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煤炭地下气化残留物中微量元素分布及富集特性 预览
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作者 李玉龙 梁栋宇 +2 位作者 盛训超 梁杰 《化工进展》 CSCD 北大核心 2018年第4期1590-1598,共9页
煤炭地下气化是把残留物保留在地下的煤炭原位开采技术。本文通过地下气化富氧-水气化工艺模型实验,对不同工艺条件下气化区残留物进行网格采样,并通过离子体质谱仪(ICP-MS)和原子荧光形态分析仪对残留物中的Zn、Cu、As、Pb、Cr、Ni... 煤炭地下气化是把残留物保留在地下的煤炭原位开采技术。本文通过地下气化富氧-水气化工艺模型实验,对不同工艺条件下气化区残留物进行网格采样,并通过离子体质谱仪(ICP-MS)和原子荧光形态分析仪对残留物中的Zn、Cu、As、Pb、Cr、Ni和Hg进行定量分析,最后采用迁移率和相对富集系数对微量元素进行迁移富集特性评价。结果表明,残留物中微量元素的总量随着工艺条件中氧气浓度的增加而减少。在氧化区中Cr、Ni含量最高,Cu、Pb在三区的残留量很少,Zn在三区的残留量最多,随着氧浓度的升高,在三区的残留物呈明显的递减趋势,易于在还原区内残留;As在三区都有富集的趋势,随着氧气浓度的升高,在三区残留物的残留量有递增的趋势;由于出口气温度较高,Hg在三区的残留量最少,没有明显的规律性。气化通道残留物中微量元素Hg、As、Zn、Cr的平均含量比原煤中的含量多,而Ni、Cu、Pb比原煤中的含量少。从相对富集系数与平均残留率综合分析,Cr、Ni、Zn、As、Hg的平均相对富集系数小于1,Zn、As、Hg的残留物大于100%;Cr、Ni残留率在50%~100%。Cu和Pb三区的相对富集系数小于1,残留率小于50%。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 残留物 微量元素 分布 富集
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N_2热解气氛中煤种对C元素迁移规律的影响 预览
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作者 梁杰 +2 位作者 史龙玺 田海洋 李爽 《煤炭工程》 北大核心 2016年第3期123-125,129共4页
为提供煤炭地下气化物料平衡模型气化阶段中参与反应的碳量的计算方法,对大雁褐煤、协庄烟煤和昔阳无烟煤在N2气氛中进行慢速热解实验,研究了煤种对C元素迁移规律的影响。结果表明,热解过程中C元素迁移规律与煤的变质程度有关,对于无烟... 为提供煤炭地下气化物料平衡模型气化阶段中参与反应的碳量的计算方法,对大雁褐煤、协庄烟煤和昔阳无烟煤在N2气氛中进行慢速热解实验,研究了煤种对C元素迁移规律的影响。结果表明,热解过程中C元素迁移规律与煤的变质程度有关,对于无烟煤,原煤中的C元素向气化阶段的纯碳中的迁移比例a(C,气化纯碳)远远大于褐煤和烟煤,保持在93.19%左右,后者均为78%,而C元素向其他热解产物的迁移比例均在0%~1%之间;对于褐煤和烟煤,a(C,焦油)在600℃时均达到最大,分别为10.36%和14.53%;烟煤中a(C,CH4)和a(C,C2H4)均大于褐煤,与原煤挥发分含量有关;褐煤中a(C,CO)和a(C,CO2)均大于烟煤,与原煤含氧量有关;烟煤中N和S的赋存稳定性较高,使烟煤中a(C,COS)小于褐煤,而且烟煤中a(C,HCN)增长速率逐渐减小。 展开更多
关键词 慢速热解 煤炭地下气化 C元素迁移规律 煤种
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化石能源低碳循环开采技术及新疆示范工程 预览 被引量:1
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作者 梁杰 梁鲲 +3 位作者 徐斌 史龙玺 汪贻亮 《工程研究:跨学科视野中的工程》 CSCD 2016年第4期358-364,共7页
结合独特的煤层和油层互存的资源条件,新疆地区开展了深部化石能源低碳循环开采技术的应用及示范项目。在煤层和油层互存的地层中,上部煤层利用钻井或废油井构建地下气化炉,采用煤炭地下气化技术气化煤炭资源。煤气被分离成CO2、CH4... 结合独特的煤层和油层互存的资源条件,新疆地区开展了深部化石能源低碳循环开采技术的应用及示范项目。在煤层和油层互存的地层中,上部煤层利用钻井或废油井构建地下气化炉,采用煤炭地下气化技术气化煤炭资源。煤气被分离成CO2、CH4、CO+H2,其中CH4液化后生产液化天然气,CO+H2用于发电,CO2则被注入下部的油层驱油,在提高油田采收率的同时CO2被封存。该技术体系包括了煤炭地下气化单元、气体分离压缩单元、发电单元、驱油封存单元四个部分,基于此建立的示范工程可减排二氧化碳20.89万吨/年。 展开更多
关键词 化石能源 低碳 煤油互存 煤炭地下气化 二氧化碳驱油
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煤炭地下气化模型试验研究现状与发展 预览 被引量:4
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作者 席建奋 +2 位作者 梁鲲 边啸林 朱汉青 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第4期131-136 99,共7页
为探索模型试验在煤炭地下气化研究中的作用,阐述了煤炭地下气化模型试验气化炉的结构特征、燃空区扩展规律及气化工艺。研究结果表明,模型气化炉虽不能完全模拟地下煤层赋存条件,但可在煤层和岩层中设置温度、压力、组分和应力等测点,... 为探索模型试验在煤炭地下气化研究中的作用,阐述了煤炭地下气化模型试验气化炉的结构特征、燃空区扩展规律及气化工艺。研究结果表明,模型气化炉虽不能完全模拟地下煤层赋存条件,但可在煤层和岩层中设置温度、压力、组分和应力等测点,获得现场难以测得的温度场、压力场、浓度场和应力场等物理场;可对不同赋存条件下煤层的燃空区扩展形状及规律展开直观研究;气化工艺模型试验不仅可获得与现场试验相同的工艺参数,也可开展煤炭地下气化过程中污染物析出与迁移规律的研究,并用于现场生产。最后,提出了模型试验的发展方向。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 模型试验 模型气化炉 气化工艺 燃空区 污染物
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煤炭地下气化温度场动态扩展对顶板热应力场及稳定性的影响 预览 被引量:4
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作者 席建奋 梁杰 +3 位作者 朱汉青 段永亮 边啸林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1949-1955,共7页
为探索煤炭地下气化过程中煤层温度场扩展对顶板应力的热影响,利用相似材料制作大尺度顶板模拟内蒙古乌兰察布褐煤层顶板泥质软岩,对煤层温度场动态扩展条件下,顶板应力场扩展过程及顶板稳定性进行实验研究。结果表明,在模型实验中,顶... 为探索煤炭地下气化过程中煤层温度场扩展对顶板应力的热影响,利用相似材料制作大尺度顶板模拟内蒙古乌兰察布褐煤层顶板泥质软岩,对煤层温度场动态扩展条件下,顶板应力场扩展过程及顶板稳定性进行实验研究。结果表明,在模型实验中,顶板热应力的最大值可达1.5 MPa。在氧化区培育阶段和气化阶段,煤层温度场沿通道轴向平均扩展速率分别为0.018,0.028 9 m/h,顶板热应力场沿通道轴向扩展速率分别为0.015和0.027 m/h。氧化区培育阶段煤层温度场扩展主方向与裂隙方向一致,煤层温度场动态扩展与顶板热弥散的双重作用使顶板应力场的扩展速率逐渐趋近于煤层温度场扩展速率。同时,泥岩顶板受高温影响在垂直气化通道方向形成稳定的拱形结构,可维持顶板在垂直气化通道方向的区域稳定。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 温度场 热应力场 扩展 稳定性
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鄂庄烟煤地下气化反应区分布与工艺参数的关联特性 预览 被引量:2
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作者 梁杰 +5 位作者 梁鲲 席建奋 段永亮 田海洋 边啸林 马佳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1677-1683,共7页
煤炭地下气化反应区分布受进口工艺参数的影响,同时也决定了出口煤气的有效组分和热值。通过鄂庄烟煤富氧地下气化模型试验,获得了6种不同氧气体积分数下反应区温度场和煤气组分,从而研究了氧化区、还原区和干馏干燥区分布状态及其与进... 煤炭地下气化反应区分布受进口工艺参数的影响,同时也决定了出口煤气的有效组分和热值。通过鄂庄烟煤富氧地下气化模型试验,获得了6种不同氧气体积分数下反应区温度场和煤气组分,从而研究了氧化区、还原区和干馏干燥区分布状态及其与进出口工艺参数的关联特性。结果表明,在模型试验条件下合理的3区温度范围为:氧化区(>1 200℃)、还原区(600~1 200℃)、干馏干燥区(200~600℃);在气化过程中,3区面积分布依次为:氧化区<还原区<干馏干燥区,当氧气体积分数在29.56%~44.07%时,3区比例(氧化区∶还原区∶干馏干燥区)平均为1∶1.5∶7.5,当氧气体积分数在49.07%~86.21%时,3区比例平均为1∶1.2∶2.8;随着氧气体积分数的增大,氧化区在3区中所占比例先增大后减小,还原区比例持续增大,干馏干燥区比例持续减小,其平均扩展速率分别为:当氧气体积分数增大1%时,氧化区和还原区比例分别增大0.26%和0.19%,干馏干燥区减小0.45%;出口煤气中CO2体积分数与α(氧化区面积/还原区面积)的增减趋势相反,当α=0.96时,CO2体积分数最低,为23.17%,CO随着还原区比例的增大而增大,CH4体积分数随干馏干燥区比例的减小而减小。 展开更多
关键词 烟煤 煤炭地下气化 温度场 3区分布 关联特性
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地下气化煤层软岩顶板相似材料研究 预览 被引量:1
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作者 席建奋 梁杰 +2 位作者 梁鲲 段永亮 《煤炭工程》 北大核心 2015年第5期101-104,共4页
为了寻找适合煤炭地下气化模型实验软岩顶板的相似材料种类及材料配比,通过岩石力学性质实验获得现场顶板软岩的相关力学参数,并根据相似原理理论,以河砂为骨料、粘土和石膏为胶结物,利用正交实验和全面实验方法分析了不同材料配比下的... 为了寻找适合煤炭地下气化模型实验软岩顶板的相似材料种类及材料配比,通过岩石力学性质实验获得现场顶板软岩的相关力学参数,并根据相似原理理论,以河砂为骨料、粘土和石膏为胶结物,利用正交实验和全面实验方法分析了不同材料配比下的单轴抗压强度,并与利用相似原理处理的抗压强度进行对比研究,结果表明:石膏对相似材料抗压强度的影响作用显著,且受热易粉化,不适合作为煤炭地下气化模型实验软岩顶板相似材料的胶结物;以河砂和粘土为相似材料原料时,当两者质量比为3∶1时,通过实验测得的单轴抗压强度与经过理论计算获得的抗压强度吻合,可满足模型实验对煤层软岩顶板的力学要求。 展开更多
关键词 地下气化 模型实验 顶板模拟 相似材料 正交实验
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大雁褐煤在N2气氛中热解时各元素的迁移规律 预览 被引量:2
8
作者 梁杰 +3 位作者 史龙玺 朱汉青 田海洋 李爽 《煤炭工程》 北大核心 2015年第10期128-131,共4页
原煤经热解过程后C、H、O、N、S将按照一定比例迁移到热解产物中,将通过大雁褐煤在N2气氛中的固定床低温慢速热解实验来确定各元素的迁移比例,定量地研究热解过程各元素的迁移规律,并将其应用于煤炭地下气化平衡模型的热解阶段中,对预... 原煤经热解过程后C、H、O、N、S将按照一定比例迁移到热解产物中,将通过大雁褐煤在N2气氛中的固定床低温慢速热解实验来确定各元素的迁移比例,定量地研究热解过程各元素的迁移规律,并将其应用于煤炭地下气化平衡模型的热解阶段中,对预测地下气化工艺的出口煤气和污染物产量及组分有重要的意义。研究结果表明:随着热解终温的升高,热解产物中灰渣和气化纯碳的各元素迁入量均逐渐减小,而热解气体中各元素的迁移量逐渐增加。 展开更多
关键词 固定床 低温慢速热解 煤炭地下气化 元素迁移规律 热解产物
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黏结性烟煤氧化破黏及热贯通特性 预览 被引量:1
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作者 梁杰 晓春 +3 位作者 席建奋 梁鲲 朱汉青 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期198-202,共5页
为了探索黏结性烟煤在地下气化通道贯通过程中热贯通特性,采用空气预热氧化的方法,研究并获得了温度、流量、时间3个因素对烟煤黏结指数的影响规律,以及低温氧化破黏前后烟煤燃烧贯通特性。实验表明,随着氧化温度的升高、空气流速的增... 为了探索黏结性烟煤在地下气化通道贯通过程中热贯通特性,采用空气预热氧化的方法,研究并获得了温度、流量、时间3个因素对烟煤黏结指数的影响规律,以及低温氧化破黏前后烟煤燃烧贯通特性。实验表明,随着氧化温度的升高、空气流速的增大、破黏时间的延长,烟煤黏结性都显著下降,最适合的破黏温度为140~180℃;破黏后煤样燃烧的初始引发温度降低,2 920 min破黏后的煤样与原煤相比,初始引发温度降低了28℃;破黏处理后的煤样燃烧扩展速率提高了20%,燃烧贯通时间缩短;因此破黏后有利于黏结性烟煤地下气化通道的形成和扩展。 展开更多
关键词 黏结性烟煤 低温氧化 破黏 热贯通 燃烧扩展速度
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煤炭地下气化过程数值模拟研究进展 预览 被引量:5
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作者 崔勇 梁杰 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第1期112-116,共5页
论述了煤炭地下气化过程数值模拟研究的进展及现状,分析了不同物理模型的形式、数学模型的特点及存在的不足,同时对其应用条件与假设进行了对比。最后展望了煤炭地下气化模型今后的研究方向。
关键词 煤炭地下气化 气化过程数值模拟 物理模型 数学模型
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煤炭地下气化炉型及工艺 预览 被引量:14
11
作者 梁杰 崔勇 +1 位作者 席建奋 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第5期10-15,共6页
为探讨不同煤层条件下地下气化炉结构及气化工艺,在模型试验和现场试验的基础上研究了煤炭地下气化有井式和无井式气化炉结构及其工艺参数,形成了有井式"长通道、大断面、两阶段"气化工艺和无井式渗透式气化方法。试验结果表明:空气... 为探讨不同煤层条件下地下气化炉结构及气化工艺,在模型试验和现场试验的基础上研究了煤炭地下气化有井式和无井式气化炉结构及其工艺参数,形成了有井式"长通道、大断面、两阶段"气化工艺和无井式渗透式气化方法。试验结果表明:空气气化时可获得热值在4.18 MJ/Nm3以上的煤气;富氧气化时,当富氧体积分数由30%上升到80%时,煤气中有效组分(H2+CO+CH4)体积分数由30%上升到60%;两阶段气化第2阶段可生产H2组分体积分数在40%、热值在11.45 MJ/Nm3以上的煤气。无井式渗透式气化通道贯通参数为:当供风压力0.75 MPa、供风流量600 Nm3/h时,贯通速度为0.34 m/d,通道当量直径0.39 m,正向供风气化和反向供风气化能获得相同质量的煤气。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 有井式 无井式 富氧气化 两阶段气化 渗透式气化 正反向供风
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超重力技术应用于萃取结晶回收碳酸钠的研究 预览 被引量:2
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作者 潘红霞 刘有智 +1 位作者 祁贵生 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期 76-78,共3页
研发了一种将撞击流反应器和旋转填料床有机耦合所形成的一种新的反应器——撞击流旋转填料床(IS—RPB),并将IS-RPB应用于萃取结晶回收无机盐的实验研究中,以饱和碳酸钠溶液一正丁醇体系为研究对象,分别考察了超重力因子、正丁醇... 研发了一种将撞击流反应器和旋转填料床有机耦合所形成的一种新的反应器——撞击流旋转填料床(IS—RPB),并将IS-RPB应用于萃取结晶回收无机盐的实验研究中,以饱和碳酸钠溶液一正丁醇体系为研究对象,分别考察了超重力因子、正丁醇与碳酸钠溶液流量比、撞击初速度等因素对碳酸钠收率的影响。实验结果表明超重力因子为98.80,正丁醇与碳酸钠溶液体积流量比为1:1,撞击初速度为8.85m/s时,碳酸钠的收率最高达到72.08%。 展开更多
关键词 撞击流旋转填料床 萃取结晶 碳酸钠 正丁醇
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褐煤地下气化点火参数的研究 预览
13
作者 梁杰 +2 位作者 梁欢欢 李冬阳 梁鲲 《科技与生活》 2011年第20期 215,共1页
对于煤炭地下气化,尤其是深部含水煤层的地下气化,点火工艺的研究意义重大。本文针对褐煤进行了点火参数的研究,选定气化剂温度、气化剂氧含量、鼓风强度这三个可控因素作为褐煤点火工艺的研究参数。试验结果表明,在本实验研究范围... 对于煤炭地下气化,尤其是深部含水煤层的地下气化,点火工艺的研究意义重大。本文针对褐煤进行了点火参数的研究,选定气化剂温度、气化剂氧含量、鼓风强度这三个可控因素作为褐煤点火工艺的研究参数。试验结果表明,在本实验研究范围内,随着气化剂温度的升高,鼓风强度的增大,气化剂中氧含量的增加,煤层温度上升速率加快,煤层点火时间降低;通过实验分析,本试验对褐煤地下气化点火的工艺参数范围设定如下:进口气化剂温度220 ℃-250 ℃,鼓风强度1.6 m3/h-1.9 m3/h,气化剂氧含量30 %-40 %。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 点火工艺 工艺参数
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