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《湘潭大學(xué)》 2013年

流化床中低階煤熱解產(chǎn)物分布和特性研究

曾令鵬  

【摘要】：我國的低階煤儲(chǔ)量豐富，約占煤炭儲(chǔ)量的50%。低階煤普遍具有揮發(fā)分高、化學(xué)反應(yīng)性好等特點(diǎn)，是理想的化工、冶金原料�，F(xiàn)有低階煤利用技術(shù)主要為燃燒或氣化，沒有充分利用低階煤中的高揮發(fā)分。本課題針對(duì)低階煤熱解提質(zhì)，系統(tǒng)研究了復(fù)合流化床煤熱解獲取高品質(zhì)半焦(蘭炭)和油氣的工藝條件及產(chǎn)物分布，并對(duì)多層床煤熱解提高油氣品質(zhì)的機(jī)理進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究，以期為低階煤熱解氣化新工藝的建立提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。具體的研究內(nèi)容及獲得的主要研究結(jié)果有以下兩部分： 第一部分為復(fù)合流化床低階煤熱解氣化工藝條件與產(chǎn)物分析研究�？疾炝诉^量空氣系數(shù)(ER)、流化床氣化溫度、輸送床熱解溫度、停留時(shí)間、進(jìn)料位置對(duì)低階煤熱解氣化產(chǎn)物分配及特性的影響。揭示制備蘭炭要求的工藝條件，同時(shí)聯(lián)產(chǎn)高品質(zhì)焦油和熱解氣。結(jié)果表明：(1)產(chǎn)物分布：ER增加，半焦和焦油產(chǎn)率降低，氣體產(chǎn)率顯著升高，且熱解過程中氧化反應(yīng)越徹底，氧氣與碳、焦油、可燃性氣體發(fā)生反應(yīng)生成更多的CO2、CO和H2O；流化床中的高溫促進(jìn)了焦油的二次裂解和輸送床半焦對(duì)焦油的重整，使H2、CH4等氣體產(chǎn)率增加；隨輸送床熱解溫度的升高，焦油產(chǎn)率先升高后降低，半焦產(chǎn)率降低，氣體產(chǎn)率升高；停留時(shí)間延長，增加了焦油的二次裂解，致使焦油產(chǎn)率減少、氣體產(chǎn)率增加。(2)工藝條件：流化床中溫度為850℃(900℃或950℃)，半焦停留時(shí)間為180s，過量空氣系數(shù)為0.15(0.2)時(shí)，流化床收集的半焦中固定碳含量都高于82%，符合蘭炭標(biāo)準(zhǔn)。(3)焦油組成：ER增大，焦油輕質(zhì)組分先增加后減少，ER=0.15時(shí)達(dá)到最大；長停留時(shí)間和高溫有利于焦油中重質(zhì)組分被裂解成輕質(zhì)組分。 第二部分為多層床煤熱解提高油氣品質(zhì)的機(jī)理研究。利用兩段固定床對(duì)三層床煤依次經(jīng)過450℃低溫、650℃中溫和900℃高溫的分級(jí)熱解過程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，分別研究了上兩段中低溫和下兩段中高溫?zé)峤庀噜弮啥沃g的相互作用，揭示了多層床煤熱解提高油氣品質(zhì)的機(jī)理。通過中低溫?zé)峤獾南嗷プ饔�，，焦油中輕質(zhì)組分(沸點(diǎn)低于360℃的餾分)含量增加，熱解氣中CH4含量增加，H2含量減小，說明中低溫?zé)峤庵饕ㄟ^半焦對(duì)熱解產(chǎn)物的原位催化提質(zhì)作用而提高焦油品質(zhì)。通過中高溫?zé)峤獾南嗷プ饔�，焦油收率和焦油中輕質(zhì)組分含量增加，CH4和CO含量升高，H2含量下降，表示中高溫?zé)峤獾闹饕饔檬窃诟缓琀2氣氛下熱解提高焦油收率和品質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，多層床煤熱解主要通過半焦的原位催化提質(zhì)和富H2氣氛的協(xié)同作用而提高熱解油氣品質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TQ530.2
【目錄】：

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7 王鵬飛;煤熱解與甲烷二氧化碳重整耦合過程中焦油的形成機(jī)理及組成分析[D];大連理工大學(xué);2011年

8 傅小康;中國西部低階煤儲(chǔ)層特征及其勘探潛力分析[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2006年

9 溫雨鑫;高升溫速率和壓力條件下的煤熱解和氣化特性研究[D];中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2013年

10 王俊宏;中國西部弱還原性煤熱化學(xué)轉(zhuǎn)化特性基礎(chǔ)研究[D];太原理工大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曾令鵬;流化床中低階煤熱解產(chǎn)物分布和特性研究[D];湘潭大學(xué);2013年

2 陳鵬;低階煤低溫干燥工藝及其對(duì)煤性質(zhì)的影響研究[D];河北理工大學(xué);2010年

3 竇雅玲;低價(jià)煤熱解多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)綜合評(píng)價(jià)及決策支持[D];北京化工大學(xué);2013年

4 王大春;高硫煤基高比表面積活性炭的制備[D];武漢科技大學(xué);2004年

5 陳靜升;改性13X催化劑上黃土廟煤熱解反應(yīng)特性研究[D];西北大學(xué);2012年

6 王萍;礦物質(zhì)對(duì)神木煤熱解及燃燒特性的影響[D];大連理工大學(xué);2013年

7 曾凡虎;酸洗脫灰對(duì)烏拉蓋褐煤熱解和酚類分布的影響[D];大連理工大學(xué);2012年

8 蘇文娟;金屬鹽類和金屬氧化物對(duì)煤熱解特性的影響[D];浙江大學(xué);2012年

9 趙宏彬;陜北府谷煤熱解行為研究[D];西北大學(xué);2012年

10 余振杰;中低階煤熱解及熱解煤焦油的研究[D];華東理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：流化床中低階煤熱解產(chǎn)物分布和特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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