本文關(guān)鍵詞：不同金屬鹽及金屬氧化物催化劑對(duì)煤熱解性能影響的研究

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【摘要】：當(dāng)今國(guó)內(nèi)“缺油,少氣,富煤”的能源現(xiàn)狀決定我國(guó)對(duì)煤炭資源的綜合高效利用應(yīng)提起相當(dāng)?shù)闹匾�。我�?guó)蘊(yùn)藏的低階煤資源比較豐富,經(jīng)由對(duì)低階煤進(jìn)行催化熱解反應(yīng),能夠獲得比較多用途較廣的原材料,從而避免其直接燃燒所引起的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。通過(guò)引入金屬催化劑,能夠使熱解轉(zhuǎn)化率有所提高,并能調(diào)節(jié)熱解產(chǎn)物的分布,對(duì)煤的精細(xì)化、潔凈化利用有著較為重要的意義。本文以霍林河褐煤為原料,展開(kāi)了對(duì)原煤負(fù)載不同種類(lèi)金屬鹽(K_2CO_3、CaCl_2、FeCl_3、MoS_2)和金屬氧化物(CaO、MgO、Al_2O_3、MnO_2、Fe_2O_3、NiO)的催化熱解特性進(jìn)行了研究。本文利用熱重分析儀(TGA)探討了負(fù)載催化劑后不同煤樣的熱解規(guī)律,通過(guò)分析熱解試驗(yàn)所得到的TG-DTG曲線(xiàn),考察在恒定升溫速率下添加不同種類(lèi)催化劑對(duì)煤熱解轉(zhuǎn)化率、最大失重速率及所對(duì)應(yīng)溫度所產(chǎn)生的影響。在添加金屬氧化物催化劑條件下,CaO及NiO對(duì)熱解轉(zhuǎn)化率相對(duì)提高最多達(dá)7.00%和7.53%。在活潑熱解階段除Al_2O_3外其他幾種金屬氧化物催化劑均體現(xiàn)出明顯的催化效果;在熱縮聚階段,NiO催化效果最為顯著,在該階段峰溫提前約10℃,失重速率峰值提高0.0041%/℃。在添加金屬鹽類(lèi)催化劑條件下,FeCl_3對(duì)轉(zhuǎn)化率相對(duì)提高最多達(dá)到9.22%。在活潑熱解階段催化作用主要表現(xiàn)在對(duì)峰溫的提前,而在熱縮聚階段,除MoS_2外的其他幾種催化劑均表現(xiàn)出顯著的催化效果,CaCl_2在該階段峰溫提前10℃,失重速率峰值提高0.0061%/℃。本文并對(duì)活潑熱解階段及熱縮聚階段分別采用一級(jí)單一反應(yīng)模型及二級(jí)單一反應(yīng)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)擬合,實(shí)現(xiàn)對(duì)褐煤熱解行為的宏觀(guān)描述。原煤在活潑熱解階段的活化能E為29.53 kJ/mol,在添加催化劑后活化能E降低至22.49~29.29 kJ/mol;原煤在熱縮聚階段的活化能E為44.52 kJ/mol,添加催化劑后活化能降低至24.46~41.28kJ/mol。本文并在固定床反應(yīng)器上較為系統(tǒng)的開(kāi)展了對(duì)霍林河褐煤催化熱解特性的研究,考察了催化劑對(duì)熱解產(chǎn)物(煤氣、焦油)產(chǎn)率的影響。并對(duì)氣體產(chǎn)物進(jìn)行收集并進(jìn)行氣相色譜分析(GC),定量分析不同煤樣熱解煤氣中H2、CO、CO_2、CH4的含量,發(fā)現(xiàn)催化劑的加入使熱解煤氣中的各組分在450℃及750℃的相對(duì)含量均有所改變;并對(duì)液體產(chǎn)物進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜分析(GC-MS),定性定量分析不同煤樣熱解焦油的特性,研究發(fā)現(xiàn)褐煤原煤及添加催化劑熱解后所得焦油的組分均以輕質(zhì)芳烴類(lèi)、酚類(lèi)、稠環(huán)芳烴類(lèi)、脂肪烴類(lèi)、雜環(huán)類(lèi)五類(lèi)化合物為主。不同種類(lèi)催化劑的加入都在不同程度上增加了酚類(lèi)、稠環(huán)芳烴類(lèi)及雜環(huán)類(lèi)化合物的含量,降低了輕質(zhì)芳烴類(lèi)以及脂肪烴類(lèi)化合物的含量。
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36;TQ530.2

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1 蘇文娟;邢帥杰;張帆;胡恩俊;劉玲;段鈺鋒;;煤熱解過(guò)程中汞析出特性的研究[J];能源研究與利用;2009年02期

2 辛宏;;煤熱解研究的分析方法[J];應(yīng)用能源技術(shù);2011年04期

3 張興剛;;煤熱解為何重新受關(guān)注[J];化工管理;2012年02期

4 秦麗娜;李建偉;周安寧;;煤熱解動(dòng)力學(xué)模型的建立[J];潔凈煤技術(shù);2013年01期

5 郭愛(ài)萍;李平;王慶慶;;基于正交實(shí)驗(yàn)對(duì)寧東煤熱解條件的研究[J];廣東化工;2013年02期

6 陳鵬;煤熱解轉(zhuǎn)化排放物對(duì)環(huán)境和健康的影響[J];潔凈煤技術(shù);2001年04期

7 崔樂(lè)平;內(nèi)熱式中低溫煤熱解爐的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J];煤氣與熱力;2001年03期

8 孫林兵,倪中海,張麗芳,宗志敏,魏賢勇;煤熱解過(guò)程中氮、硫析出形態(tài)的研究進(jìn)展[J];潔凈煤技術(shù);2002年03期

9 ;煤熱解、氣化和高溫凈化過(guò)程的基礎(chǔ)性研究[J];中國(guó)科學(xué)院院刊;2002年01期

10 武瑞葉;補(bǔ)連塔煤熱解試驗(yàn)研究[J];煤質(zhì)技術(shù);2004年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 熊源泉;劉前鑫;章名耀;;加壓條件下煤熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)研究[A];江蘇省能源研究會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1998年

2 周強(qiáng);胡浩權(quán);朱盛維;劉全潤(rùn);;熱解氣氛對(duì)煤熱解行為和結(jié)構(gòu)的影響[A];中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)煤化專(zhuān)業(yè)委員會(huì)年會(huì)暨新型煤化工技術(shù)研討會(huì)會(huì)議文集[C];2004年

3 周錦文;;鈣系添加劑對(duì)煤熱解行為的影響[A];中國(guó)建筑學(xué)會(huì)建筑熱能動(dòng)力分會(huì)第十七屆學(xué)術(shù)交流大會(huì)暨第八屆理事會(huì)第一次全會(huì)論文集[C];2011年

4 張秋民;;褐煤熱解提質(zhì)技術(shù)與多聯(lián)產(chǎn)構(gòu)想[A];‘十二五’我國(guó)煤化工行業(yè)發(fā)展及節(jié)能減排技術(shù)論壇文集[C];2010年

5 陳鵬;;煤熱解轉(zhuǎn)化排放物與環(huán)境[A];發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，，提高煤炭企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2001年

6 尚校;高士秋;汪印;董利;許光文;郭景海;;煤熱解和部分氣化生成氣再燃燒抑制NO_x生成研究[A];中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

7 李曉霞;鄭默;劉健;郭力;韓君易;劉曉龍;袁小龍;;ReaxFF MD模擬煤熱解新方法:GPU并行與化學(xué)信息學(xué)分析[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第41分會(huì)：燃料與燃燒化學(xué)[C];2014年

8 常麗萍;謝克昌;李春柱;;煤熱解過(guò)程中NH_3和HCN的釋放[A];第九屆全國(guó)化學(xué)工藝學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

9 周屈蘭;惠世恩;徐通模;郭興明;趙科;;煤熱解與揮發(fā)分燃燒時(shí)SO_2與NO的交互作用[A];中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)會(huì)第三屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 記者 左常睿;我國(guó)煤熱解技術(shù)取得重大突破[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

2 本報(bào)記者 張興剛;煤熱解:投資因何而熱?[N];中國(guó)化工報(bào);2014年

3 記者 呼躍軍;呼倫貝爾褐煤熱解環(huán)保項(xiàng)目將建[N];中國(guó)化工報(bào);2011年

4 通訊員 趙雙躍;伊吾縣與甘肅企業(yè)達(dá)成褐煤熱解協(xié)議[N];新疆日?qǐng)?bào)(漢);2011年

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6 ;別讓能源卡咱脖子[N];科技日?qǐng)?bào);2005年

7 陳彥飛;神霧集團(tuán)實(shí)現(xiàn)煤熱解技術(shù)重大突破[N];經(jīng)濟(jì)參考報(bào);2012年

8 記者 黎紅;蓄熱式旋轉(zhuǎn)床煤熱解技術(shù)獲成功[N];中國(guó)化工報(bào);2012年

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1 林蔚;煤熱解焦化和加氫脫硫的ReaxFF反應(yīng)分子動(dòng)力學(xué)分析[D];北京科技大學(xué);2016年

2 霍朝飛;螺旋反應(yīng)器中顆�；旌霞懊簾峤馓匦匝芯縖D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(過(guò)程工程研究所);2015年

3 郭嘯晉;煤熱解過(guò)程中揮發(fā)物反應(yīng)的共價(jià)鍵斷裂—生成模型研究[D];北京化工大學(xué);2015年

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