發(fā)布時(shí)間：2020-08-26 12:21

【摘要】：我國(guó)焦化行業(yè)每年都會(huì)產(chǎn)生大量揮發(fā)分較低、灰分高、反應(yīng)性較差并且具有一定粘結(jié)性的洗中煤。這些質(zhì)量比較差的洗中煤一般都作為鍋爐燃料廉價(jià)銷售,運(yùn)輸成本高,經(jīng)濟(jì)性差。針對(duì)洗中煤具有一定粘結(jié)性的特點(diǎn),本文以平頂山瘦煤和兗州氣煤為研究對(duì)象,研究了不同催化劑(NaCl、KCl、Na_2CO_3、K_2CO_3和CaO)、不同催化劑負(fù)載量(0.001mol、0.002mol和0.003mol)以及煤樣粒徑(d0.2mm和0.5mmd1mm)對(duì)煤樣破粘效果的影響。選擇達(dá)到完全破粘效果的催化劑(K_2CO_3)以及對(duì)應(yīng)粒徑下的煤樣在950℃條件下制成焦樣進(jìn)行固定床氣化實(shí)驗(yàn)。在氣化實(shí)驗(yàn)中,首先考察了煤焦量(2g、3g、4g和5g)以及二氧化碳?xì)饬髁?0.5L·min~(-1)、0.75L·min~(-1)、1L·min~(-1)和1.25L·min~(-1))對(duì)內(nèi)外擴(kuò)散的影響,然后選取能夠消除內(nèi)外擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)條件,研究不同溫度(750℃、800℃、850℃和900℃)以及不同催化劑負(fù)載量對(duì)煤焦碳轉(zhuǎn)化率的影響并建立反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型(均相模型和縮核模型)。研究結(jié)果表明:(1)不同催化劑對(duì)煤樣破粘效果的強(qiáng)弱順序?yàn)镵_2CO_3Na_2CO_3KClCaONaCl,粒徑小于0.2mm的煤樣采用K_2CO_3負(fù)載后可實(shí)現(xiàn)完全破粘;催化劑負(fù)載量越大,破粘效果越好。(2)當(dāng)煤焦量為3g,二氧化碳?xì)饬髁繛?L·min~(-1)時(shí)可消除固定床中二氧化碳?xì)饣瘍?nèi)外擴(kuò)散的影響。(3)溫度越高,催化劑負(fù)載量越大,煤焦的碳轉(zhuǎn)化率越高。其中,每克兗州氣煤的K_2CO_3負(fù)載量為0.003mol,溫度為850℃時(shí),煤焦反應(yīng)60min的碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%。溫度為900℃時(shí),反應(yīng)40min,碳轉(zhuǎn)化率即可達(dá)到100%。每克兗州氣煤的K_2CO_3負(fù)載量為0.002mol時(shí),煤焦反應(yīng)50min時(shí)的碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%。(4)均相模型和縮核模型對(duì)平頂山瘦煤氣化動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)的相關(guān)性較高,相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.98以上;對(duì)兗州氣煤氣化動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)的相關(guān)性略低,相關(guān)系數(shù)在0.95左右。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ546
【圖文】：

-1。圖3.1 固定床氣化裝置與石英管的照片F(xiàn)ig 3.1 Photo of fixed bed gasifier and quartz tube（a）固定床氣化裝置；（b）石英管3.2.2 氣化活性的測(cè)定氣化活性實(shí)驗(yàn)采用德國(guó) NETZSCH 公司生產(chǎn)的 STA 449F3 常壓熱分析儀進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)樣品用量為 5 15mg。首先用計(jì)算機(jī)設(shè)定相關(guān)程序，包括載氣、天平吹掃氣、反應(yīng)氣、反應(yīng)溫度、升溫速率以及停留時(shí)間等等。待熱分析儀衡重完畢，準(zhǔn)備開始實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先將煤樣放入經(jīng)高溫煅燒的的氧化鋁坩堝內(nèi)，關(guān)閉反應(yīng)器并抽真空（一般需要抽 2 次），然后通入載氣、天平吹掃氣和反應(yīng)氣，載氣為高純氬氣（純度為99.999％），天平吹掃氣為高純氮?dú)猓兌葹?99.999％），反應(yīng)氣為純度為99.99％的二氧化碳

4.1.1 平頂山瘦煤（1）同種負(fù)載量不同種催化劑的比較圖4.1 平頂山瘦煤—原煤焦以及負(fù)載量為0.001mol 的不同催化劑種類的煤焦的SEM 照片F(xiàn)ig 4.1 PDS—SEM photographs of raw coal char and coal char with 0.001molloading capacity ofdifferent catalysts（a）：原煤焦；（b）NaCl（0.001mol）；（c）KCl（0.001mol）；（d）Na2CO3（0.001mol）；（e）K2CO3（0

由圖 4.2 可知碳酸鉀的負(fù)載量越大，平頂山瘦煤煤焦的微孔結(jié)構(gòu)越多，煤質(zhì)也越疏松，煤的反應(yīng)活性位點(diǎn)也就越多，因此氣化活性越高。圖4.2 平頂山瘦煤—原煤焦以及負(fù)載了K2CO3的不同負(fù)載量的煤焦的SEM 照片F(xiàn)ig 4.2 PDS—SEM photos of raw coal char and coal char loaded with different loading capacities ofK2CO3（a）原煤焦；（b）K2CO3（0.001mol）；（c）K2CO3（0.002mol）；（d）K2CO3（0.003mol）a bc d

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 方夢(mèng)祥;厲文榜;岑建孟;王勤輝;駱仲泱;;煤催化氣化技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J];化工進(jìn)展;2015年10期

2 李陽(yáng);劉洋;馮偉;趙斌;智科端;滕英躍;宋銀敏;何潤(rùn)霞;周晨亮;劉全生;;氧化鈣對(duì)勝利褐煤焦水蒸氣氣化反應(yīng)性能及微結(jié)構(gòu)的影響[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2015年09期

3 高攀;顧松園;鐘思青;金永明;曹勇;;小型固定床煤催化氣化動(dòng)力學(xué)研究[J];天然氣化工(C1化學(xué)與化工);2015年03期

4 竹懷禮;王西明;王興軍;于廣鎖;王輔臣;;FT-IR和SEM用于煤階對(duì)煤催化加氫氣化影響的研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2014年10期

5 李偉偉;李克忠;康守國(guó);鄭巖;張榮;畢繼誠(chéng);;煤催化氣化中非均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2014年03期

6 周晨亮;劉全生;李陽(yáng);智科端;滕英躍;宋銀敏;;勝利褐煤水蒸氣氣化制富氫合成氣及其固有礦物質(zhì)的催化作用[J];化工學(xué)報(bào);2013年06期

7 陳鴻偉;陳江濤;索新良;趙振虎;高松;韓亮;;催化劑添加方式及微波干燥對(duì)煤催化氣化的影響[J];華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年04期

8 白宗慶;李文;尉遲唯;白進(jìn);;褐煤在合成氣氣氛下的低溫?zé)峤饧鞍虢谷紵匦訹J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

9 韋章兵,曾蒲君,李華祥,馮治斌;粘結(jié)性煤的破粘方法試驗(yàn)研究[J];中州煤炭;1997年03期

10 馬淑英;;微波加熱法測(cè)煤中的水[J];煤炭分析及利用;1996年04期

本文編號(hào)：2805165