[论文解读] Physicochemical characterization of low rank Nigerian coals

Bemgba Bevan Nyakuma|arXiv (Cornell University)|Jun 3, 2015

Coal and Its By-products参考文献 17被引用 5

一句话总结

本研究通过弹式量热法、元素分析和工业分析，表征了低阶尼日利亚烟煤的物理化学性质。结果表明，GMG烟煤的反应活性最高且污染物排放潜力最低，而AFZ烟煤的灰分含量最高，SKJ烟煤的固定碳含量最高，反应活性排序为GMG > SKJ > AFZ。

ABSTRACT

This study is aimed at investigating the physicochemical properties of low rank Nigerian coals. The coal samples were examined using bomb calorimetry, ultimate and proximate analyses to determine the heating value, elemental composition and physicochemical properties. The calorific values of the coals were; 23.74 MJ/kg for GMG; 27.34 MJ/kg for SKJ and 30.52 MJ/kg for AFZ. The results of elemental analysis showed high C, H, O and low N, and S content for the coals. The GMG coal displayed the lowest N, and S values emphasizing its low pollutant emission potential. The highest VM (51.16 %) and M (5.28 %) content was observed for GMG; AFZ coal displayed the highest ash content at 30.99 %; and SKJ the highest FC content. Consequently, the reactivity and maturity of the low rank Nigerian coals investigated increases in the order; GMG > SKJ > AFZ. Keywords: Physicochemical, Characterization, Low rank, Nigeria, Coal, Energy

研究动机与目标

• 评估低阶尼日利亚烟煤的物理化学性质以用于能源应用。
• 评估所选烟煤样品的发热量、元素组成和工业分析参数。
• 基于其物理化学特性，比较不同烟煤样品的反应活性和成熟度水平。
• 通过氮和硫含量分析，确定烟煤的环境影响潜力。
• 基于关键物理化学指标，对烟煤按其工业能源应用的适用性进行排序。

提出的方法

• 通过弹式量热法测定烟煤样品的发热量。
• 进行元素分析以测定烟煤的元素组成（C、H、O、N、S）。
• 进行工业分析以量化水分、挥发分、固定碳和灰分含量。
• 利用结果计算各烟煤样品间反应活性和成熟度趋势。
• 比较物理化学数据，以评估烟煤的能量潜力和环境影响。
• 按照ASTM和ISO标准协议，应用标准分析技术对烟煤进行表征。

实验结果

研究问题

• RQ1 不同矿区的低阶尼日利亚烟煤样品的发热量是多少？
• RQ2 烟煤的元素组成（C、H、O、N、S）如何比较，其对排放有何影响？
• RQ3 烟煤样品的工业分析结果（水分、挥发分、固定碳、灰分）如何？
• RQ4 各烟煤样品的反应活性和成熟度如何排序？
• RQ5 基于氮和硫含量，哪种烟煤样品的污染物排放潜力最低？

主要发现

• GMG烟煤的发热量为23.74 MJ/kg，SKJ烟煤为27.34 MJ/kg，AFZ烟煤为30.52 MJ/kg。
• GMG烟煤表现出最低的氮（N）和硫（S）含量，表明其污染物排放潜力最低。
• GMG烟煤的挥发分（VM）含量最高，达51.16%，水分（M）含量为5.28%，表明其反应活性高。
• AFZ烟煤的灰分含量最高，达30.99%，可能影响其燃烧效率。
• SKJ烟煤的固定碳（FC）含量最高，表明其在燃烧过程中具有更高的能量稳定性。
• 根据综合物理化学参数，烟煤的反应活性和成熟度排序为：GMG > SKJ > AFZ。