以煤熱解為基礎的分級利用技術,將煤炭利用的多個工藝作為整體考慮,是實現(xiàn)煤炭清潔高效利用的重要技術之一。熱解爐是該系統(tǒng)中重要的組成,煤粉在其中受熱熱解生成半焦、熱解氣和焦油。為減小熱解爐中所需熱量,提高系統(tǒng)效率,需要在煤粉入爐前進行預熱,預熱的溫度越高,熱解爐內(nèi)需要的熱量就越小。而隨著預熱溫度的提高,煤粉發(fā)生一定程度的熱解,煤粉顆粒發(fā)生變化、焦油生成,可能發(fā)生煤粉顆粒的粘結,從而影響預熱后的順利送粉。針對該問題,本文對不同預熱溫度下煤粉顆粒的變化、焦油的析出冷凝及其對煤粉粘結的影響進行了實驗研究。選取了四種揮發(fā)分較高的煤種,采用固定床反應器進行300～700℃C的熱解實驗。使用篩分法考察半焦的變化及其對入爐的影響,結合掃描電子顯微鏡、傅里葉紅外光譜和低溫氮吸附考察半焦顆粒的微觀形態(tài)、官能團和孔隙結構變化,討論顆粒變化的機理。結果表明,顆粒粒徑隨溫度升高而減小。在溫度低于400℃C時,活潑的熱解反應尚未進行,由于水分和少量揮發(fā)物的析出導致孔隙結構開始改變,此時半焦粒徑輕微減小,且主要是粒徑較大的范圍上的輕微變化;熱解溫度升高到500℃C及以上,在加劇的縮聚反應作用下,顆粒粒徑劇烈減小,內(nèi)部孔徑分布變化加劇,同時收縮產(chǎn)生的裂痕促使更多碎塊產(chǎn)生,進一步減小了顆粒的粒徑。對煤粉預熱焦油的析出、冷凝進行了研究,并對焦油冷凝可能造成的煤粉粘結情況進行了針對性的考察。選取神華煙煤與錫盟褐煤兩種煤,利用固定床熱解反應裝置,考察300～700℃C焦油的產(chǎn)率及其在不同溫度下的冷凝情況,使用GC-MS對不同條件下得到的焦油樣品的組分進行了分析。之后設計了相關實驗考察一定量的冷凝焦油對煤粉造成的粘結情況,結合實驗結果,為熱解爐送粉預熱溫度選擇和預熱方法提供了參考。
【學位單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TQ530.2
【部分圖文】：

邐１４邋ＩＳ邋０逡逑圖１．１邋１９９０－２０］５年世界一次能源消費總量川逡逑圖１．１顯示了邋１９９０年至２０１５年世界一次能源消費總量的變化，在這２５年逡逑間，世界能源的消巧量逐年增長。根據(jù)２０１６年ＢＰ世界能源統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)Ｗ，逡逑２０１５邋年，全球一次能源消費總量這到邋１３１４７．３Ｍｔｏｅ（ＭｉｌｌｉｏｎＵ）ｎｎｅｓ邋ｏｉｌ邋ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ，逡逑巧萬噸油當量），其中石油、媒、天然氣的消費量分別為４３３１．３Ｍｔｏｅ、３８巧．９Ｍ化ｅ、逡逑３１３５．２Ｍｔｏｅ。石油仍是世界一次能源消費中占比最巧的能源，其消費量占世界總逡逑量的３２．９％，而煤炭Ｗ邋２９．２％的消費量占比緊隨其后。石油、煤、天然氣這互種逡逑化石能源構成當今世界一次能源消費的主體。逡逑根據(jù)國際能源署的預測ＰＩ，在未來的二十年內(nèi)，化石能源仍將是世界能源體逡逑系的主體。此外，ＢＰ發(fā)布的２０１６年世界能源展望化認為口］，到２０３５年，化石逡逑能源將提供約６０％的新增能源需求

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和清華大學的巧環(huán)流化床工藝、中國科學院過程研究所的＂煤拔頭＂工藝等。逡逑浙江大學是國內(nèi)較早從事開發(fā)多聯(lián)產(chǎn)技術的單位之一，早在上世紀８０年代逡逑初就提出了煤基多聯(lián)產(chǎn)相關技術方窠。圖１．４是浙江大學提出的循環(huán)流化床熱電逡逑氣《聯(lián)產(chǎn)技術王藝流程圖。在該工藝中，主要設備包括循環(huán)流化床鍋爐和流化床逡逑熱解爐。原料煤通過給料機送入流化床熱解爐，在熱解爐內(nèi)熱解，產(chǎn)生熱解巧氣、逡逑焦油及半焦。熱解氣從半焦和循環(huán)物料顆粒中分離出來后，進入冷卻裝置和焦油逡逑捕集裝置中。煤氣在凈化后，一部分循環(huán)到熱解爐作為流化介質使用，部分輸出逡逑作為燃氣供民用或是用生產(chǎn)化工產(chǎn)品。通過返料裝里將熱解產(chǎn)生的半焦與床料逡逑送入循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃燒，產(chǎn)出蒸汽用于發(fā)電或是供熱，巧溫灰則作為熱載體，逡逑送入流化床熱解爐，為煤的熱解提供所巧熱置。逡逑９逡逑

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本文編號：2814420