本文關(guān)鍵詞：低階煤熱解工藝優(yōu)化及反應(yīng)歷程研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤熱解是煤分級煉制的基本單元,傳統(tǒng)熱解工藝所得焦油中重質(zhì)組分含量較高,容易引起分離單元阻塞以及增加焦油加氫精制過程中氫氣的消耗。本文以低階煤提質(zhì)過程中,提高熱解焦油收率并改善焦油的品質(zhì)為研究目的。在固定床及旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器中考察了升溫歷程對低階煤熱解的影響。以熱載體工藝為基礎(chǔ),選用對揮發(fā)分有裂解作用的熱載體,可以改善焦油的品質(zhì)。在煤熱解反應(yīng)過程中引入外部氫源,可以實現(xiàn)焦油收率及品質(zhì)的提高。具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下:1)在固定床反應(yīng)器上考察了熱解溫度、熱解時間及升溫歷程對神東煤熱解產(chǎn)物分布及組成的影響。最佳熱解溫度為600°C;當(dāng)熱解終溫為600°C時,煤在反應(yīng)器中經(jīng)10 min達(dá)到600°C,焦油收率為5.11%,熱解時間為30 min時焦油收率為5.93%,說明熱解焦油中的很大一部分是在升溫過程中產(chǎn)生的;升溫速率的提高,增加了煤的轉(zhuǎn)化率,熱解焦油收率提高,但焦油品質(zhì)變差,正己烷可溶物占焦油及煤的百分比均減少。2)由于不同反應(yīng)器中煤的升溫歷程及揮發(fā)分的二次反應(yīng)程度不同,本文研究了固定床與旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器對神東煤熱解產(chǎn)物分布及組成的影響。神東煤在旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器中的升溫速率快于固定床反應(yīng)器,熱解溫度為500及600°C時,旋轉(zhuǎn)床熱解焦油收率較固定床分別增加了1.12及1.31個百分點(diǎn),此時揮發(fā)分以縮聚反應(yīng)為主,焦油中重質(zhì)組分(正己烷不溶物)較固定床熱解分別增加了15.17及24.80個百分點(diǎn)。熱解溫度為700及800°C時,旋轉(zhuǎn)床熱解焦油收率較固定床分別減少了2.09及2.60個百分點(diǎn),此時揮發(fā)分以熱裂解反應(yīng)為主,氣體產(chǎn)率較固定床分別增加了6.24及10.00個百分點(diǎn)。3)旋轉(zhuǎn)床固體熱載體熱解中,石英砂僅有蓄熱傳熱作用,故熱解焦油收率最高,為8.44%,但焦油品質(zhì)最差。橄欖石及半焦熱載體熱解焦油收率分別為7.30及7.01%,神東煤單獨(dú)熱解焦油收率為7.24%,熱解焦油產(chǎn)率相差不大,橄欖石及半焦熱載體熱解焦油中正己烷可溶物的量較神東煤單獨(dú)熱解分別提高了27.16及20.69個百分點(diǎn)。橄欖石中含有對揮發(fā)分有裂解作用的Fe2O3,并且橄欖石表面上Fe、Ca、K的含量高于半焦,使得其對揮發(fā)分的裂解作用強(qiáng)于半焦。4)在固定床反應(yīng)器中考察了氣氛對呼倫貝爾褐煤熱解產(chǎn)物分布及組成的影響。相比氮?dú)鈿夥?呼倫貝爾褐煤在氫氣及合成氣氣氛下熱解,增加了褐煤的轉(zhuǎn)化率,降低了半焦產(chǎn)率,提高了焦油產(chǎn)率及焦油品質(zhì),熱解氣中有較高的甲烷含量。氫氣及合成氣氣氛在熱解過程中有一定程度的供氫作用。
【關(guān)鍵詞】：長焰煤 褐煤 固體熱載體 升溫歷程 氣氛
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ530.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 符號說明11-12
• 第一章 課題背景及文獻(xiàn)綜述12-24
• 1.1 前言12
• 1.2 低階煤的熱解12-18
• 1.2.1 低階煤熱解概述12-13
• 1.2.2 低階煤熱解工藝13-14
• 1.2.3 提高焦油收率及品質(zhì)的方法14-18
• 1.3 熱解機(jī)理18-23
• 1.3.1 煤熱解動力學(xué)18-20
• 1.3.2 煤熱解機(jī)理20-21
• 1.3.3 煤加氫熱解機(jī)理21-23
• 1.4 課題研究目的和內(nèi)容23-24
• 1.4.1 課題研究目的23
• 1.4.2 課題研究內(nèi)容23-24
• 第二章 實驗部分24-32
• 2.1 實驗原料24-25
• 2.2 熱載體的選取25-26
• 2.3 實驗主要儀器與方法26-29
• 2.3.1 實驗主要儀器26-28
• 2.3.2 實驗方法28-29
• 2.4 熱解產(chǎn)物的分析29-32
• 2.4.1 氣體產(chǎn)物的分析29
• 2.4.2 液體產(chǎn)物的分析29-30
• 2.4.3 固體產(chǎn)物的分析30
• 2.4.4 熱解產(chǎn)物收率計算30-32
• 第三章 煤在固定床反應(yīng)器中的熱解研究32-40
• 3.1 熱解溫度對煤熱解的影響32-34
• 3.1.1 熱解溫度對產(chǎn)物產(chǎn)率的影響32-33
• 3.1.2 熱解溫度對產(chǎn)品組成的影響33-34
• 3.2 熱解時間對煤熱解的影響34-37
• 3.2.1 熱解時間對熱解產(chǎn)物分布的影響35-36
• 3.2.2 熱解時間對產(chǎn)物組成的影響36-37
• 3.3 升溫歷程對煤熱解的影響37-39
• 3.3.1 升溫歷程對熱解產(chǎn)物分布的影響37-38
• 3.3.2 升溫歷程對焦油組成的影響38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 煤在旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器中的熱解研究40-50
• 4.1 反應(yīng)器類型對煤熱解的影響40-43
• 4.1.1 反應(yīng)器類型對產(chǎn)物分布的影響41-42
• 4.1.2 反應(yīng)器類型對焦油組成的影響42-43
• 4.2 固體熱載體熱解43-45
• 4.2.1 熱載體對熱解產(chǎn)物分布的影響43-44
• 4.2.2 熱載體對焦油組成的影響44-45
• 4.3 對半焦及橄欖石裂解作用的分析45-48
• 4.3.1 半焦及橄欖石的孔分布45-46
• 4.3.2 半焦及橄欖石組分分析46
• 4.3.3 半焦及橄欖石的表面分析46-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第五章 煤在富氫氣氛下的熱解研究50-60
• 5.1 氣氛對褐煤熱解的影響50-54
• 5.1.1 氣氛對熱解產(chǎn)物分布的影響51-52
• 5.1.2 氣氛對產(chǎn)品組成的影響52-54
• 5.2 不同種褐煤在富氫氣氛下的熱解54-56
• 5.2.1 熱解產(chǎn)物分布54-55
• 5.2.2 熱解焦油組成55-56
• 5.3 產(chǎn)物中氫的變化量56-57
• 5.4 富氫氣氛下礦物質(zhì)對煤熱解的影響57-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第六章 總結(jié)60-62
• 6.1 結(jié)論60-61
• 6.2 不足與建議61-62
• 參考文獻(xiàn)62-70
• 致謝70-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72

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