(a )日照烟煤(b )京西无烟煤图5 不同半焦中硫元素含量变化2.3 半焦燃烧实验 本文对半焦燃烧动力学参数的计算主要依据参考文献[8]以及阿累尼乌斯(Arrhennius )定律,即 K s =K 0exp (-E RT p) 对实验数据进行线性回归,求得不同半焦的活化能E 和频率因子K 0(见图6、图7). 图6为在不同温度下制得的半焦的活化能与制备温度的关系曲线.可以看出,由同一煤种制得的半焦的活化能差别很小,也就是说,由同一煤种制得的半焦在燃烧反应中使普通分子转化为可以参加反应的活化分子所需要的能量大致保持不变,而从不同煤种制得的半焦的活化能有非常明显的差异.这说明半焦的活化能与煤种的性质有重要关系.这与傅维标等在文献[9]中提出的煤焦的活化能与煤种无关,只与化学因素有关是不相同的.这个现象表明,作为部分气化的残余物的半焦,与一般的煤焦的物理化学性质可能是不同的,为了利用半焦,需要研究半焦的化学动力学数据. 图7为不同温度下制得半焦的频率因子与制备温度的变化关系曲线,由图7可以看出,不同煤种制得的半焦的频率因子有很大差距.随制备温度的变化,同一图6 不同半焦的活化能(a )日照烟煤半焦的频率因子(b )京西无烟煤半焦的频率因子图7 频率因子随制备温度的变化曲线煤种制得的半焦的频率因子也有很大变化.同一煤种制得的半焦的频率因子的变化趋势是随着制备温度的升高逐渐下降.其原因为频率因子不仅仅与煤种有关,而且与半焦的燃烧状态、燃烧工况等因素有关. 图8为不同半焦燃烧反应的活化能和频率因子之间的关系.从图中可以看出,随着半焦燃烧反应活化能的增加,其对应的ln K 0则近似呈直线形式增加,这与Hashim oto [10]和Fu 2Zhang [11]等人观察到的燃烧反应的活化能和频率因子之间存在补偿效应的观点相似,也就是说,对实验数据处理得到的频率因子总是随着反应活化能的增加而增加.・091・燃 烧 科 学 与 技 术 第10卷第2期(a )日照烟煤(b )京西无烟煤图8 不同半焦活化能与频率因子间的关系变化曲线3 结 论 1)随着制备温度升高,从不同煤种制得的半焦挥发分含量迅速降低,而灰分和固定碳的含量略微上升;对半焦中各组分绝对含量(半焦中各组分质量除以煤样的质量)的分析表明,挥发分含量迅速下降,灰分含量基本保持不变,而固定碳含量呈略微下降趋势. 2)随着制备温度的升高,不同煤种制得的半焦中硫分含量均呈下降趋势,但日照烟煤的硫分大部分留在半焦中,而京西无烟煤的硫分大部分已经逸出. 3)不同煤种制得的半焦的活化能差别很大,而同一煤种制得的半焦的活化能随制备温度的改变很少变化,这说明半焦的活化能与煤种有很大关系. 4)不同煤种制得的半焦的频率因子差别很大,由同一煤种所制得的半焦的频率因子随着制备温度的升高而呈下降的趋势,频率因子不仅与煤种有关,而且与半焦的燃烧状态也有关.测量得到的频率因子总是随着反应活化能的增加而增大.参考文献:[1] 刘 鑫,沈胜强.半焦粒子团燃烧模型和计算分析[J ].燃烧科学与技术,1997,3(3):303—308.[2] 沈胜强,李素芬,石 英.半焦粒子着火与燃烧过程实验研究[J ].燃烧科学与技术,2000,6(1):66—69.[3] 朱廷钰,王 洋.三种催化剂对半焦燃烧特性的影响[J ].热能动力工程,2000,15(5):235—238.[4] 孙庆雷,李 文,李保庆.神木煤显微组分半焦燃烧特性[J ].化工学报,2002,53(1):92—95.[5] 熊源泉,郑守忠,章名耀.加压条件下半焦燃烧特性的试验研究[J ].锅炉技术,2001,32(11):12—15.[6] 余建立,肖兴国.用热分析法研究半焦气化动力学[J ].东北大学学报,1994,15(6):613—617.[7] 沈满珍.用气相色谱法研究煤与半焦的特性[J ].燃料化学学报,1987,15(2):143—149.[8] 陆霁 ,徐旭常.加福无烟煤粉燃烧动力学参数的测定[J ].工程热物理学报,1993,14(3):327—331.[9] 傅维标,张百立.煤焦燃烧反应动力学参数与煤种的通用关系[J ].燃烧科学与技术,1997,3(1):1—14.[10] Hashim oto K,M iura K,W atanbe T.K inetics of thermal regeneration of ac 2tivated carbon used in waste water treatment[J ].AIChE J ,1982,28(5):737—746.[11] 傅维标,张燕屏,韩洪樵,等.煤粒热解通用模型(Fu 2Zhang 模型)[J ].中国科学(A 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