【摘要】：在固定床熱解反應器上進行煤熱解試驗,考察煤種、溫度、停留時間、氣氛、升溫速率及溶劑預處理對煤熱解行為的影響,并通過柱層析和氣相色譜分別對焦油族組分和熱解氣組成進行分析。結(jié)果表明,由于煤結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的差異,不同煤種熱解產(chǎn)物產(chǎn)率分布及組成差別很大;熱解終溫為600℃時,焦油產(chǎn)率最高,且在此溫度下停留15min后,析出物產(chǎn)率基本不再增加;CO2氣氛下熱解析出物產(chǎn)率小于N2氣氛下,說明CO2對煤熱解反應有一定的抑制作用;隨著升溫速率的增加,總失重率基本不變,但最大失重速率對應的溫度會向高溫方向移動;四氫萘和甲基萘油溶脹預處理過程可改變煤中某些弱鍵結(jié)構(gòu),使熱解析出物產(chǎn)率增大,且四氫萘的預處理效果優(yōu)于甲基萘油。淮南煤與其低溫煤焦油或煤焦油蒸餾殘渣共熱解研究表明,煤焦油或其蒸餾殘渣與淮南煤質(zhì)量比小于5:100時焦油產(chǎn)率的實驗值大于理論計算值,存在協(xié)同作用,且在1:100時最大,焦油產(chǎn)率分別相對提高7.66%和7.39%。當添加比例達到10:100時,由于縮聚反應加劇,對焦油的生成存在抑制作用。通過TG、EPR及光學顯微鏡分析佐證了上述協(xié)同作用和抑制作用的存在。對共熱解焦油進行正己烷可溶物含量測定、GC/MS、1H-NMR分析發(fā)現(xiàn)共熱解焦油的品質(zhì)得到改善,甲苯、二甲苯、三甲苯、苯酚、甲酚、二甲酚等產(chǎn)物產(chǎn)率提高。同時通過對熱解氣的GC分析,表明提高焦油產(chǎn)率品質(zhì)的本質(zhì)原因在于煤中添加煤焦油共熱解時,可增大揮發(fā)物析出阻力,促使更多的H·和CH3·自由基與煤裂解碎片結(jié)合形成更多中等分子的焦油產(chǎn)物,同時熱解氣中C1-C4氣態(tài)烴比例增加,CO、CO2比例下降,熱解氣高位發(fā)熱值升高�；茨厦骸矢駹柮�、大柳塔煤與渣油共熱解時,焦油產(chǎn)率提高,也存在協(xié)同作用;但由于煤結(jié)構(gòu)的差異性,協(xié)同作用不同;且熱解焦油中正己烷可溶物和脂肪族比例大幅提高,焦油品質(zhì)得到改善。隨著渣油添加比例的增加,熱解氣中CO、CO2比例降低,∑C1-C4比例增加;∑C1-C4中CH4比例降低,C2、C3、C4烷烴比例升高,且Cn/∑C1-C4與渣油/煤的比例有很好的線性關系。結(jié)果表明,渣油在熱解過程中有供氫作用,協(xié)同作用機理與煤焦油共熱解一致。
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ530.2;TE621
【圖文】：

２．３．２焦油中水分含量測定逡逑焦油中水分含量測定按照國標ＧＢ／Ｔ邋２２８８－２００８焦化產(chǎn)品中水分測定方法進行，水分測逡逑定裝置示意圖如圖２．２所示。操作步驟：①用約５0ｍｌ甲苯將焦油收集裝置內(nèi)的液體產(chǎn)物洗逡逑出，將溶液倒入圓底燒瓶，為防止爆沸，加入少許沸石；②連接好水分測定管、冷凝管，逡逑用少許脫脂棉塞住冷凝管上方管口，以防止空氣中水分進入；③打開冷卻水，電加熱套開逡逑關，調(diào)節(jié)功率，待水分不再增加時，增大加熱功率并保持５ｍｉｎ后停止，記錄水的體積Ｖ；逡逑④若水層渾濁，將其放在熱水中一段時間，澄清后記錄體積Ｖ。液體產(chǎn)物中水分質(zhì)量即為逡逑Ｆ＊邋Ｐ邋（邋Ｐ為室溫常壓下水的笛度）。逡逑Ａ邋３逡逑圖２．２焦油中水分測定裝置逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ａｐｐａｒａｔｕｓ邋ｏｆ邋ｍｏｉｓｔｕｒｅ邋ａｎａｌｙｚｅｒ逡逑１－冷卻管；２－水分測定管；３－蒸餾瓶逡逑

邐邐９／邐！0／逡逑圖２．１熱解實驗裝置示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ邋ａｐｐａｒａｔｕｓ逡逑１－載氣鋼瓶；２－減壓閥；３－質(zhì)量流量計；４－溫度控制器：５－管式電阻爐；６－熱電偶；逡逑７－煤樣；８－冰水混合物；９－冷阱；１０－電子制冷控制器；１１－集氣袋逡逑２．３．２焦油中水分含量測定逡逑焦油中水分含量測定按照國標ＧＢ／Ｔ邋２２８８－２００８焦化產(chǎn)品中水分測定方法進行，水分測逡逑定裝置示意圖如圖２．２所示。操作步驟：①用約５0ｍｌ甲苯將焦油收集裝置內(nèi)的液體產(chǎn)物洗逡逑出，將溶液倒入圓底燒瓶，為防止爆沸，加入少許沸石；②連接好水分測定管、冷凝管，逡逑用少許脫脂棉塞住冷凝管上方管口，以防止空氣中水分進入；③打開冷卻水，電加熱套開逡逑關，調(diào)節(jié)功率，待水分不再增加時，增大加熱功率并保持５ｍｉｎ后停止，記錄水的體積Ｖ；逡逑④若水層渾濁，將其放在熱水中一段時間，澄清后記錄體積Ｖ。液體產(chǎn)物中水分質(zhì)量即為逡逑Ｆ＊邋Ｐ邋（邋Ｐ為室溫常壓下水的笛度）。逡逑Ａ邋３逡逑圖２．２焦油中水分測定裝置逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ａｐｐａｒａｔｕｓ邋ｏｆ邋ｍｏｉｓｔｕｒｅ邋ａｎａｌｙｚｅｒ逡逑１－冷卻管；２－水分測定管；３－蒸餾瓶逡逑

實驗提供可靠的數(shù)據(jù)。逡逑２．６熱重實驗逡逑熱重實驗在法國ＳＥＴＡＲＡＭ公司生產(chǎn)的ＴＧ－ＤＴＡ／ＤＳＣ熱天平上進行，示意圖如圖２．３逡逑所示。在瓷琳禍（３ｍｍ高，內(nèi)徑５ｍｍ）內(nèi)稱取樣品５±０．１ｍｇ煤樣，以１０°Ｃ／ｍｉｎ的升溫速度從逡逑室溫升至９００°Ｃ，載氣為高純Ｎ２，流量為６０ｍＬ／ｍｉｎ。得到熱重曲線（ＴＧ）、微分熱重曲線（ＤＴＧ）逡逑以及分析動力學的各項參數(shù)。逡逑Ｉ邋＇ｆ邋ｆ逡逑ｉｆｌ邋ｓｒ邋ＥＨ逡逑ｉ邐」邐—逡逑圖２．３高溫熱重分析儀示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＴＧ邋ａｎａｌｙｓｉｓ逡逑１－高壓氣瓶；２－針形閥；３－質(zhì)量流量計；４－三通閥；５－氣體入口；邋６－氣體出口；逡逑７－爐膛；８－平衡系統(tǒng)；９－計算機控制系統(tǒng)逡逑２．７高溫熱臺實驗逡逑高溫熱臺顯微鏡觀察實驗儀器見圖２．４，將約２０ｍｇ樣品壓片后裝入Ｏ８ｍｍＸ２．０ｍｍ瓷逡逑干鍋內(nèi)，置于熱臺內(nèi)。熱臺按室溫—４５０°Ｃ（４０°Ｃ／ｍｉｎ）—６００°Ｃ（５°Ｃ／ｍｉｎ）邋—８００°Ｃ（ＨＴＣ／ｍｉｎ）逡逑升溫程序加熱，通過顯微鏡觀察并記錄圖片及對應的溫度。逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2783360