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热解压力及气氛对神府煤焦气化反应活性的影响

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燃料化学学报 2005年第5期33卷 530-533页

作者：范晓雷张薇周志杰王辅臣于遵宏华东理工大学洁净煤技术研究所上海200237

利用加压热重分析仪研究了热解压力和气氛对神府煤焦CO2气化反应活性的影响。实验表明,在氮气中,加压热解导致焦油发生再沉积和再聚合反应,即焦油的二次反应,在煤焦颗粒表面上形成二次反应产物层,其活性很差,覆盖煤焦微孔的开孔,影响煤... 详细信息

利用加压热重分析仪研究了热解压力和气氛对神府煤焦CO2气化反应活性的影响。实验表明,在氮气中,加压热解导致焦油发生再沉积和再聚合反应,即焦油的二次反应,在煤焦颗粒表面上形成二次反应产物层,其活性很差,覆盖煤焦微孔的开孔,影响煤焦的初期气化反应性。氢气中热解,氢气与煤焦中的碳发生加氢气化反应,生成甲烷和其他碳氢化合物,在煤焦颗粒上产生活性位,对煤焦起到活化作用,高压加氢热解有利于加氢气化反应和提高产物煤焦的气化反应活性。加氢气化反应可以在一定程度上消除焦油二次反应的负面影响,并活化煤焦。

关键词：加压热解气化反应活性焦油二次反应加氢气化

热解过程中煤焦微晶结构变化及其对煤焦气化反应活性的影响

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燃料化学学报 2006年第4期34卷 395-398页

作者：范晓雷杨帆张薇周志杰王辅臣于遵宏华东理工大学洁净煤技术研究所上海200237

利用XRD技术考察了热解温度及升温速率对煤焦微晶结构的影响；使用Shi等的方法计算了煤焦微晶结构参数，获取了950℃～1400℃气化炉下煤焦微晶结构的特征及变化规律；结合热重分析得到了热解温度相关参数影响煤焦气化活性的机理。研究... 详细信息

利用XRD技术考察了热解温度及升温速率对煤焦微晶结构的影响；使用Shi等的方法计算了煤焦微晶结构参数，获取了950℃～1400℃气化炉下煤焦微晶结构的特征及变化规律；结合热重分析得到了热解温度相关参数影响煤焦气化活性的机理。研究表明，热解温度升高，堆垛高度（Lc）明显增大而微晶尺寸（La）变化不大，说明煤焦基本品格单元主要是进行纵向的接合缩聚，而晶格并没进行明显的内部生长，煤焦的微晶结构随热解温度的提高向有序化发展，但没达到石墨化的程度；慢速热解煤焦的气化反应活性明显低于相同温度下快速热解煤焦，慢速热解中，由于煤焦在高温下停留时间较长，而使煤焦微晶进行结构重整而变得更加有序，芳香单元失去边缘活性位，煤焦气化活性降低。

关键词：热解 XRD 煤焦微晶结构气化反应活性

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高硫石油焦与煤混配的气化反应活性研究

化学工程 2018年第5期46卷 64-68页

作者：丁家海邹晓鹏郭晓镭陈雪莉中国石化扬子石油化工有限公司化工厂江苏南京210048 华东理工大学中国石化-华东理工大学气化技术研究中心上海市煤气化工程技术研究中心上海200237

为清洁高效利用炼厂高硫石油焦,开展了石油焦及其与煤混配后的气化反应活性评价与调控研究。在气化温度1 300℃条件下,开展了高硫石油焦、神华煤和贵州煤3种原料及其混配条件下的气化反应活性比较与评价研究。结果表明:随着石油焦的粒... 详细信息

为清洁高效利用炼厂高硫石油焦,开展了石油焦及其与煤混配后的气化反应活性评价与调控研究。在气化温度1 300℃条件下,开展了高硫石油焦、神华煤和贵州煤3种原料及其混配条件下的气化反应活性比较与评价研究。结果表明:随着石油焦的粒度降低,其相对反应指数逐渐增加,气化反应活性相应增强。在此基础上,针对添加量质量分数20%石油焦的气化原料混配需要,系统比较了不同神华-贵州混配比例以及添加石油焦后的气化活性特征参数。基于已有的SE-东方炉粉煤气化工业运行数据,提出了贵州煤、神华煤和石油焦的混配比例优化方案,为石油焦与煤的混配原料气化反应活性优化、实现高硫石油焦的清洁高效气化提供了有益的参考借鉴。

关键词：高硫石油焦气化反应活性 SE-东方炉

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煤(焦)气化反应活性评价研究进展

煤炭转化 2013年第4期36卷 84-89页

作者：黄于益何璐解强中国矿业大学化学与环境工程学院北京高级经济师100083

气化反应活性是各种气化技术选择原料时都要考虑的性质指标,其测定和表征对煤炭资源的合理利用、气化技术的选择以及生产工艺的优化具有指导性意义.详细介绍了目前测定、表征煤(焦)气化反应活性的方法,分析、比较了各种表征方法和指标... 详细信息

气化反应活性是各种气化技术选择原料时都要考虑的性质指标,其测定和表征对煤炭资源的合理利用、气化技术的选择以及生产工艺的优化具有指导性意义.详细介绍了目前测定、表征煤(焦)气化反应活性的方法,分析、比较了各种表征方法和指标的优缺点和适用范围,结合煤气化技术的现状和发展趋势,提出了进一步完善煤(焦)气化活性评价方法的途径.

关键词：气化反应活性热重分析表征

CO2与H2O对煤炭急速气化反应活性的影响分析

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煤矿安全 2020年第8期51卷 1-6页

作者：王倩倩李治刚郭红光王明远佐佐木久郎太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024 辽宁工程技术大学辽宁阜新123000 九州大学日本福冈819-0395

为探讨煤气化反应过程中合成气CO和碳氢化合物(HCs)的产量,以及水对煤气化反应活性的影响,应用自制的CO2激光束以200℃/s的急速加热系统在CO2富集环境中(O2浓度≤10%),通过改变实验的升温速率、氧气浓度及煤样润湿度等条件,进行了煤的... 详细信息

为探讨煤气化反应过程中合成气CO和碳氢化合物(HCs)的产量,以及水对煤气化反应活性的影响,应用自制的CO2激光束以200℃/s的急速加热系统在CO2富集环境中(O2浓度≤10%),通过改变实验的升温速率、氧气浓度及煤样润湿度等条件,进行了煤的气化与燃烧特性实验。实验结果表明:在煤的气化与燃烧过程中,随着加热温度的升高,煤样的质量损失与合成气的产量不断增加,且煤样的质量损失与转化气体环境之间的关系为Air>富CO2>富N2;在富CO2气体环境中,随着加热温度的升高,O2浓度5%环境的CO气体和HCs气体的产量相对较大;此外发现CO气体生成量相对降低,而HCs生成量相对增加,这一结果表明煤在CO2富集气体环境的气化燃烧过程中,CO气体的生成主要依赖于O2浓度,而HCs的生成则主要依赖于H2O。

关键词：气化燃烧 CO2富集环境急速加热合成气气化反应活性

煤转化固体产物的气化反应活性及电化学性能研究

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煤转化固体产物的气化反应活性及电化学性能研究

作者：黄宇宸华东理工大学

学位级别：硕士

煤液化、气化等转化过程会产生大量的固体产物,这些固体产物中含有大量的矿物质和部分未燃碳,具备一定的回收利用价值。研究固体产物清洁高效的回收利用方式,对节约资源、提高煤转化过程效率以及减少环境具有重要意义。本文针对煤转化... 详细信息

煤液化、气化等转化过程会产生大量的固体产物,这些固体产物中含有大量的矿物质和部分未燃碳,具备一定的回收利用价值。研究固体产物清洁高效的回收利用方式,对节约资源、提高煤转化过程效率以及减少环境具有重要意义。本文针对煤转化固体产物,通过实验的方式研究了固体产物的理化特性与气化反应活性,考察了煤液化固体产物回收气化利用的适用性。此外,还以煤气化灰渣等含碳原料为碳源制备多孔碳材料,并将其作为电催化剂应用于电化学领域,拓展了煤转化固体产物的清洁利用方式。（1）对哈密煤液化固体产物的气化反应活性研究表明:煤液化固体产物的气化反应活性受到孔隙结构、碳结构以及气化温度的影响。当气化温度为1300℃,从反应活性的角度,液化固体产物可作为气流床气化的原料。实验用的哈密原煤和液化固体产物共气化的最佳比例为2:1。活化能的结果表明,高温下共气化过程主要受孔隙扩散的影响。此外,共气化过程中,煤焦与液化固体产物之间存在协同作用,有利于气化反应。（2）对铁基催化剂在气化反应过程中影响的研究表明:湿法负载铁基催化剂的效果优于干法负载。添加铁基催化剂可以改善煤焦的理化结构,有利于气化反应的进行。不同气化温度下,铁基催化剂均表现出一定的催化效果,且随负载量增加,气化反应活性也越高。但随着气化反应温度升高,催化效果总体呈现减弱的趋势。（3）对煤气化细渣制备的多孔碳作为电催化剂的研究表明:直接酸蚀与氨气活化可以帮助气化细渣获得发达的孔隙结构和丰富的氮含量。在碱性介质中,采用氢氟酸处理过后的多孔碳（FS-HF）表现出了较好的氧还原反应电催化性能。将FS-HF进一步用作锌-空气电池的空气阴极,表现出较高的功率密度、优异的充放电稳定性和较大的比容量。这些结果表明气化细渣等煤转化固体产物具有一定的潜力可用作能量转换和存储的高品质电催化剂和电极。

关键词：煤液化固体产物气化反应活性气化细渣电化学性能

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煤热解半焦气化反应活性和燃烧特性研究

煤热解半焦气化反应活性和燃烧特性研究

作者：冯钰大连理工大学

学位级别：硕士

我国是世界主要的煤炭资源消费国之一,目前煤炭资源主要用于直接燃烧,这种单一的利用方式不仅导致煤炭资源利用率低,也引发了诸多环境污染问题。根据煤在不同阶段的反应特性对其进行分级转化利用、发展洁净煤技术,对我国资源可持续发展... 详细信息

我国是世界主要的煤炭资源消费国之一,目前煤炭资源主要用于直接燃烧,这种单一的利用方式不仅导致煤炭资源利用率低,也引发了诸多环境污染问题。根据煤在不同阶段的反应特性对其进行分级转化利用、发展洁净煤技术,对我国资源可持续发展和环境保护具有重要意义。煤热解过程可以生产具有高利用价值的煤气、煤焦油以及大量半焦,是实现煤质分级利用的有效途径。本论文结合课题组开发的甲烷二氧化碳重整与煤热解耦合过程,重点考察了热解半焦的气化反应活性及燃烧特性。本文在固定床反应装置中对不连沟次烟煤进行热解制得不同半焦,并在热重分析仪上对半焦的气化反应性和燃烧反应特性进行研究。通过探讨和分析不同热解条件(热解温度、停留时间和热解气氛)、煤中矿物质和气化温度等因素对半焦气化过程影响发现,热解条件对半焦的气化反应活性有重要影响。在450-750℃范围内,较低热解温度下所制半焦具有更高的气化反应活性;半焦的气化反应活性随停留时间延长而降低;与热解温度和停留时间相比,热解气氛对半焦气化反应活性影响相对较弱,加氢热解和煤热解与甲烷二氧化碳重整耦合过程所制半焦的气化反应活性略高于氮气气氛热解半焦的气化反应活性。通过对不连沟煤脱灰预处理,考察灰分中矿物质对半焦气化反应活性的影响。研究发现：原煤热解半焦的气化反应活性高于脱灰煤热解半焦。究其原因,煤中矿物质所含的碱金属和碱土金属对半焦的气化反应有催化作用,可有效提高半焦的气化反应活性。在800-900℃温度范围内,半焦的气化反应活性随气化温度的升高而显著增大。采用非等温热重分析法研究了热解条件(热解温度、停留时间和热解气氛)以及燃烧升温速率对半焦燃烧行为的影响,并利用Coats-Redfern积分法对半焦燃烧过程的主要反应区进行了动力学计算。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,加氢热解和甲烷二氧化碳重整与煤热解耦合过程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 CO2气化气化反应活性燃烧反应特性甲烷二氧化碳重整与煤热解耦合