發(fā)布時間：2020-05-15 01:56

【摘要】：我國是世界主要的煤炭資源消費國之一,目前煤炭資源主要用于直接燃燒,這種單一的利用方式不僅導致煤炭資源利用率低,也引發(fā)了諸多環(huán)境污染問題。根據(jù)煤在不同階段的反應特性對其進行分級轉(zhuǎn)化利用、發(fā)展?jié)崈裘杭夹g,對我國資源可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護具有重要意義。煤熱解過程可以生產(chǎn)具有高利用價值的煤氣、煤焦油以及大量半焦,是實現(xiàn)煤質(zhì)分級利用的有效途徑。本論文結合課題組開發(fā)的甲烷二氧化碳重整與煤熱解耦合過程,重點考察了熱解半焦的氣化反應活性及燃燒特性。本文在固定床反應裝置中對不連溝次煙煤進行熱解制得不同半焦,并在熱重分析儀上對半焦的氣化反應性和燃燒反應特性進行研究。通過探討和分析不同熱解條件(熱解溫度、停留時間和熱解氣氛)、煤中礦物質(zhì)和氣化溫度等因素對半焦氣化過程影響發(fā)現(xiàn),熱解條件對半焦的氣化反應活性有重要影響。在450-750℃范圍內(nèi),較低熱解溫度下所制半焦具有更高的氣化反應活性；半焦的氣化反應活性隨停留時間延長而降低；與熱解溫度和停留時間相比,熱解氣氛對半焦氣化反應活性影響相對較弱,加氫熱解和煤熱解與甲烷二氧化碳重整耦合過程所制半焦的氣化反應活性略高于氮氣氣氛熱解半焦的氣化反應活性。通過對不連溝煤脫灰預處理,考察灰分中礦物質(zhì)對半焦氣化反應活性的影響。研究發(fā)現(xiàn)：原煤熱解半焦的氣化反應活性高于脫灰煤熱解半焦。究其原因,煤中礦物質(zhì)所含的堿金屬和堿土金屬對半焦的氣化反應有催化作用,可有效提高半焦的氣化反應活性。在800-900℃溫度范圍內(nèi),半焦的氣化反應活性隨氣化溫度的升高而顯著增大。采用非等溫熱重分析法研究了熱解條件(熱解溫度、停留時間和熱解氣氛)以及燃燒升溫速率對半焦燃燒行為的影響,并利用Coats-Redfern積分法對半焦燃燒過程的主要反應區(qū)進行了動力學計算。結果表明：熱解溫度對甲烷二氧化碳重整與煤熱解耦合過程半焦的燃燒反應特性有重要影響。隨熱解溫度升高,半焦燃燒反應性呈下降趨勢,反應活化能逐漸增加,這與半焦中較低的揮發(fā)分成正相關。熱解停留時間和熱解氣氛對半焦燃燒影響較小。與在氮氣中熱解半焦相比,加氫熱解和甲烷二氧化碳重整與煤熱解耦合過程半焦表現(xiàn)出幾乎相同的燃燒特征和反應活化能。燃燒升溫速率顯著影響半焦的燃燒特性,提高燃燒升溫速率促使半焦燃燒反應在更高溫度下進行。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ530.2

【參考文獻】

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1 白麗麗;李揚;崔W，

本文編號：2664281