木材剩余物热解实验与动力学研究

利用热重分析技术对东北常见木材剩余物在高纯N2条件下的热解过程进行分析,研究不同粒径和升温速率对热解过程的影响。应用Coats-Redfern积分法对木材剩余物的热解过程进行动力学分析,采用y(α)-α主曲线法选择最概然的动力学机理函数,建立热解模型,同时计算相应的活化能和指前因子。结果表明,木材剩余物的热解动力学反应符合一级反应动力学模型。随着升温速率的增加,试样的热解曲线向高温侧偏移,失重速率曲线的峰值升高,峰幅变窄,呈尖高状。在20目和80目范围内,粒径对木材剩余物热解影响很小。     

秸秆类生物质热解的热重-红外联用分析

在氮气气氛下,利用热重-红外联用技术对来自上海市金山区的两种秸秆类生物质(水稻秸秆和芦苇秸秆)热解过程中的失重特性和气体产物释放特性进行了实时在线分析。结果表明,升温速率的增加会产生一定程度的热滞后现象,热裂解过程向高温侧移动;采用积分法对两种秸秆的热解过程进行了动力学分析,得到秸秆类生物质的热解动力学参数,水稻和芦苇秸秆的热解反应是一级反应;两种秸秆的热解产物主要为H2O、CO2、CO、CH4;水稻秸秆热解的DTG曲线及CO2的析出峰为单峰,而芦苇秸秆热解的DTG曲线及CO2的析出峰为双峰;气体析出规律的差异与秸秆中纤维素和半纤维素的比例有关。     

高温高压蒸汽热解模拟实验系统设计

结合油页岩注蒸汽原位开采技术,设计了一套高温高压蒸汽热解模拟实验系统,建立了高温高压蒸汽热解模拟实验装置与方法,实现了高温高压蒸汽条件下的油页岩热解特性研究,也可作为其他物质热解特性研究的重要辅助手段。该套系统有利于开拓学生的学科交叉研究视野,激发学生的创新热情,培养学生分析和解决实际工程问题的能力。     

煤液化过程热解动力学特性的研究

煤的热重实验数据动力学分析表明，煤热解反应由在三个一级反应构成，即两个热分解反应和一个热缩聚反应。以log[-log(1-a)]=log(AE/Rφ）－0.054E/T-2.884作动力学模型，计算出煤的热解特性参数，热解各阶段的表观活化能Ea，反应速率常数K，指前因子A，以及最大失重率F，最大反应速率Rm%和反应活性参数Ra,作为表征煤热解反应活性的指标，Ra越大或Rm越大，则煤的反应活性越好。由TG和DTG曲线定义Tb和Tf两个温度可以初步确定煤液化反应温度区间为：杨村煤390－480℃、神木煤425－525℃。     

糠醛渣热解特性分析

糠醛渣是生物质废弃物中的一种．它是由农副产品经水解得到的一种化工原料糠醛(又名呋喃甲醛)后的废产品．本采用Pyris 1TGA热重分析仪对糠醛渣的热解特性进行了试验研究，获得了糠醛渣热解的一般规律．建立了糠醛渣热解的动力学模型，为进一步研究糠醛渣的燃烧与气化特性打下了重要的基础．     

废纸流化床热解特性试验研究

在自行设计的流化床实验台上进行废纸热解实验研究.当热解温度从400℃升高到700℃时,固体残渣产率从36%降低到18%,而热解油、热解气产率分别从19%增加到30%和9%增加到42%.实验的质量平衡达到80%～95%.各温度下,液体产物特性相似,热值都为10 MJ/kg左右,说明在此温度范围内,热解反应机理相似.当反应温度从500℃提高到600℃以上时,热解气产量几乎提高一倍,其中CO2与CO产量分别从大约70L/kg提高到230L/kg和50L/kg提高到l06L/kg;而温度从600℃提高到700℃时,热解气产量仅提高5%.研究表明,热解油的二次裂解会影响热解气产量.     

两种我国常见生物质的热解特性研究

联用动态热重分析(TG)和微商热重分析(DTG)研究米糠和木屑的热解特性,结果表明:米糠试样和木屑试样的热解发生在200℃~500℃之间,分两步进行.通过分析对比米糠和木屑的热解特征曲线得出,米糠试样相对于木屑试样具有较高的难挥发组分含量和较低的热稳定性.     

过渡金属氧化物对PVC木塑复合材料热解过程影响的动力学分析

采用热重分析法对PVC木塑复合材料样品的热解行为舜口动力学规律进行了分析,得到了过渡金属氧化物CuO、La2O3和TiO2对样品热解过程影响的规律．研究结果表明：PVC木塑复合材料样品的热解过程分为两个阶段。加入CuO提高了样品热解过程第一阶段的质量损失,同时降低了第二阶段的热解速率,明显提高成炭量;La2O3和TiO2的加入均降低了样品热解过程两个阶段的质量损失速率,与CuO相比,稳定碳骨架的能力不如CuO;几种氧化物能均能不同程度的降低样品各阶段的表现活化能,在热解两个阶段表观活化能变化规律与质量损失速率变化规律一致。     

微波馈口形式对微波热解升温特性的影响

以PTA氧化残渣为热解对象,在实验室自制微波热解设备的基础上,研究微波馈口形式对微波热解升温特性的影响.通过对比分析4种馈口形式的微波热解温度变化规律,发现当四馈口E-H分布时,物料升温速率快,反应充分,热解终温高,固态产物产率低,且在相同热解终温下总能耗更低.该结论可为微波热解的工业化应用提供参考.     

关于过渡金属氧化物对PVC木塑复合材料热解过程影响的动力学分析

采用热重分析法对PVC木塑复合材料样品的热解行为和动力学规律进行了分析,得到了过渡金属氧化物CuO、La2O3和TiO2对样品热解过程影响的规律.研究结果表明:PVC木塑复合材料样品的热解过程分为两个阶段.加入CuO提高了样品热解过程第一阶段的质量损失,同时降低了第二阶段的热解速率,明显提高成炭量;La2O3和TiO2 的加入均降低了样品热解过程两个阶段的质量损失速率,与CuO相比,稳定碳骨架的能力不如CuO;几种氧化物能均能不同程度的降低样品各阶段的表观活化能,在热解两个阶段表观活化能变化规律与质量损失速率变化规律一致.     

煤显微组分对生烃能力的影响研究

煤是我国重要的能源,在开采过程中如果能充分利用煤演化过程中产生储存在煤层中的烃类,则可以很好地解决瓦斯问题,同时能增加天然气资源。影响煤生烃的因素众多,煤的显微组分对生烃能力的影响是最重要的因素之一。在全面分析国内外相关文献的基础上,提出了在测试煤的各显微组分在煤中所占的相应比例的基础上,对各显微组分进行分离富集分别进行热解反应,结合各显微组分的化学结构对生烃难易的影响,进而评估煤生烃潜力的方法是未来研究的方向。     

基于工作过程的《煤化学》课程主体内容组织探索

《煤化学》课程是煤炭深加工专业的一门专业基础课,按照高职教育人才培养目标和职业性原则的要求,根据焦化厂涉及《煤化学》课程的煤的化验、接受、配煤、装煤和热解(炼焦)等工作过程,煤化学课程内容可组织为煤的基本知识、煤的工业性质分析、煤的工艺性质分析、煤质综合评价和煤的综合利用5个模块,同时安排两次现场实习.这样依据工作过程组织的“5+2”主体课程内容,针对性强,重点明确,教师讲课有的放矢,学生学以致用,体现了“学生校内学习与实际工作的一致性”.     

Pyrolysis model of single biomass pellet in downdraft gasifier

By coupling the heat transfer equation with semi-global chemical reaction kinetic equations, a onedimensional, unsteady mathematical model is developed to describe the pyrolysis of single biomass pellet in the pyrolysis zone of downdraft gasifier. The simulation results in inert atmosphere and pyrolysis zone agree well with the published experimental results. The pyrolysis of biomass pellets in pyrolysis zone is investigated, and the results show that the estimated convective heat transfer coefficient and emissivity coefficient are suitable. The mean pyrolysis time is 15.22%, shorter than that in inert atmosphere, and the pellet pyrolysis process in pyrolysis zone belongs to fast pyrolysis. Among the pyrolysis products, tar yield is the most, gas the second, and char the least. During pyrolysis, the temperature change near the center is contrary to that near the surface. Pyrolysis gradually moves inwards layer by layer. With the increase of pyrolysis temperature and pellet diameter, the total pyrolysis time, tar yield, char yield and gas yield change in different ways. The height of pyrolysis zone is calculated to be 1.51—3.51 times of the characteristic pellet diameter.     

聚丙烯催化裂解的动力学方法研究

使用粉煤灰作为催化剂,对聚丙烯进行热解处理,并用程序升温的热重法(TG)和恒温法两种模型方法对热解反应进行研究。结果表明,这两种方法都适用于聚丙烯的催化降解,且粉煤灰含量为2%时,恒温模型计算得到的反应活化能为196kJ/mol,TG模型计算的结果是233kJ/mol(反应级数为1)。从两种模型计算的计算结果与实验结果的拟合情况来看,恒温法得到的结果与实验结果更加吻合。     

Performance of PAHs emission from bituminous coal combustion

Carcinogenic and mutagenic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) generated in coal combustion have caused great environmental health concern. Seventeen PAHs (16 high priority PAHs recommended by USEPA plus Benzo[e]pyrene) present in five raw bituminous coals and released during bituminous coal combustion were studied. The effects of combustion temperature, gas atmosphere, and chlorine content of raw coal on PAHs formation were investigated. Two additives (copper and cupric oxide) were added when the coal was burned. The results indicated that significant quantities of PAHs were produced from incomplete combustion of coal pyrolysis products at high temperature, and that temperature is an important causative factor of PAHs formation. PAHs concentrations decrease with the increase of chlorine content in oxygen or in nitrogen atmosphere. Copper and cupric oxide additives can promote PAHs formation (especially the multi-ring PAHs) during coal combustion.     

Performance of PAHs emission from bituminous coal combustion

Carcinogenic and mutagenic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) generated in coal combustion have caused great environmental health concern. Seventeen PAHs (16 high priority PAHs recommended by USEPA plus Benzo[e]pyrene) present in five raw bituminous coals and released during bituminous coal combustion were studied. The effects of combustion temperature, gas atmosphere, and chlorine content of raw coal on PAHs formation were investigated. Two additives (copper and cupric oxide) were added when the coal was burned. The results indicated that significant quantities of PAHs were produced from incomplete combustion of coal pyrolysis products at high temperature, and that temperature is an important causative factor of PAHs formation. PAHs concentrations decrease with the increase of chlorine content in oxygen or in nitrogen atmosphere. Copper and cupric oxide additives can promote PAHs formation (especially the multi-ring PAHs) during coal combustion.     

丁集首采面采空区遗煤自燃动态数值模拟

通过对影响煤炭自燃因素的分析,建立了采空区内遗煤自燃过程数学模型,可随时预测不同漏风强度和不同推进速度条件下,采空区遗煤自然发火的危险性,对丁集煤矿1262（1）首采面采空区遗煤自燃过程中,氧化时间、工作面推进速度对煤温的影响进行了计算机模拟,成功预报了在回采过程中采空区遗煤不自燃,确保了该工作面安全回采。     

“煤地质学”课程教研团队的优化建设

教研团队的优化建设是学科教学质量提高的前提和保证。在＂煤地质学＂课程教研团队建设过程中,实现了团队学缘结构的多样化、年龄结构梯队化、教学任务合理化,青年教师培养成为团队建设的重点内容,并获得了煤地质领域多项国家级、部省级教学与研究成果。     

Comparative study on the pyrolysis behaviors of corn stalk and pine sawdust using TG-MS

The pyrolysis behaviors of corn stalk（CS） and pine sawdust（PS） were investigated with thermogravimetry-mass spectroscopy（TG-MS）.The peak temperature of PS was higher and the main decomposition region shifted to higher temperature compared with CS,which implied that the hemicellulose and cellulose of PS were more thermally stable than those of CS.However,the hemicellulose and cellulose of PS were more easily decomposed into gaseous products than those of CS during pyrolysis.The pyrolysis process of biomass can be described by a two-step independent first-order kinetic model.This fundamental study provides a basic insight into the biomass pyrolysis,which is beneficial for understanding the pyrolysis mechanism of biomass and developing an advanced thermal process for effective utilization of biomass.     

从传统到现代:中国采煤方法与技术的演进

中国是世界上发现、开采和利用煤炭最早的国家之一,目前是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭在中国能源结构中约占70%;煤炭工业在中国是国民经济的基础产业。中国煤炭工业发展过程中,采煤方法和技术是煤矿生产能力的中心环节和决定性因素。在煤炭生产的主要环节中,采煤技术起着重要作用,决定着矿井的生产技术面貌,堪称"煤矿生产的心脏"。从传统时代到现代,中国的采煤方法和技术大体经历了手工开采、放炮开采、机器开采三个大的发展阶段。每个阶段,不同地质条件的煤矿又因地制宜采用各具特色的采煤技术与方法。采煤技术和方法的不断演进及采煤设备的不断更新,推动了整个煤炭工业生产技术水平的发展,促进了煤炭产量的不断增长,在我国国民经济中的地位和作用日显重要。