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《洁净煤技术》2019年度优秀论文

来源：洁净煤技术

2020年，在编委、中青年专家和审稿专家的悉心指导下，在作者和读者的大力支持下，《洁净煤技术》编辑部实现了来稿数量、质量双提升，专家群、作者群、读者群不断壮大，行业影响力进一步提高。

根据中国知网数据，综合考虑定量和定性评价标准，编辑部臻选2019年度优秀论文共20篇。

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  • 煤中低温热解挥发分和硫脱除研究进展

    作者(Author)： 杨凤玲, 任磊, 贾阳杰, 吴海滨, 狄子琛, 程芳琴

    摘要：针对目前我国民用燃煤煤质较差，污染物无法集中处理，污染环境等问题，基于煤热解原理和硫的赋存形态，分析了气氛、添加剂、升温速率对煤热解过程的影响，论述了国内外目前较为成熟的粉煤干馏工艺，分析了粉煤干馏和块煤干馏的优缺点，提出了粉煤成型热解的工艺思路。重点介绍了目前山西大学和山西领君重工集团联合开发的无烟碳化型煤热解工艺路线，提出了一种洁净煤清洁燃烧多联产工艺系统。粉煤干馏工艺都以粉煤和粒煤为原料，易造成粉尘沉积和堵塞，无法高效分离。块煤可提高焦与油的分离效率，但非胶黏性煤热解过程中会粉化，效率不高。以半焦为热载体会降低半焦利用效率，产生大量焦粉，焦粉民用燃烧需成型，且难以黏结成型，鉴于此，提出了配煤成型热解的思路。热解后半焦粉末经成型可提高油、气产率，强度较好，与焦油高效分离，其产品可根据工艺控制挥发分供民用。煤成型热解联产无烟碳化型煤工艺生产的型煤整体利用率高，产生的污染物提取可制成高附加值副产品，有效控制粉尘污染，提高煤炭的品质和价值。无烟型碳挥发分和发热量高于无烟煤，强度高，用于民用燃烧完全符合国家标准。洁净煤清洁燃烧多联产工艺将循环流化床发电、洁净煤生产和粉煤灰陶粒制作有机结合，可有效利用电厂预热作为热源，并将干馏型煤生产的干馏气用于陶粒烧结的气源，得到洁净型煤产品，实现了固废综合利用和洁净燃烧。
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    洁净煤技术
    2019年第01期
    707
    296
  • 气化飞灰精准分离及资源化利用

    作者(Author)： 赵旭, 张一昕, 苗泽凯, 郭振坤, 周璐, 刘坤基, 武建军

    摘要：煤炭气化技术在中国经济发展中发挥着极其重要的作用，但气化过程中，部分未反应的炭及细渣会由合成气带出，产生大量的气化飞灰，引发固体废弃物的处理及资源化利用问题。由喷淋收集得到的飞灰，经初步絮凝脱水后，水分含量在55%~60%，其余为残炭和玻璃体的混合固体颗粒。为实现气化飞灰的资源化利用，必须对气化飞灰的结构特征、持水特性以及水与固体颗粒之间的相互作用进行深入研究，寻求气化飞灰科学高效的分离及资源化利用技术。论述了气化飞灰脱水脱炭的意义，分析了飞灰持水特性及水分脱除技术，重点阐述了飞灰综合利用方案，并对气化飞灰精准分离及资源化利用方向进行展望。课题组前期试验表明，飞灰基沸石具有较高的表面积、独特的孔隙特征和优异的离子交换能力，可用于土壤、废水等中重金属的去除，以及作为吸附剂用于土壤中污染物的固定。飞灰的化学组成成分与黏土相似。传统陶瓷原料资源储量日益减少，国内外研究表明，飞灰制备陶瓷地砖可行。利用飞灰代替传统陶瓷中石英，在一定烧结温度下，通过抗折强度、吸水率、收缩率、失重率等变化研究对试样陶瓷性能的影响，说明添加飞灰的陶瓷性能优于传统陶瓷。通过泡沫浮选法分离气化飞灰固体颗粒，分别得到纯度较高的气化飞灰残炭和玻璃体，以分离后的残炭作为催化石墨化的碳源，在高温热处理过程中加入催化剂，对其进行催化石墨化处理，以探索气化飞灰制备石墨化材料的可行性，残余炭在较高温度和适量的催化剂条件下，得到了与商用石墨的性能相似的有序石墨化材料。气化飞灰和电厂粉煤灰都具有较高的硅铝含量，这使得气化飞灰成为沸石分子筛等多孔材料的潜在重要来源，而制备沸石也是飞灰回收利用中效益最高的途径，这项工艺不仅减轻了灰渣废料带来的环境负担，更应用于催化、分离、吸附等方面。未来应深入研究飞灰中水的赋存形态及其与飞灰颗粒的相互作用机制，同时构建灰-水作用界面模型，在此基础上寻求飞灰脱水新技术，进一步降低飞灰含水量。研究能耗低、效率高、污染少的残炭-玻璃体分选技术，降低分选产品的杂质含量。研究分选后残炭和玻璃体资源化利用新领域，最大限度发挥气化飞灰的价值。
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    洁净煤技术
    2019年第01期
    781
    277
  • 生物质预处理制成型燃料研究进展

    作者(Author)： 曹忠耀, 张守玉, 黄小河, 宋晓冰, 吴渊默

    摘要：生物质能具有CO2零排放、普遍易得、价格低廉等优势。生物质成型处理有利于其远距离运输与长时间储存。但是，生物质细胞壁高分子聚合物形成了物理和化学抗降解屏障，严重阻碍了生物质成型燃料品质的提高，因此，采用预处理技术是实现生物质能源高效利用的必要手段。目前，生物质预处理技术主要分为物理法、物理-化学法、化学法和生物法四大类。由于各种预处理技术对生物质化学组分占比以及结构的影响不同，预处理后的生物质成型燃料所体现出的物理性质和燃烧特性各有特点。本文介绍了生物质原料中的纤维素、半纤维素以及木质素等主要化学成分的结构特点及其对成型过程的影响，并从提升生物质成型燃料的物理性质和燃烧特性角度总结了蒸汽爆破预处理、低温热解预处理及水热预处理3种预处理技术的研究进展。总体而言，水热预处理技术使处理后生物质成型燃料在燃烧热值、能量密度、耐久度以及机械强度等各方面性能得以全面提升，但是水热预处理成本较高且对环境有影响。未来生物质成型燃料预处理技术的研究方向应从平衡生物质燃料品质与预处理成本之间的关系、减少污染物排放、预处理过程流程配置差异性集成和精确工艺参数匹配等方面为基础，开发适于规模化灵活生产的节能高效生物质预处理技术。上海理工大学碳基燃料洁净转化实验室利用水热预处理技术制备高机械强度生物质成型燃料及成型炭燃料，并获得过程副产物-木醋液，开发了多产品、环境友好的生物质综合利用技术。
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    洁净煤技术
    2019年第01期
    861
    284
  • 钙基脱硫剂对循环流化床NOx排放影响研究进展

    作者(Author)： 柯希玮, 蔡润夏, 吕俊复, 张缦, 吴玉新, 杨海瑞, 张海

    摘要：近年来提出的燃煤电厂大气污染物超低排放标准对CFB锅炉的污染物治理提出了更高的要求。为解耦CFB锅炉高效脱硫和低NOx排放之间的矛盾，需要更加深入了解钙基脱硫剂对含氮反应的影响。目前普遍认为，石灰石脱硫和NOx排放2个过程，通过各含钙化合物相互转化和对含氮反应选择性催化构成一个整体，而影响其中任一环节的因素都可能使最终NOx排放量发生变化。笔者围绕CFB燃烧条件下NOx基本反应，各含钙化合物间相互转化规律和表面选择性含氮催化反应性，以及烟气组分、温度和配风等影响因素，阐述了钙基脱硫的影响。通常，投放钙基脱硫剂会导致NOx排放量升高，N2O排放量降低，这是多方面因素共同作用的结果，如CaO催化挥发分氮氧化生成NO、促进CO等还原性气体氧化消耗、促进N2O分解等。而脱硫产物CaSO4及CaS等也对NO还原表现出明显的催化活性，实践发现基于钙基脱硫和喷氨脱硝的同步脱硫脱硝技术是可行的。未来还需进一步定量研究石灰石脱硫与NOx排放之间的相互作用规律，并在此基础上开发一体化脱硫脱硝技术，以期实现CFB锅炉NOx和SO2的双超低排放。
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    洁净煤技术
    2019年第01期
    772
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