多年以來,煤炭在我國能源利用中占有重要地位,它是一種結(jié)構非常復雜的物質(zhì),廣泛用于燃料和化工生產(chǎn)領域,通過熱解等技術可將其價值充分利用。現(xiàn)有煤熱解工藝存在諸多問題,如焦油質(zhì)量不高、氣固分離和油塵分離等難題。催化熱解是解決以上問題的重要途徑。催化劑在催化熱解中可以起到降低反應活化能和調(diào)控產(chǎn)物的組成與分布的目的,因此根據(jù)目標產(chǎn)物探究熱解催化劑具有很高價值。本文以神東煤中低溫熱解為研究對象,研究適宜催化劑對熱解產(chǎn)物進行調(diào)控,得到具有高附加值化學品物質(zhì)。熱重-紅外聯(lián)儀(TG-FTIR)熱解實驗表明,神東煤熱解失重為30.36%,其失重主要集中在350-600℃溫度段。催化熱解下,神東煤的失重率均有所增加,且熱解逸出揮發(fā)性物質(zhì)有不同程度增加。動力學計算結(jié)果表明,神東煤在400-500℃時,熱解活化能為38.69kJ/mol,500-700℃時,熱解活化能為15.86kJ/mol;催化熱解下,活潑熱解段活化能均有一定程度的減小,活化能按從小到大排序為:Ni/γ-Al203γ-Al2O3Ce-Ni/γ-Al2O3Ce-Co/γ-Al2O3Co/y-Al2O3Rawcoal;二次脫氣階段活化能小幅降低,活化能按從小到大排序為:Ce-Ni/γ-Al2O3Ce-Co/γ-Al2O3Co/γ-Al2O3Ni/γ-Al2O3Rawcoal。表明催化劑可降低熱解反應活化能,其中鎳催化劑作用效果較好。粉-粒流化床熱解實驗表明,隨著熱解溫度升高,焦油收率呈先增加后減少趨勢,650℃時焦油收率最大,達到13.76%;氣體產(chǎn)率呈單調(diào)遞增趨勢,700℃時最大,達到10.8X 10-2L/g;半焦收率呈單調(diào)減小趨勢,從終溫500℃時的80.43%下降到700℃時的63.69%;焦油中BTX(苯、甲苯和二甲苯)含量單調(diào)增加,其中苯的含量緩慢增加,甲苯和二甲苯明顯增加;焦油中單環(huán)芳烴類物質(zhì)含量變化不大,基本穩(wěn)定在5%左右;焦油中酚類和脂肪烴類物質(zhì)含量分別單調(diào)減小;焦油中萘類物質(zhì)含量單調(diào)遞增;焦油中多環(huán)芳烴類物質(zhì)含量先下降后升高。與石英砂為流化介質(zhì)時相比,Ni/γ-Al2O3和Ce-Ni/y-Al203催化劑為流化介質(zhì)時,半焦收率變化不大,焦油收率略微降低,氣體產(chǎn)率增加;焦油中BTX含量增幅較大,較原煤熱解分別增加76.96%和96.71%;焦油中單環(huán)芳烴含量分別為15.55%和13.88%。Co/y-A12O3和Ce-Co/γ-Al2O3催化劑為流化介質(zhì)時,半焦收率變化不大,焦油收率略微降低,氣體產(chǎn)率增加;焦油中BTX含量增幅較大,較原煤熱解分別增加71.71%和97.37%;焦油中單環(huán)芳烴含量分別為14.47%和17.39%。
【學位單位】：西北大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TQ530.2
【部分圖文】：

１．２煤熱解逡逑１．２．１煤的熱解機理逡逑煤的熱解可以看作自由基之間發(fā)生一系列相互作用的過程，圖１－２為煤熱解機理圖，逡逑煤顆粒在外加強熱源的作用下其結(jié)構中的大分子官能團發(fā)生部分斷鍵，生成大量的自由逡逑基碎片，這些自由基之間再發(fā)生一定的作用，進而生成穩(wěn)定的物質(zhì)［＂，１２】。所以研究熱解逡逑過程中每一步自由基的生成途徑，對于充分利用此項技術具有重要價值和意義。逡逑３逡逑

第一章緒論逡逑回轉(zhuǎn)爐的代表工藝為Ｔｏｓｃｏａｌ法工藝，如圖１－３所示，該工藝的一個顯著特征是通逡逑過熱瓷球?qū)㈩A熱后的原煤進行熱解，然后通過提升管連續(xù)利用。逡逑ｆ邋Ｆｌｕｅ邋Ｒａｓ逡逑，邐ｌｊ｜＾ｔ邋ｃａｒｒｉｅｒ邐７邐Ｉ邐｜0逡逑＊逡逑—」逡逑＂ｐ？ｒ逡逑ＣＺＺ３邋ＬａＬ３＾逡逑Ｉ．邋Ｃｏａｌ邋ｈｏｐｐｅｒ：邋２．邋Ｒｉｓｅｒ：邋３．邋Ｃｙｃｌｏｎｅ：邋４．邋Ｓｃｒｕｂｂｅｒ：邋５．邋Ｐｏｒｃｅｌａｉｎ邋ｂａｌｌ邋ｈｅａｔｅｒ：逡逑６．邋Ｒｏｔａｒｙ邋ｐｙｒｏｉｙｚｅｒ；邋７．邋Ｒｏｔａｒｙ邋ｓｃｒｅｅｎ：邋８，邋Ｔａｒ邋ｓｅｐａｒａｔｅｒ；邋９．邋Ｃｈａｒ邋ｃｏｏｌｅｒ；邋１０．邋Ｐｏｒｃｅｌａｉｎ邋ｒｉｓｅｒ．逡逑圖１－３邋Ｔｏｓｃｏａｌ法工藝流程ｍ逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋Ｔｏｓｃｏａｌ邋ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ逡逑移動床的代表工藝為Ｌｕｒｇｉ－Ｒｕｈｒｇａｓ熱解工藝，如圖１－４所示，該技術的一個顯著特逡逑征是通過半焦熱載體作為熱解熱量來源

第一章緒論逡逑回轉(zhuǎn)爐的代表工藝為Ｔｏｓｃｏａｌ法工藝，如圖１－３所示，該工藝的一個顯著特征是通逡逑過熱瓷球?qū)㈩A熱后的原煤進行熱解，然后通過提升管連續(xù)利用。逡逑ｆ邋Ｆｌｕｅ邋Ｒａｓ逡逑，邐ｌｊ｜＾ｔ邋ｃａｒｒｉｅｒ邐７邐Ｉ邐｜0逡逑＊逡逑—」逡逑＂ｐ？ｒ逡逑ＣＺＺ３邋ＬａＬ３＾逡逑Ｉ．邋Ｃｏａｌ邋ｈｏｐｐｅｒ：邋２．邋Ｒｉｓｅｒ：邋３．邋Ｃｙｃｌｏｎｅ：邋４．邋Ｓｃｒｕｂｂｅｒ：邋５．邋Ｐｏｒｃｅｌａｉｎ邋ｂａｌｌ邋ｈｅａｔｅｒ：逡逑６．邋Ｒｏｔａｒｙ邋ｐｙｒｏｉｙｚｅｒ；邋７．邋Ｒｏｔａｒｙ邋ｓｃｒｅｅｎ：邋８，邋Ｔａｒ邋ｓｅｐａｒａｔｅｒ；邋９．邋Ｃｈａｒ邋ｃｏｏｌｅｒ；邋１０．邋Ｐｏｒｃｅｌａｉｎ邋ｒｉｓｅｒ．逡逑圖１－３邋Ｔｏｓｃｏａｌ法工藝流程ｍ逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋Ｔｏｓｃｏａｌ邋ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ逡逑移動床的代表工藝為Ｌｕｒｇｉ－Ｒｕｈｒｇａｓ熱解工藝，如圖１－４所示，該技術的一個顯著特逡逑征是通過半焦熱載體作為熱解熱量來源

【參考文獻】

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本文編號：2813951