本文關(guān)鍵詞：微型流化床內(nèi)原位焦炭水蒸氣氣化動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤氣化符合煤高效清潔利用的要求。煤氣化包括煤熱解和焦炭氣化兩個(gè)不同的反應(yīng)階段,通常將二者解耦研究。目前大部分研究者采用自制實(shí)驗(yàn)裝置制焦,而后利用熱重法分析焦炭的反應(yīng)性,分析過(guò)程繁瑣,分析效率較低;且存在焦炭降溫再升溫的熱處理過(guò)程。本文應(yīng)用微型流化床多階段反應(yīng)分析儀研究原位焦炭水蒸氣氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。采用瞬時(shí)進(jìn)料,顆�？蛇_(dá)103-104℃/min的升溫速率;微型流化床增強(qiáng)傳熱傳質(zhì),可最大程度抑制擴(kuò)散的影響。熱解和氣化兩個(gè)過(guò)程均在本儀器的微型流化床層中進(jìn)行:反應(yīng)器升溫至設(shè)定熱解溫度后,一股脈沖壓縮氣攜帶10±0.2mg煤粉進(jìn)入反應(yīng)器,進(jìn)行熱解。熱解階段結(jié)束后,反應(yīng)器降溫至焦炭氣化的溫度;然后將反應(yīng)器內(nèi)的惰性氣氛切換至水蒸氣氣氛,繼而進(jìn)行焦炭的水蒸氣氣化反應(yīng)。此分析過(guò)程避免了焦炭的急冷和再升溫過(guò)程,保持了焦炭的原位反應(yīng)性。本文研究了溫度(800~1000℃)和水蒸氣濃度(15~45%)對(duì)神華(補(bǔ)連塔)煙煤、準(zhǔn)東次煙煤的1000℃熱解原位焦炭氣化反應(yīng)性的影響。結(jié)果表明,隨著溫度升高,氣化反應(yīng)速率明顯加快。隨著水蒸氣濃度增加,氣化速率也相應(yīng)提高。當(dāng)水蒸氣濃度高于25%后,水蒸氣濃度的增加對(duì)焦炭氣化反應(yīng)速率的影響變得較弱。準(zhǔn)東煤的原位焦反應(yīng)性明顯高于神華煤的原位焦。應(yīng)用等轉(zhuǎn)化率法計(jì)算反應(yīng)活化能,四種水蒸氣濃度條件下原位焦氣化反應(yīng)的活化能相近。應(yīng)用縮核模型和隨機(jī)孔模型計(jì)算活化能和指前因子,其計(jì)算結(jié)果幾乎一致且與等轉(zhuǎn)化率法算得的活化能極為接近。本文對(duì)比了原位焦和非原位焦的反應(yīng)性。兩種煤在1000℃條件下熱解,生成的原位焦炭和非原位焦炭在不同氣化溫度下與濃度為25%的水蒸氣發(fā)生氣化反應(yīng)。相比于原位焦,非原位焦在熱解階段結(jié)束后,經(jīng)歷了一個(gè)額外的降溫、恒溫、再升溫的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,原位焦的反應(yīng)性明顯高于非原位焦。相同轉(zhuǎn)化率下,原位焦的反應(yīng)速率高于非原位焦。1000℃條件下,準(zhǔn)東煤焦與25%濃度水蒸氣反應(yīng),相同時(shí)刻,轉(zhuǎn)化率最大相差13%;降溫再升溫?zé)崽幚斫档土嗽唤沟姆磻?yīng)性。還對(duì)比了原位焦和非原位焦氣化反應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)參數(shù),均存在明顯差別�；贛FBRA-MRA,采用原位反應(yīng)方式分析煤焦氣化反應(yīng)性,分析過(guò)程可靠、便捷、經(jīng)濟(jì)高效;因此該分析手段具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：微型流化床 原位 等溫微分反應(yīng) 煤氣化 動(dòng)力學(xué)計(jì)算
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ541
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 水蒸氣氣化國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 水蒸氣氣化國(guó)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 水蒸氣氣化國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外研究綜述簡(jiǎn)析12-13
• 1.3 課題研究方法和主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第2章 系統(tǒng)介紹與研究15-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介15-20
• 2.1.1 反應(yīng)系統(tǒng)15-16
• 2.1.2 水蒸氣發(fā)生與氣氛切換系統(tǒng)16-18
• 2.1.3 冷凝與過(guò)濾系統(tǒng)18-19
• 2.1.4 檢測(cè)分析系統(tǒng)19-20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)試20-25
• 2.2.1 水蒸氣發(fā)生系統(tǒng)調(diào)試20-21
• 2.2.2 流化氣量及脈沖氣量的優(yōu)化21-23
• 2.2.3 冷凝管除水方法驗(yàn)證23
• 2.2.4 質(zhì)譜儀標(biāo)定23-24
• 2.2.5 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)操作方法與規(guī)程24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第3章 原位焦炭水蒸氣氣化實(shí)驗(yàn)研究26-39
• 3.1 煤焦水蒸氣氣化反應(yīng)機(jī)理26
• 3.2 原位焦的制取方法26-27
• 3.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法27-30
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)原料物性27-29
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)工況及參數(shù)設(shè)定29
• 3.3.3 轉(zhuǎn)化率計(jì)算方法29-30
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析30-38
• 3.4.1 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)30-33
• 3.4.2 溫度對(duì)反應(yīng)性的影響33-34
• 3.4.3 濃度對(duì)反應(yīng)性的影響34-37
• 3.4.4 煤種對(duì)反應(yīng)性的影響37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 水蒸氣氣化動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算39-51
• 4.1 動(dòng)力學(xué)參數(shù)求算簡(jiǎn)述39-40
• 4.2 等溫法與非等溫法40
• 4.3 等轉(zhuǎn)化率法計(jì)算活化能40-43
• 4.3.1 算法簡(jiǎn)述40-41
• 4.3.2 計(jì)算結(jié)果41-43
• 4.4 縮核模型計(jì)算動(dòng)力學(xué)參數(shù)43-47
• 4.4.1 縮核模型簡(jiǎn)介43-44
• 4.4.2 計(jì)算結(jié)果44-47
• 4.5 隨機(jī)孔模型計(jì)算動(dòng)力學(xué)參數(shù)47-49
• 4.5.1 隨機(jī)孔模型簡(jiǎn)介47-48
• 4.5.2 計(jì)算結(jié)果48-49
• 4.6 兩種模型及等轉(zhuǎn)化率法結(jié)果對(duì)比49-50
• 4.7 本章小結(jié)50-51
• 第5章 原位焦炭/非原位焦炭水蒸氣氣化動(dòng)力學(xué)對(duì)比51-57
• 5.1 非原位焦制取方法51
• 5.2 原位焦與非原位焦反應(yīng)性對(duì)比51-55
• 5.3 原位焦與非原位焦動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)比55-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果61-63
• 致謝63

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 季穎;曾璽;余劍;岳君容;李Ya明;許光文;;微型流化床反應(yīng)分析儀中煤半焦水蒸氣氣化反應(yīng)特性[J];化工學(xué)報(bào);2014年09期

2 王芳;曾璽;王永剛;余劍;岳君容;張建嶺;許光文;;微型流化床與熱重測(cè)定煤焦非等溫氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)對(duì)比[J];化工學(xué)報(bào);2015年05期

3 劉鐵峰;房倚天;王洋;;不同彬縣焦的水蒸氣氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2009年02期

  本文關(guān)鍵詞：微型流化床內(nèi)原位焦炭水蒸氣氣化動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：255724