目前,石油、天然氣日益減少,全世界面臨能源短缺的巨大挑戰(zhàn)。我國“富煤、貧油、少氣”的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn),決定了我國未來很長一段時(shí)間內(nèi)以煤為主的能源利用形勢(shì)。褐煤是一種揮發(fā)分含量高、氣化活性好的低階煤,是煤氣化技術(shù)的優(yōu)質(zhì)原料。因此,將褐煤通過清潔、高效的氣化手段轉(zhuǎn)化為H2、CH4等熱值高、污染小、用途廣的氣體,對(duì)于緩解我國油氣短缺的問題具有重大戰(zhàn)略意義。本文選取鄂爾多斯褐煤為原料,采用直接催化氣化和分級(jí)轉(zhuǎn)化催化氣化兩種方式考察了褐煤的催化氣化特性,主要結(jié)論如下。首先,以廉價(jià)金屬化合物為原料制備了Ca/Fe雙活性組分復(fù)合催化劑,考察對(duì)鄂爾多斯褐煤的催化反應(yīng)活性,同時(shí)研究了其氣化產(chǎn)H2、CH4的性能。結(jié)果表明,Ca/Fe催化劑體系中,Ca5Fe7.5催化劑催化活性最佳,催化褐煤氣化的碳轉(zhuǎn)化率最高,高達(dá)76.27%,比非催化氣化時(shí)增加39.14%,提高105.41%;H2產(chǎn)率高達(dá)2.25L/g carbon,比非催化氣化時(shí)提高1.86倍,H2體積分?jǐn)?shù)提高15%。然后,對(duì)Ca/Fe復(fù)合催化劑的物相、表面形貌及還原特性進(jìn)行表征,研究催化反應(yīng)機(jī)理,并采用經(jīng)典動(dòng)力學(xué)模型對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合。結(jié)果表明,復(fù)合化劑中...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 選題目的及意義
    1.2 煤催化氣化技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤氣化技術(shù)的發(fā)展
        1.2.2 煤催化氣化催化劑的研究進(jìn)展
        1.2.3 煤催化氣化反應(yīng)機(jī)理的研究
        1.2.4 煤催化氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型
    1.3 褐煤分級(jí)轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)簡介
        1.3.1 按轉(zhuǎn)化過程分類
        1.3.2 按反應(yīng)器類型分類
    1.4 熱解條件對(duì)煤熱解特性影響的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 熱解氣氛對(duì)煤熱解特性影響的研究
        1.4.2 熱解溫度對(duì)煤熱解特性的影響
    1.5 半焦氣化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.5.1 半焦氣化反應(yīng)性的研究
        1.5.2 半焦氣化反應(yīng)機(jī)理的研究
    1.6 課題研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
        1.6.1 研究內(nèi)容
        1.6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
2 褐煤直接催化氣化Ca/Fe復(fù)合催化劑的研究
    2.1 引言
    2.2 Ca-Fe雙活性組分催化劑的制備
        2.2.1 原料
        2.2.2 制備方法
    2.3 實(shí)驗(yàn)部分
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)裝置與流程
        2.3.3 催化劑的表征技術(shù)
        2.3.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法
    2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.4.1 單組分Ca、Fe化合物催化的活性
        2.4.2 Ca/Fe雙活性組分催化劑的表征
        2.4.3 Ca/Fe雙活性組分催化劑的催化特性
    2.5 褐煤催化氣化反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)的研究
        2.5.1 反應(yīng)機(jī)理分析
        2.5.2 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型擬合
    2.6 本章小結(jié)
3 氣氛與溫度對(duì)褐煤熱解特性的影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 熱解裝置與熱解條件
        3.2.2 熱解產(chǎn)物分析與表征
        3.2.3 數(shù)據(jù)處理方法
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 氣氛與溫度對(duì)熱解產(chǎn)物收率的影響
        3.3.2 氣氛與溫度對(duì)熱解氣組成的影響
        3.3.3 氣氛與溫度對(duì)焦油組成的影響
        3.3.4 氣氛與溫度對(duì)半焦結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 褐煤半焦一步甲烷化反應(yīng)性的研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 固定床氣化反應(yīng)系統(tǒng)
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 不同熱解氣氛制備半焦的甲烷化反應(yīng)性
        4.3.2 不同熱解溫度制備半焦的甲烷反應(yīng)性
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號(hào)：4011902