气化焦的制备工艺、结构演变和反应性的内在关联
批准号:
U1510111
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
常丽萍
依托单位:
学科分类:
B0815.能源化工
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
林建英、郭波、王美君、贾挺豪、梁凤莉、李睿、朱生华、焦海丽
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中文摘要
针对山西焦化产业的现状,遵循煤炭高效综合利用原则,以低质炼焦煤为原料,基于制焦条件、煤结构演变和气化反应性关联的理论探讨,优化气化焦生产工艺、合理利用过剩的炼焦产能,研究工作紧密结合山西省省情,目标明确,理论和现实意义较强。从冶金焦和气化焦的差异性入手,分析探讨现有焦化工艺生产气化焦中可能存在的问题,提出具体的研究方案。依据不同配煤煤种的结构差异及不同条件下成焦结构演变的过程解析,揭示煤种特性和焦化条件对焦化产品的收率及组成的影响机制;分析煤焦“物理结构、化学结构和矿物质”间的相互作用机理,掌握“煤种特性—焦化条件—焦炭结构—气化反应性”四者间的本质关联;确定影响煤焦气化反应性的主要因素,量化指标参数,明确变量因子,以结构参数为自变量,气化反应速率为因变量,建立相对准确的反应性预测模型;以产品效益最大化为目的,对现有产能过剩的焦化工艺进行优化,为以焦化为源头的气化焦生产技术提供基础理论支撑。
英文摘要
Based on the situation of coking industry in Shanxi province, following the principle of efficiently comprehensive utilization of coal, the coking coal with poor quality will be used as feedstock for coal blending and coking. The production of coke for gasification can rationally utilize the excess capacity of coke production, which is the important measure for the promoting innovation of coking industry. The researches on the optimization of the preparation process of coke for gasification according to the inherent correlations among coking conditions, coal structure evolution and gasification reactivity present the clear goals and great theoretical and practical significance. In light of the differences of metallurgical coke and gasification coke, the probably critical problems for the production of gasification coke using the existing coking equipment must be projected. Therefore, it is put forward to reveal the mechanisms of coal characteristics and coking conditions influencing on the yields and compositions of coking products; understand the inter-relations among the physical structure, chemical structure and mineral composition of gasification coke; know well the inherent correlation among the characteristics of coal, coking conditions, coke structure and reactivity; optimize the existing process of coke production for the purpose of the maximization benefit. According to the main factors influencing the gasification reactivity determined through experimental researches, the prediction model of coke gasification reactivity is optimized. It is sure that this project will supply a strongly theoretical base for developing the production of gasification coke bases on the existing coking equipment.
基于山西焦化行业产能过剩和优质煤资源短缺现状,通过对制焦条件、煤结构演变和气化反应性的关联,进行了合理利用过剩焦化产能及低质炼焦煤资源的气化焦生产的优化工艺研究。主要是从冶金焦和气化焦的性能差异入手,依据不同配煤煤种的结构差异及不同条件下成焦结构演变的过程解析,对煤种特性和焦化条件与焦化产品的组成、结构和性质间的内在关联进行深入探讨。以26种不同特性的煤样为配煤炼焦用煤,通过高硫肥煤替代配合煤中低硫肥煤,揭示了配煤炼焦过程中煤种间相互作用对硫分变迁行为的影响机制,配合煤热解过程中的挥发份促进了含硫气体的释放,进而降低焦中硫含量;通过SPSS统计分析软件对焦中硫含量与煤中硫、挥发分及CaO和Fe2O3含量的多元线性回归,建立了焦中硫含量预测模型 。基于褐煤和烟煤的两段式固定床实验研究,得到了升温速率的降低、热解压力的增加使得焦比表面积和缺陷结构增大、石墨化程度降低,不利于焦的气化反应;基于三种低质炼焦煤为原料的炼焦终温及终温停留时间的影响,建立了气化焦的实验室制备条件及工业化制备气化焦的配煤方案,基于煤种特性、煤焦结构及煤焦反应性的内在关联,建立了气化焦反应性的预测模型 。考察配合煤中煤种间相互作用对配合煤黏结性的影响,得到了配合煤GR.I 的理论计算值大于或小于45时,热解过程中煤种间相互作用体现为对黏结指数增强或削弱的作用规律;通过考察不同配合焦的常压固定床水蒸气气化反应,揭示了煤种间相互作用对焦反应性及产品气组成的影响。制焦条件-煤种特性-配合煤热解过程硫的变迁-焦结构性质内在关联等是利用焦化行业过剩产能生产气化焦工艺中必须解决的关键问题,本项目研究取得的结果可为气化焦生产的中试及工业化提供理论指导,具有较为广泛的应用前景。项目实施过程中,已培养和在培养硕士研究生10名、博士研究生3名,申报国家发明专利3项,发表学术论文19篇(其中,SCI和EI收录12篇次)。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Changes of sulfur forms in coal after tetrachloroethylene extraction and theirs transformations during pyrolysis
煤中四氯乙烯萃取后硫形态的变化及热解过程中的转化
DOI:10.1016/j.fuel.2016.09.007
发表时间:2016-12
期刊:Fuel
影响因子:7.4
作者:Wang Meijun;Jia Tinghao;Wang Jiancheng;Hu Yongfeng;Liu Fenrong;Wang Hui;Chang Liping
通讯作者:Chang Liping
Contribution of single coal property to the changes of structure and reactivity of chars from blending coking
煤的单一性质对混合焦炭结构和反应活性变化的贡献
DOI:10.1016/j.jaap.2018.05.016
发表时间:2018-09-01
期刊:JOURNAL OF ANALYTICAL AND APPLIED PYROLYSIS
影响因子:6
作者:Jiao, Haili;Wang, Meijun;Chang, Liping
通讯作者:Chang, Liping
DOI:--
发表时间:2016
期刊:燃料化学学报
影响因子:--
作者:赵慧明;贾挺豪;王美君;鲍卫仁;常丽萍
通讯作者:常丽萍
DOI:--
发表时间:2018
期刊:化工进展
影响因子:--
作者:段小宝;申岩峰;孔娇;王美君;鲍卫仁;常丽萍
通讯作者:常丽萍
Effects of interactions among coals on the caking ability of blends during carbonization
煤间相互作用对混合料干馏过程中粘结能力的影响
DOI:10.1016/j.jaap.2018.12.019
发表时间:2019-03
期刊:Journal of Analytical and Applied Pyrolysis
影响因子:6
作者:Haili Jiao;Meijun Wang;Jiao Kong;Jiang Guo;Liping Chang
通讯作者:Liping Chang
基于煤分子空间结构演变的炼焦煤炭化成焦机制研究
- 批准号:22378291
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:常丽萍
- 依托单位:
高硫煤炼焦过程及焦炭多元化利用的关键科学问题研究
- 批准号:U1910201
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:259.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:常丽萍
- 依托单位:
基于硫赋存形态及其热变迁行为的高硫煤脱硫机理研究
- 批准号:U1261110
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:常丽萍
- 依托单位:
劣质煤热转化行为的过程解析及其有效和有害组分的协同调控
- 批准号:21176165
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:常丽萍
- 依托单位:
煤热解/气化中无机物对碳氢氧有效利用和硫氮定向转化的作用机理研究
- 批准号:20776092
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:常丽萍
- 依托单位:
影响煤气化过程中氮化物迁移主要因素的研究
- 批准号:20276046
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:18.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:常丽萍
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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