【摘要】：高硫煤相對(duì)儲(chǔ)量逐漸增加及其利用途徑的有限,使得高硫煤高效、清潔利用成為亟待解決的問題,鈣基添加劑與高硫煤共熱解是高硫煤有效利用途徑之一。鈣基添加劑與高硫煤共熱解后形成固體產(chǎn)物,可用作固體清潔燃料,燃料在燃燒過程中由于鈣基添加劑的加入可達(dá)到較好的固硫效果;同時(shí)以CaCO_3為添加劑時(shí)也可大幅度改變氣相產(chǎn)物中各組分相對(duì)含量,各組分相對(duì)含量的變化有利于焦?fàn)t煤氣下游產(chǎn)品(如CH4、CH4O、油等)的合成。本文以高硫原煤為研究對(duì)象,考察鈣基添加劑下煤熱解過程中固硫效果及熱解后氣固相產(chǎn)物分布規(guī)律。運(yùn)用X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)分別對(duì)鈣基添加劑下煤熱解過程中無機(jī)硫化物、有機(jī)硫變化規(guī)律進(jìn)行了分析,運(yùn)用熱重-質(zhì)譜聯(lián)用(TG-MS)模擬分析了煤熱解過程中氣體產(chǎn)物的釋放,利用氣相色譜(GC)對(duì)煤熱解后氣相產(chǎn)物相對(duì)含量進(jìn)行了分析,主要包括以下幾方面。(1)鈣基添加劑改變了煤熱解后焦炭產(chǎn)率,鈣基添加劑為CaCO_3時(shí)焦炭產(chǎn)率隨著鈣硫比增加逐漸減少;添加劑為CaO時(shí)焦炭產(chǎn)率隨著鈣硫比增加逐漸增加,主要是因?yàn)樵诟邷叵翪aCO_3分解的CO2與煤中C發(fā)生氣化反應(yīng)降低了焦炭產(chǎn)率。(2)在高溫進(jìn)料下,鈣基添加劑大大提高了熱解過程中固硫效果,低鈣硫比下添加劑為CaCO_3表現(xiàn)出較好固硫效果,隨著鈣硫比增加添加劑固硫效果逐漸增加,當(dāng)鈣硫比達(dá)到一定值,不同添加劑表現(xiàn)出固硫效果比較接近。(3)鈣基添加劑使焦中有機(jī)硫含量降低,無機(jī)硫化物含量升高;鈣基添加劑并未改變焦中有機(jī)硫存在形態(tài),即均以噻吩及硫醇硫醚類硫化物形式存在,但改變了無機(jī)硫化物存在形式,使無添加劑以FeS形式存在變?yōu)樘砑觿⿻r(shí)以CaS形式存在。(4)鈣基添加劑的加入會(huì)改變氣相產(chǎn)物各組分含量。當(dāng)添加劑為CaCO_3時(shí)氣相產(chǎn)物中H2、CO含量升高,但對(duì)CH4含量影響相對(duì)較小。隨著鈣硫比增加氣相產(chǎn)物中CO含量逐漸增加。與CaCO_3相比,CaO對(duì)氣相產(chǎn)物含量影響相對(duì)較小。(5)鈣基添加劑對(duì)氣相產(chǎn)物中各組分相對(duì)含量有較大影響。當(dāng)添加劑為CaCO_3時(shí),隨著添加劑鈣硫比增加,氣相產(chǎn)物中H2、CH4相對(duì)含量逐漸減少,CO相對(duì)含量逐漸升高;添加劑為CaO時(shí)氣相產(chǎn)物中各組分相對(duì)含量變化較小。(6)添加劑CaCO_3的加入改變了氣相產(chǎn)物中H2/CO、H/C比值。H2/CO、H/C比值隨著添加劑鈣硫比增加而逐漸減小,且近似呈直線下降。在熱解過程中添加劑CaCO_3起到了向氣相產(chǎn)物補(bǔ)炭的作用。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ530.2

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