微氧有机气氛下褐煤改性提质协同汞/硫联合脱除的实验研究

我国褐煤储量丰富，褐煤改性提质综合利用可缓解我国动力煤供求紧张的不利局面，具有极高的社会和经济价值。项目以实验为基础，结合反应动力学、热力学、材料晶体学等相关理论和模型，开展褐煤改性提质过程中汞/硫协同脱除的实验研究。主要内容包括：(1)基于低温热解改性提质过程，揭示微氧有机气氛下提质气态产物中不同形态汞/硫的释放/转化行为，探索微氧有机气氛对煤中有机硫的选择性氧化机制。(2)揭示热解气氛、压力、温度等因素对提质煤煤质/燃烧特性的影响规律，详细考察提质前后氧化反应活性变化特征。(3)基于碱液/双氧水液相洗涤，研究气体产物中含硫/汞气体组分在洗涤器内氧化/吸收反应过程及机理，实验验证汞/硫联合脱除最佳反应条件。本项目的研究在实现褐煤品质提升的同时脱除煤中汞、硫等有害污染元素，不仅可扩大褐煤的工业应用范围，还能在燃烧前实现煤中污染物减排，对煤炭资源的高效低污染开发利用具有非常积极的意义。

本项目以实验为基础，结合反应动力学、热力学、材料晶体学等相关理论和模型，深入开展了褐煤改性提质过程中的提质煤煤质特性、燃烧特性、复吸水特性及汞/硫释放行为及协同脱除的实验研究。主要研究内容包括：（1）设计并搭建小型流化床实验台架结合管式炉固定床台架，开展固定床/流化床条件下的褐煤温和热解提质实验研究；（2）揭示不同热解气氛、温度等对固定床/流化床提质煤的煤质特性、物理化学结构、燃烧特性、复吸水特性等的方面影响规律，详细考察提质前后氧化反应活性变化特征；（3）基于固定床/流化床低温热解改性提质过程，揭示微氧/有机气氛下提质气态产物中不同形态汞/硫的释放转化行为，探索微氧/有机气氛对煤中有机硫的选择性氧化机制；（4）基于固定床进行提质褐煤气化特性，探索褐煤提质-气化综合利用的新途径。本课题发表期刊论文7篇，其中SCI收录论文2篇，EI收录论文5篇；参加国内外学术会议交流7人次，宣读会议论文7篇，获实用新型专利1项，申请发明专利1项。协助培养已毕业的博士研究生2名，已毕业1名；硕士研究生6名，已毕业4名；项目负责人2013年以第二完成人获教育部科技进步二等奖。