發(fā)布時間：2022-12-18 17:33

　　目前,溫室氣體排放導(dǎo)致的全球氣候變化是人類社會面臨的最大挑戰(zhàn)之一,嚴(yán)重威脅著人類的可持續(xù)發(fā)展。電力行業(yè)是CO2排放的主要來源之一,呈現(xiàn)碳排放量大、增速快的特點(diǎn)。在我國的能源結(jié)構(gòu)中,煤炭一直占據(jù)著主導(dǎo)地位,燃煤電廠的CO2排放量無疑加重了溫室效應(yīng)給人們的生產(chǎn)生活帶來的危害。低碳經(jīng)濟(jì)下,燃煤電廠勢必成為碳減排的重要對象。為了減少CO2的排放量并提高燃煤電站的發(fā)電效率,開發(fā)研制更加節(jié)能環(huán)保、清潔高效的新型發(fā)電技術(shù)迫在眉睫。直接燃用脫灰煤的發(fā)電系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)煙氣中CO2的捕集,還可以減少顆粒物等污染物的排放。因此,對脫灰煤的加壓熱解過程及其煤焦反應(yīng)性展開研究能夠?yàn)榈碗A煤的優(yōu)化升級提供新的思路,為脫灰煤的清潔利用提供理論基礎(chǔ)。在參考國內(nèi)外的加壓滴管反應(yīng)器（Pressurized Drop Tube Reactor,PDTR）系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,本文設(shè)計(jì)搭建了比其他實(shí)驗(yàn)臺更易于操作的小尺寸PDTR實(shí)驗(yàn)平臺（爐體外徑僅有320mm,均熱段長500mm,設(shè)計(jì)溫度為1100℃,壓力為1.7MPa）,對系統(tǒng)中的加壓給料機(jī)、密封結(jié)構(gòu)、溫度控制系統(tǒng)以及反應(yīng)管內(nèi)外壓力平衡設(shè)計(jì)等技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了充分考量,并對實(shí)驗(yàn)臺的調(diào)... 

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 煤脫灰的研究現(xiàn)狀
    1.3 煤熱解的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 熱解條件對煤熱解的影響
        1.3.2 礦物質(zhì)對煤熱解的影響
        1.3.3 熱解過程對煤焦反應(yīng)性的影響
    1.4 煤熱解反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究
        1.4.1 煤熱解反應(yīng)的研究方法
        1.4.2 加壓滴管反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 加壓滴管反應(yīng)器的搭建及調(diào)試
    2.1 引言
    2.2 加壓滴管反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案
    2.3 加壓滴管反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建
        2.3.1 加壓滴管反應(yīng)器的主體結(jié)構(gòu)
        2.3.2 加壓滴管反應(yīng)器的給粉系統(tǒng)
        2.3.3 加壓滴管反應(yīng)器的氣路及預(yù)熱系統(tǒng)
        2.3.4 加壓滴管反應(yīng)器的取樣系統(tǒng)
        2.3.5 加壓滴管反應(yīng)器的冷卻系統(tǒng)和臺架結(jié)構(gòu)
    2.4 加壓滴管反應(yīng)器的調(diào)試及實(shí)驗(yàn)方法
        2.4.1 加壓滴管反應(yīng)器的給粉系統(tǒng)調(diào)試
        2.4.2 加壓滴管反應(yīng)器的密閉性檢測
        2.4.3 加壓滴管反應(yīng)器的溫度場標(biāo)定
        2.4.4 停留時間的計(jì)算
        2.4.5 加壓滴管反應(yīng)器的操作方法
第3章 脫灰對煤質(zhì)結(jié)構(gòu)及熱解反應(yīng)性的影響
    3.1 引言
    3.2 酸洗方案及樣品制備方法
    3.3 測試儀器及分析方法
        3.3.1 元素分析儀
        3.3.2 傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜測試
        3.3.3 熱重-紅外聯(lián)用測試
    3.4 酸洗煤結(jié)構(gòu)及反應(yīng)性分析
        3.4.1 酸洗煤化學(xué)結(jié)構(gòu)
        3.4.2 酸洗煤熱解反應(yīng)性
    3.5 本章小結(jié)
第4章 脫灰煤加壓快速熱解煤焦的理化結(jié)構(gòu)
    4.1 引言
    4.2 樣品制備及加壓快速熱解實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 樣品的制備
        4.2.2 加壓快速熱解實(shí)驗(yàn)
    4.3 焦樣微觀結(jié)構(gòu)的測試儀器及方法
        4.3.1 表面形貌測試
        4.3.2 孔隙結(jié)構(gòu)測試
        4.3.3 有機(jī)官能團(tuán)測試
        4.3.4 碳骨架結(jié)構(gòu)測試
    4.4 加壓熱解煤焦的揮發(fā)分釋放特性
    4.5 加壓熱解煤焦的物理結(jié)構(gòu)研究
        4.5.1 焦樣的表面形貌
        4.5.2 焦樣的孔隙結(jié)構(gòu)
    4.6 加壓熱解煤焦的化學(xué)結(jié)構(gòu)研究
        4.6.1 焦樣的紅外結(jié)構(gòu)
        4.6.2 焦樣表面不同化學(xué)態(tài)的碳元素
        4.6.3 焦樣的碳骨架結(jié)構(gòu)
    4.7 本章小結(jié)
第5章 脫灰煤加壓快速熱解煤焦的反應(yīng)性
    5.1 引言
    5.2 焦樣制備及測試方法
    5.3 恒定溫度條件下的本征反應(yīng)性
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)方法
        5.3.2 計(jì)算方法
        5.3.3 熱解溫度和壓力對反應(yīng)性的影響
        5.3.4 脫灰煤煤焦的反應(yīng)動力學(xué)分析
    5.4 線性升溫條件下的燃燒反應(yīng)性
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)及計(jì)算方法
        5.4.2 熱解溫度和壓力對反應(yīng)性的影響
        5.4.3 焦結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性的關(guān)系
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電力系統(tǒng)中的碳捕集電廠:研究綜述及發(fā)展新動向[J]. 程耀華,杜爾順,田旭,張寧,康重慶.  全球能源互聯(lián)網(wǎng). 2020(04)
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[3]燃用準(zhǔn)東煤電站鍋爐爐膛溫度場分布及結(jié)渣特性試驗(yàn)研究[J]. 寇希文,周俊虎,張彥威,周志軍,劉建忠.  能源工程. 2020(01)
[4]制焦條件對煤焦燃燒反應(yīng)性的影響[J]. 柯�，|,陳陸劍,張縵,吳玉新,張海,呂俊復(fù).  煤炭學(xué)報(bào). 2020(02)
[5]煤熱解過程中堿金屬對碳黑形成的影響[J]. 董鶴鳴,杜謙,李頓,崔朝陽,高建民,吳少華.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2020(01)
[6]水溶Na對高堿煤熱解及氮熱變遷的影響[J]. 楊天華,楊小龍,魏礫宏,開興平,郭良振,李潤東.  煤炭學(xué)報(bào). 2020(09)
[7]低階煤熱解條件對氣相產(chǎn)物分布和半焦結(jié)構(gòu)的影響[J]. 任磊,楊鳳玲,賈陽杰,狄子琛,程芳琴,孟愛國.  煤炭轉(zhuǎn)化. 2019(06)
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[9]低階煤熱解條件對高爐噴吹半焦燃燒性能及動力學(xué)特性的影響[J]. 吳浩,鄒沖,何江永,王凱,劉占偉,師帥.  過程工程學(xué)報(bào). 2020(04)
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博士論文
[1]堿及堿土金屬對準(zhǔn)東煤加壓熱解反應(yīng)性影響的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 謝興.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]高溫?cái)y帶流條件下焦炭-O2/H2O體系中氮轉(zhuǎn)化規(guī)律研究[D]. 李昱澎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[3]準(zhǔn)東煤熱解過程中堿及堿土金屬的影響及揮發(fā)行為研究[D]. 趙巖.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]O2/H2O條件下CO/H2的層流火焰特性及化學(xué)動力學(xué)[D]. 孟順.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[5]加壓條件下煤顆�？焖倜摀]發(fā)分成焦特性研究[D]. 郝添翼.清華大學(xué) 2015
[6]低階煤熱解半焦的氣化反應(yīng)特性研究[D]. 范冬梅.中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2013
[7]加壓滴管爐研制與實(shí)驗(yàn)[D]. 馬正中.中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2012

碩士論文
[1]熱解壓力和升溫速率對煤焦和生物質(zhì)焦結(jié)構(gòu)及氧化反應(yīng)性的影響[D]. 梁鳳莉.太原理工大學(xué) 2017
[2]O2/H2O氣氛下原煤/脫灰煤燃燒特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 嚴(yán)泰森.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]典型堿金屬堿土金屬對焦炭-CO2反應(yīng)性影響的研究[D]. 王曉磊.煤炭科學(xué)研究總院 2008
[4]高溫煤氣化動力學(xué)及兩段式氣化爐的模型研究[D]. 胡文斌.清華大學(xué) 2005



本文編號：3722472