本文選題：煤炭地下氣化 + 催化熱解�。� 參考：《北京科技大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：由于煤炭地下氣化技術(shù)受煤層賦存狀況、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等因素制約,地下煤制氣的組成、熱值以及產(chǎn)氣穩(wěn)定性都難以達(dá)到地面煤制氣的效果,限制了該技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用。本課題將催化氣化原理應(yīng)用到地下煤制氣中用以提高一次荒煤氣的質(zhì)量。試驗主要以三種典型煤樣作為研究對象,設(shè)計了多功能地下氣化催化劑添加裝置和兩種催化劑注入方法,選擇堿金屬和堿土金屬作為主催化劑,利用臥式固定床反應(yīng)器對煤的催化熱解、煤焦催化氣化進(jìn)行了化學(xué)反應(yīng)特性、動力學(xué)、熱力學(xué)的研究并深入分析了催化作用機(jī)理,最后采用中試裝置及線型分布式多孔注氣點氣化爐對無煙煤煤層進(jìn)行了地下催化氣化驗證性試驗。 試驗結(jié)果表明,利用地下催化劑注入法對煤進(jìn)行催化反應(yīng),可以提高煤氣質(zhì)量和氣化反應(yīng)速率。具體概括如下： 催化劑提高了熱解過程中氣態(tài)產(chǎn)物的產(chǎn)率和H2組分含量�；诒缺砻娣e測試、XRD、 SEM分析,催化劑使無煙煤比表面積增加并延緩了無煙煤的石墨化進(jìn)程。催化作用后的煤焦表面較原煤、原煤焦產(chǎn)生了更多的孔道,并且表面粗糙度增加、反應(yīng)活性能力提高。 地下催化氣化可以提高煤焦的碳轉(zhuǎn)化率,增加有效氣的含量。利用不同數(shù)學(xué)模型及對模型進(jìn)行修正并基于Arrhenius方程計算得出：Ca(OH)2可使煤焦富氧-水蒸氣氣化反應(yīng)較催化前的表觀反應(yīng)速率提高1.34-1.41倍,表觀活化能下降31-33kJ·mol-1:添加復(fù)合催化劑Ca(OH)2-Na2CO3的表觀活化能較添加Ca(OH)2下降10.44-16.10kJ·mol-1,且Ea與指前因子A存在線性補(bǔ)償關(guān)系。 利用線型分布式多孔注氣點氣化爐及采用不同工藝進(jìn)行催化氣化時,煤氣組分較催化前更接近于熱力學(xué)理論煤氣,氣化效率、燃燒區(qū)面積均優(yōu)于常規(guī)氣化,并且催化氣化對地下爐一次荒煤氣的脫硫及脫焦具有協(xié)同效應(yīng)。催化點火可以提高煤層升溫速率,并且溫度變化趨勢與數(shù)值模擬過程基本一致。
[Abstract]:Because coal underground gasification technology is restricted by coal seam occurrence condition , geological structure , hydrogeologic condition and so on , the composition , calorific value and gas production stability of underground coal gas are difficult to reach the effect of ground coal gas production , which limits the commercial application of this technology .

The experimental results show that the coal catalytic reaction can be carried out by using the underground catalyst injection method , so that the gas quality and the gasification reaction rate can be improved .

Based on the specific surface area test , XRD and SEM analysis , the specific surface area of anthracite is increased and the graphitization process of anthracite is delayed .

The apparent activation energy of Ca ( OH ) 2 - Na2CO3 can be increased by 1 . 34 - 1 . 41 times , and the apparent activation energy is decreased by 31 - 33 kJ 路 mol - 1 . The apparent activation energy of Ca ( OH ) 2 - Na2CO3 is decreased by 10.44 - 16.10kJ 路 mol - 1 than that before catalysis , and Ea has linear compensation relation with the former factor A .

A linear distributed multi - hole gas injection point gasification furnace and different processes are used for catalytic gasification , the gas components are closer to the thermodynamic theory coal gas before catalysis , the gasification efficiency and the combustion zone area are better than that of conventional gasification , and the catalytic gasification has a synergistic effect on the desulfurization and decoking of the primary raw coal gas in the underground furnace .
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD84

【共引文獻(xiàn)】

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4 劉敬;王智化;項飛鵬;黃鎮(zhèn)宇;劉建忠;周俊虎;岑可法;;準(zhǔn)東煤中堿金屬的賦存形式及其在燃燒過程中的遷移規(guī)律實驗研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報;2014年03期

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本文編號：1935435