科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)80m研究報(bào)告煤焦氣化反應(yīng)對(duì)煤炭地下氣化的影響性研究②新星梁杰2沈芳(1.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院北京100085;2.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)化環(huán)學(xué)院北京100083)摘要:在煤炭地下氣化過程中,爆焦氣化反應(yīng)直影響著地下煤氣的衄咸和質(zhì)量,通過對(duì)地下氣化典型煤樣大雁褐煤,協(xié)莊嫻煤、昔陽無煙煤在熱天平裝置上進(jìn)行不閂熱解終溫、不同熱解氣氛的煤焦氣化反應(yīng)實(shí)驗(yàn),利用熱失重分祈法砑究了不同煤焦的氣化反應(yīng)特性。道過實(shí)瞼表明:不同煤質(zhì)、不同煤焦制備溫度、不同反應(yīng)氣氟對(duì)煤焦氣化反應(yīng)活性有著重要的影響關(guān)鍵詞:煤炭地下氣化媒焦氣化反應(yīng)中圖分類號(hào):TD82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)05(b)-0009-02煤炭地下氣化就是將處于地下的煤炭行了不同熱解終溫、不同熱解氣氛的煤焦氣化煤焦采用40目~80目的顆粒粒度。氣體流直接進(jìn)行有控制地燃燒,通過對(duì)煤的熱作用反應(yīng)實(shí)驗(yàn),利用熱失重分析法研究了不同煤焦速的比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在低流速范圍內(nèi)及化學(xué)作用產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過程。該過程集的氣化反應(yīng)特性,以期為地下氣化工藝操作參流速增加使在同一時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率提高,當(dāng)建井、采煤、地面氣化三大工藝為一體,把煤數(shù)的優(yōu)化和改進(jìn)提供必要的理論指導(dǎo)。達(dá)到一定流速后,流速對(duì)反應(yīng)速率的影響變的開采和轉(zhuǎn)化相結(jié)合,變傳統(tǒng)的物理采煤為的不顯著,說明已消除了外擴(kuò)散的影響化學(xué)采煤,省去了龐大的煤炭開采、運(yùn)輸、洗1實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)在常壓下進(jìn)行,二氧化碳的流量選選、氣化等工藝的設(shè)備,因而具有安全性好、1.1實(shí)驗(yàn)裝置與流程定40L/h,水蒸氣流量為240g/h,每次實(shí)驗(yàn)投資少、效益高、污染少等優(yōu)點(diǎn),深受世界各本實(shí)驗(yàn)所用的熱天平是由華東理工大煤焦量為0.5g左右,粒度為40目~80目。氣體國的重視,被譽(yù)為第二代采媒方法。學(xué)研制的,整體實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)由稱重單元、流速的比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在低流速范圍從目前我國地下氣化發(fā)展的現(xiàn)狀看,信號(hào)采集及處理單元、壓力調(diào)節(jié)和氣體流內(nèi),流速增加使在同一時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率提還存在著較為普遍的技術(shù)問題,如煤氣產(chǎn)量量控制單元,溫度控制單元,反應(yīng)器單元等高,當(dāng)達(dá)到一定流速后,流速對(duì)反應(yīng)速率的和質(zhì)量不穩(wěn)定,缺乏對(duì)地下氣化過程的有效五大部分組成影響變的不顯著,說明已消除了外擴(kuò)散檢測(cè)和控制手段等。煤炭地下氣化過程中,1.2內(nèi)外擴(kuò)散的消除影響。實(shí)驗(yàn)在常壓下進(jìn)行,二氧化碳的流煤的轉(zhuǎn)化要經(jīng)過干燥、熱解以及煤焦氣化媒焦粒度的比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)粒量選定40L/h,水蒸氣流量為240g/h,每次實(shí)個(gè)階段,其中煤焦氣化反應(yīng)直接關(guān)系著煤炭度大于40日時(shí),隨粒度的變小,反應(yīng)速率有驗(yàn)煤焦量為0.5g左右,粒度為40目-80目地下氣化產(chǎn)品煤氣的組成和質(zhì)量。定的提高,當(dāng)粒度小于80目時(shí),粒度的變1.3實(shí)驗(yàn)方法本文主要是對(duì)選取的正在進(jìn)行或者已經(jīng)化對(duì)反應(yīng)速率的影響不再顯著。這一結(jié)果用于實(shí)驗(yàn)的熱解半焦樣品預(yù)先放在恒進(jìn)行的煤炭地下氣化三種煤樣即大雁褐煤、昔說明:選擇40目~80目的粒度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)已溫105℃的干燥箱內(nèi),以排除樣品因吸附水陽無煙煤和協(xié)莊煙煤半焦在熱天平裝置上進(jìn)能排除固體顆粒內(nèi)擴(kuò)散的影響,故本實(shí)驗(yàn)分而引起的實(shí)驗(yàn)誤差。進(jìn)行熱天平實(shí)驗(yàn)時(shí),協(xié)莊100昔阻昔陽60時(shí)間/min時(shí)間/min1三種煤樣C2氣氛反應(yīng)性對(duì)比圖2三種煤樣H2O氣氛反應(yīng)性對(duì)比100100500℃800℃900℃500℃800℃20400時(shí)間/min時(shí)間/min圖3Co2氣氛煤焦制備溫度對(duì)反應(yīng)性的影響圖4H2O氣氛煤焦制備溫度對(duì)反應(yīng)性的影響中國煤化工①作者簡介:梁新星(1982-),男,江蘇寶應(yīng)人,博士研究生,2005年畢業(yè)于中國礦業(yè)大中國礦業(yè)大學(xué)(北京)化環(huán)學(xué)院,獲碩士學(xué)位,現(xiàn)為北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院博士研HCNMHG比工藝及礦物加工工程的研究工作②國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目:中俄科技合作專項(xiàng)(2009DFR60180)8萬磨新導(dǎo)報(bào) cience and I echnology Innovation Herasc0006科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)研究報(bào)告反應(yīng)器預(yù)先升溫至預(yù)定溫度,后稱取干燥樣性有密切關(guān)系的煤的比表面積孔隙率和所以要達(dá)到相同的碳轉(zhuǎn)化率煤焦-CO2系統(tǒng)品約0.5g裝入白金樣品吊籃中,將樣品吊籃孔結(jié)構(gòu)變化出現(xiàn)了兩頭高、中間低的“凹”比煤焦一HO系統(tǒng)反應(yīng)要多吸收43kJ/mo的熱懸掛在白金鏈條的底端,此時(shí)鏈條被步進(jìn)電形分布,這使煤焦反應(yīng)性隨煤階變化的規(guī)量因此在相同的反應(yīng)條件下,煤焦-CO反應(yīng)提升至高位處,重量傳感器不受力,通入保律更加復(fù)雜,其它影響因素如煤的巖相組速率要比煤焦-H2O反應(yīng)速率小護(hù)氣N2,封閉系統(tǒng)隨后打開反應(yīng)氣體闕,調(diào)成、煤中的礦物質(zhì)含量及組成的無規(guī)律性節(jié)到合適流量。在反應(yīng)氣體通入10min以后,也增加了這一問題的認(rèn)知難度。3結(jié)語對(duì)系統(tǒng)排出氣體進(jìn)行分析,確保檢測(cè)不到氧2.2煤焦制備溫度對(duì)煤焦反應(yīng)性的影響通過實(shí)驗(yàn),得到以下結(jié)論氣并且反應(yīng)器被反應(yīng)氣體完全置換后,啟動(dòng)圖3-4為協(xié)莊煤樣不同溫度制備煤焦(1)煤焦反應(yīng)活性一般隨煤變質(zhì)程度增機(jī)械控制系統(tǒng),將樣品吊籃放下至反應(yīng)器恒的CO2、H2O氣氛反應(yīng)性對(duì)比曲線。大雁和昔加而降低,實(shí)驗(yàn)也證明三種煤焦的反映活性溫區(qū),實(shí)驗(yàn)開始,樣品失重變化由傳感器送陽煤樣得到了同樣的結(jié)論(如圖3圖4)順序?yàn)?大雁褐煤焦>協(xié)莊煙煤焦>昔陽無煙數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,樣品吊籃從圖3-4中可以看出,隨著煤焦制備熱煤焦。因此,大雁褐煤最適宜煤炭地下氣化重量逐步下降,當(dāng)樣品吊籃重量恒重時(shí),認(rèn)解溫度的提高,半焦的氣化反應(yīng)性下降這(2)隨煤焦制備溫度提高,煤焦的氣化為反應(yīng)結(jié)束,停止實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)停止后,提起樣是因?yàn)?熱解溫度提高使煤焦的比表面和反應(yīng)活性降低。氣化溫度提高,煤焦的氣化品吊籃,通N2對(duì)系統(tǒng)內(nèi)殘留反應(yīng)氣進(jìn)行置孔結(jié)構(gòu),以及內(nèi)部石墨微晶子的晶格結(jié)構(gòu)反應(yīng)活性增加所以,在煤炭地下氣化過程換,打開法蘭蓋,取出樣品吊籃稱重,并記錄特征發(fā)生了重大的變化,這一變化的影響中,干餾區(qū)的溫度不能太高,而氣化還原區(qū)籃中殘留樣品重量,經(jīng)數(shù)據(jù)處理可求出樣品結(jié)果是導(dǎo)致了煤焦反應(yīng)活性降低。另外,熱則要保持高溫重量及氣體產(chǎn)率隨時(shí)間的變化曲線解溫度低的煤焦揮發(fā)分含量高于熱解溫度(3)H2O氣化氣氛下煤焦反應(yīng)活性高于CO2高的煤焦,在1000℃高溫與水蒸氣或CO2反氣氛下煤焦反應(yīng)活性。所以煤炭地下氣化的2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論應(yīng)時(shí),殘留的揮發(fā)分首先要進(jìn)一步脫除掉,適宜氣化方式為氧氣一水蒸氣連續(xù)氣化。2.1煤質(zhì)對(duì)煤焦反應(yīng)性的影響然后發(fā)生殘?zhí)嫉臍饣磻?yīng),因此實(shí)驗(yàn)一開圖1-2分別為3種煤焦CO2HQO反應(yīng)性始重量減少得很快表現(xiàn)出來總體的反應(yīng)參考文獻(xiàn)對(duì)比曲線,煤焦為900℃、N2氣氛條件下制速度要比熱解溫度高的煤焦反應(yīng)速度快。Ⅲ]李耀娟,田玉璋,于在平煤炭地下氣化備的,氣化反應(yīng)溫度為1050℃2.3反應(yīng)氣氛對(duì)煤焦反應(yīng)性的影響[M].東北工學(xué)院,22-25由圖1-2明顯看出,大雁煤的反應(yīng)活性大雁煤焦100℃下CO2HO氣氛反應(yīng)性對(duì)[2]杜鋒,梁杰煤炭地下氣化技術(shù)[]陜西要遠(yuǎn)高于協(xié)莊和昔陽煤,而昔陽煤焦的反比曲線,煤焦為900℃、N2氣氛半焦協(xié)莊和昔煤炭,2003應(yīng)活性最差。(如圖1圖2)陽煤焦經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明其結(jié)論也與大雁煤焦相[3]梁杰,煤炭地下氣化過程穩(wěn)定性及控制煤質(zhì)對(duì)煤焦反應(yīng)性的影響因素是非常同。從中可以看出煤焦HO系統(tǒng)反應(yīng)速率要技術(shù)[M]中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2002復(fù)雜的,隨煤變質(zhì)程度增高,煤內(nèi)部碳基質(zhì)大于煤焦-CO2反應(yīng)系統(tǒng)。這與碳與水蒸氣及有序度增加,碳微晶尺寸增大,煤焦表面的碳與二氧化碳反應(yīng)方程式的活化能大小或反活性位數(shù)減少,因而煤焦的反應(yīng)性下降,另應(yīng)焓大小有關(guān),碳與水蒸氣和碳與二氧化碳一方面,隨煤變質(zhì)程度增高,與煤焦的反應(yīng)反應(yīng)的活化能分別為ll!kJ/mol、162kJ/mol,上接7頁)表3改進(jìn)措施(滑石瓷密封團(tuán)來料方面)原因分析解決措施完成日期狀態(tài)1滑石瓷密封圈包裝來料不密封sQE投訴滑石瓷密封圈供應(yīng)商2009.3.15要求供應(yīng)商來料時(shí)確保密封包裝2滑石瓷密封圈密度測(cè)量偏下公差聯(lián)系供應(yīng)商確保密封圈密度在Spc名義值2009.3.153滑石瓷密封圈有效使用期是8周,但是由于物流運(yùn)輸?shù)膯栴},來料時(shí)往柱采購溫濕度控制箱在生產(chǎn)前將滑石瓷密封圈存儲(chǔ)200.5.15f已經(jīng)過了3到4周的有效期,有效使用期限短4滑石瓷密封圈需要在特定的濕度溫度條件下存放與返工在溫濕度控制箱中保存與返工5滑石瓷密封圈來料不良及時(shí)更換新的滑石瓷密封圈09.3.1責(zé)任人和日期已經(jīng)確定原因已經(jīng)調(diào)査清楚,行動(dòng)措施已經(jīng)確定措施完成表4改進(jìn)措施(最終壓裝設(shè)備方面)原因分析解決措施完成日期狀態(tài)1壓縮空氣供給不穩(wěn)定,TC壓縮機(jī)故障聯(lián)系TC部門及時(shí)維修壓縮機(jī)2009.3.20購買數(shù)字式空氣監(jiān)控儀表,監(jiān)控空氣壓力波動(dòng),一旦出現(xiàn)超差現(xiàn)象及時(shí)通知TC2009.5.62終壓設(shè)備壓頭被磨損,導(dǎo)致測(cè)量系統(tǒng)不準(zhǔn)定義在線終壓壓頭更換頻次,及時(shí)更換在線壓頭2009.2.283在線與離線壓距測(cè)量數(shù)據(jù)存在差異委托第三方精測(cè)室測(cè)量離線測(cè)試夾具壓頭不能保證正確測(cè)量點(diǎn)聯(lián)系供應(yīng)商重新按最新圖紙制作壓頭,確保正確測(cè)量點(diǎn)責(zé)任人和日期已經(jīng)確定原因已經(jīng)調(diào)查清楚,行動(dòng)措施已經(jīng)確定與措施完成開展了六西格瑪質(zhì)量改善項(xiàng)日,本文對(duì)這制定不大于0.37%的目標(biāo),說明這一項(xiàng)目是中國人民大學(xué)出版社,2004(2)項(xiàng)目的流程進(jìn)行了硏究。通過六西格瑪成功的,其中的經(jīng)驗(yàn)值得提煉并進(jìn)的 DAMIC質(zhì)量改進(jìn)五步驟,按照提出問其他六西格瑪項(xiàng)目中進(jìn)行推廣,有很中國煤化工計(jì)實(shí)戰(zhàn),廣東:廣東題、分析問題、解決問題的思路對(duì)整個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用價(jià)值CNMHG中國企業(yè)的實(shí)施.北的流程進(jìn)行了介紹和論述。這一六西格瑪北京大學(xué)出版社,2003(9)項(xiàng)目最終取得了明顯的效果,將生產(chǎn)線的參考文獻(xiàn)4]薛寧,淺論六西格瑪在項(xiàng)目管理中的應(yīng)報(bào)廢率降到了0.3%,超越了項(xiàng)目最初最初[1]喬治·?？怂?持久的六西格瑪.北京用.中國三峽建設(shè),2004科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) Science and Technolo gy Innovation Herald9