發(fā)布時(shí)間：2020-06-03 22:36

【摘要】：我國(guó)的化石燃料能源目前呈現(xiàn)出的特點(diǎn)是“富煤、少油、貧氣”,煤炭作為最主要化石能源的格局將長(zhǎng)時(shí)間不會(huì)改變。散煤在燃燒過程中排放的氣態(tài)污染物不易擴(kuò)散,距離地表近,會(huì)嚴(yán)重危害環(huán)境。低階粉煤是散煤的主要來源,炭化型煤具有抗壓強(qiáng)度高、對(duì)環(huán)境污染微乎其微的特點(diǎn)。將低階粉煤制備炭化型煤技術(shù)是低階煤科學(xué)、合理轉(zhuǎn)化的一條重要技術(shù)途徑。本文以型煤為主要原料,考察了炭化條件對(duì)型煤性能的影響,并對(duì)型煤炭化過程中熱失重和揮發(fā)分釋放規(guī)律進(jìn)行研究;利用Aspen Plus軟件對(duì)炭化過程進(jìn)行數(shù)值模擬和評(píng)價(jià);最后,研究了實(shí)際生產(chǎn)工藝并進(jìn)行了物料衡算。經(jīng)研究獲得的主要結(jié)果和結(jié)論如下。(1)炭化條件對(duì)炭化型煤的抗壓強(qiáng)度、燃燒特性和炭化產(chǎn)率有不同程度的影響。在相同的炭化終溫時(shí),炭化型煤的抗壓強(qiáng)度隨著炭化時(shí)間增加而升高;在相同的保溫時(shí)間下,炭化型煤的抗壓強(qiáng)度隨著炭化溫度增加而升高。炭化型煤的炭化產(chǎn)率也符合相同的規(guī)律。從熱重分析結(jié)果可知,隨溫度升高和時(shí)間增加,型煤中的揮發(fā)分不斷析出,在453℃達(dá)到最大失重速率。在炭化終溫750℃,保溫時(shí)間為15min的工藝條件下生產(chǎn)的產(chǎn)品性能就能達(dá)到現(xiàn)行潔凈型煤標(biāo)準(zhǔn)。(2)Aspen Plus軟件模擬炭化型煤生產(chǎn)流程結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室結(jié)果相符合。采用Aspen Plus軟件建立炭化型煤制備過程的簡(jiǎn)化模型,將型煤炭化熱解的過程簡(jiǎn)化為CPD模型,將得出的炭化產(chǎn)率模擬值與實(shí)驗(yàn)室實(shí)際值進(jìn)行了比較,認(rèn)為使用該模型是可靠的。針對(duì)干燥過程、炭化產(chǎn)率隨溫度變化情況和型煤含碳量隨溫度變化的結(jié)果進(jìn)行了分析,分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致,600℃-800℃時(shí)有利于熱解。為熱解炭化型煤工藝的優(yōu)化提供了參考依據(jù)。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果,和Aspen Plus軟件模擬結(jié)果,結(jié)合物料平衡和熱量平衡,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,本論文采用立式熱解一體爐中低溫型煤干餾工藝技術(shù),研究核心工藝流程和工藝參數(shù),分析核心設(shè)備干餾爐的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),對(duì)干餾爐進(jìn)行物料平衡和熱量衡算,為實(shí)際生產(chǎn)時(shí)調(diào)整工藝提供參考。熱解炭化項(xiàng)目建成后可以回收炭化熱解低階粉煤過程中副產(chǎn)物煤焦油和煤氣,實(shí)現(xiàn)低階煤的分級(jí)利用。
【圖文】：

第二章 實(shí)驗(yàn)原料、裝置及測(cè)試方法二章 實(shí)驗(yàn)原料、裝置及測(cè)試方用原料破碎、配煤、均化、成型得到未炭化型煤表 2. 1 所示。表 2. 1 原料工業(yè)分析和元素分析結(jié)果元素分析（wt%，ad） 工業(yè)分析H N S OaM A 3.99 6.04 0.67 1.2 1.34 18.65ence 2. 1 所示。

熱解炭化型煤工藝研究及優(yōu)化12圖 2. 2 管式爐結(jié)構(gòu)示意圖2.2.3 熱重分析儀熱重分析儀（Pyris1 TGA）主要由溫度控制系統(tǒng)和重量測(cè)試系統(tǒng)組成。熱重分析儀裝置圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況如圖 2. 3 所示。圖 2. 3 Pyris1 TGA 型熱重分析儀2.2.4 在線氣體分析質(zhì)譜儀在線氣體分析質(zhì)譜儀（QIC20 型）用來在線檢測(cè)在模擬型煤炭化過程中釋放的H2、CO 和 CH4 氣體。在線氣體分析質(zhì)譜儀（QIC20 型）結(jié)構(gòu)如圖 2. 4 所示。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ530.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2695501