【摘要】：為實(shí)現(xiàn)中低階煤分級(jí)轉(zhuǎn)化聯(lián)產(chǎn)低碳燃料和化學(xué)品,中低階煤熱解多聯(lián)產(chǎn)分級(jí)利用被認(rèn)為是煤炭清潔高效利用的有效途徑之一。通過(guò)水熱預(yù)處理從熱解源頭來(lái)提高熱解油氣的品質(zhì),開(kāi)展對(duì)低階煤結(jié)構(gòu)與其熱解產(chǎn)物之間的關(guān)聯(lián)研究,從煤中碳結(jié)構(gòu)層面研究水熱處理對(duì)熱解產(chǎn)物分布的影響機(jī)理、提高熱解焦油產(chǎn)率及合理利用熱解焦油,具有重要的理論意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文以小龍?zhí)逗置?XLT)、先鋒褐煤(XF)和勝利褐煤(IM)為原料,采用水熱處理的方法,在高壓釜中對(duì)褐煤進(jìn)行水熱處理,考察了水熱處理對(duì)煤中碳結(jié)構(gòu)及其熱解產(chǎn)物分布的影響,通過(guò)13C固體核磁(13C-NMR)和傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FTIR)對(duì)處理前后煤樣結(jié)構(gòu)的表征,結(jié)果表明,水熱處理可以改變煤中弱鍵作用,降低煤中含氧量,適當(dāng)?shù)乃疅崽幚?處理溫度處于220-260℃),含氧官能團(tuán)發(fā)生水解反應(yīng),水中的氫在自由基和離子效應(yīng)的協(xié)同作用下被加入到煤中,并在煤中發(fā)生氫轉(zhuǎn)移,煤結(jié)構(gòu)中CH2/CH3比值增加,從而使得水熱處理后的煤熱解焦油產(chǎn)率增加20%上下,熱解氣產(chǎn)率降低。其中,處理后的煤熱解焦油中的烷烴比例略有提高,熱解氣體組分中CO2比例下降,烴類氣體比例明顯升高。順磁共振(EPR)檢測(cè)到水熱處理后的褐煤樣中自由基濃度增加,原因是在水熱環(huán)境中褐煤的脫氧水解作用導(dǎo)致煤中自由基濃度增加,當(dāng)處理溫度在220-260℃間時(shí),不同成煤環(huán)境的褐煤自由基濃度的增加率都存在一個(gè)最小值,說(shuō)明在此條件下處理時(shí),水中的氫可能通過(guò)自由基和離子效應(yīng)的協(xié)同作用下加入到煤中,有穩(wěn)定自由基作用,在此條件處理后的煤樣在熱解過(guò)程中生成較多的中等分子,使得其熱解焦油產(chǎn)率達(dá)到較高水平。為驗(yàn)證煤中碳結(jié)構(gòu)與其熱解產(chǎn)物分布關(guān)系,又研究了3種低階煙煤的碳結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)低階煙煤的熱解產(chǎn)物分布與煤的碳結(jié)構(gòu)也存在一定的關(guān)聯(lián),其規(guī)律與褐煤相似。研究低階煤熱解產(chǎn)物分布與煤中碳結(jié)構(gòu)的關(guān)系結(jié)果表明,對(duì)于Cdaf在73%-84%間的低階煤,其熱解焦油產(chǎn)率與CH2/CH3比值、faS/fa比值和與氧相連的碳比例存在一定的數(shù)量關(guān)系。熱解氣產(chǎn)率與O/C比和脂肪碳比成線性相關(guān)；熱解油氣組成也與煤中碳結(jié)構(gòu)存在密切的關(guān)聯(lián)。此外,采用一種集成方法對(duì)煤焦油進(jìn)行加工,發(fā)現(xiàn)原瀝青中輕組分可以調(diào)控瀝青聚合過(guò)程中QI的生成,原因是由于瀝青中輕組分的存在,在熱聚合初期,一方面小分子環(huán)繞于大、中分子周圍,形成空位穩(wěn)定作用,抑制大、中分子進(jìn)一步聚合形成QI；另一方面小分子在熱反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生一定的曳力,使得瀝青在熱縮聚過(guò)程QI解聚,降低改質(zhì)瀝青中QI含量。試驗(yàn)獲得了QI0.2%,β樹脂23%,和SP=90-100℃的改質(zhì)瀝青,為優(yōu)質(zhì)炭材料原料的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ530.2
【圖文】：

應(yīng)用于煤的干燥及其他再利用，另外還可Ｗ額外得到酸、s{及鹽類化學(xué)品，可實(shí)現(xiàn)煤逡逑熱解廢水的零排放，從而實(shí)現(xiàn)了中低階煤的分質(zhì)分級(jí)清潔高效巧用。低階煤中低溫?zé)峤忮义戏旨?jí)轉(zhuǎn)化的整體工藝思路如圖１．２所示。逡逑

，質(zhì)油產(chǎn)率和品質(zhì)的最佳條件；逡逑熱處理過(guò)程中，＾處水為載體，可Ｗ為煤樣提供活性氨，水熱處理后煤樣熱解過(guò)裂解碎片可Ｗ獲得活性氨形成穩(wěn)定的中等分子物質(zhì)，致使煤熱解產(chǎn)物分布發(fā)生油產(chǎn)率和水產(chǎn)率發(fā)生明顯變化，分析水熱處理對(duì)煤熱解焦油產(chǎn)率及品質(zhì)的影響得提高輕質(zhì)油產(chǎn)率和品質(zhì)的最佳預(yù)處理?xiàng)l件。逡逑３）c彩久悍腫詠峁褂肫淙冉獠鋟植技?jí)瓮气组成之紲Z墓叵擔(dān)誨義賢擅夯肪車拿貉浞腫詠峁共煌�，通过�?fàn)C搴舜歐治銎涮冀峁梗玫矯悍痔冀峁褂肴冉獠鋟植嫉墓亓�，磦蝤金}兔悍腫詠峁貢浠悅喝冉庥推槌傻摹ｅ義希矗┎捎靡恢旨煞椒ǘ悅航褂徒屑庸�，综簜b媒褂途換腦恚竦玫停訓(xùn)愕木制分試辭�，Ｗ制壁s冉坎牧系腦稀ｅ義轄褂途換饕僑コ褂橢械模眩�，采用颗粒学掉[叮ü越褂吞峁┩馕眩傻耐殉�，阐视z眩賞殉幕懟＠鎂換蟮拿航褂徒姓衾〉玫街形侶嗑酆細(xì)鬧�，得到高品质隔[屎�。辶x暇菅芯磕諶藎畚目蚣莧繽跡保鄧盡ｅ義希保砂嗬磯越邧芙峁溝撓捌榛韝O花邐２．水熱化s昵苫譹嬡冉飴鋟植嫉撓扒懾義希垮邋五澹煎義

本文編號(hào)：2764663