我國(guó)是煤炭生產(chǎn)及消費(fèi)大國(guó),隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,優(yōu)質(zhì)煤炭資源日益短缺,并且在燃燒過(guò)程中會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的污染問(wèn)題。利用熱溶劑萃取法獲得超純煤是實(shí)現(xiàn)煤炭清潔化、高附加值利用的重要有效途徑。隨著煤階的升高,煤中大分子脂肪烴鏈和芳香環(huán)結(jié)構(gòu)增大,其在熱萃取過(guò)程中斷鍵困難,從而造成超純煤萃取率降低。本論文采用自主研發(fā)的熱溶劑萃取技術(shù)對(duì)催化劑在高階煤熱溶劑萃取制備超純煤中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討與研究。以典型的路易斯酸金屬鹽ZnCl_2作催化劑對(duì)三種高階煤(山西司馬瘦煤、內(nèi)蒙古烏海瘦煤、邢臺(tái)三給莊瘦煤)進(jìn)行了熱溶劑萃取研究,證明其對(duì)不同煤種,均具有催化活性。對(duì)不同系列的路易斯酸金屬鹽催化劑研究表明,ZnSO_4催化效果最佳,超純煤萃取率達(dá)到46.1%,催化劑最佳用量為5%。ZnSO_4作催化劑能夠有效地打斷煤中大分子有機(jī)結(jié)構(gòu),產(chǎn)生“自由基”碎片溶解在萃取劑中,并將無(wú)機(jī)礦物組分分離在萃取殘?jiān)�。�?duì)回收得到的ZnSO_4催化劑重復(fù)使用,催化效果良好。采用系列金屬氧化物ZnO、MgO、Fe_2O_3作催化劑對(duì)山西司馬瘦煤進(jìn)行了熱萃取研究。結(jié)果表明,ZnO催化效果最好,超純煤萃取率為46.6%。以ZnO為催化劑,考察了制備方法對(duì)催化性能的影響。結(jié)果證明,采用直接沉淀法并優(yōu)化制備條件,在70℃下真空干燥6 h、600℃下焙燒3 h,得到的ZnO為高純度六方球型的晶體,催化效果最佳,超純煤萃取率達(dá)到49.7%。ZnO做催化劑能促進(jìn)脂肪烴鏈和芳香環(huán)中C-C化學(xué)鍵以及C-H化學(xué)鍵發(fā)生斷裂,提高超純煤萃取率。通過(guò)對(duì)從司馬瘦煤獲得的超純煤熱重分析發(fā)現(xiàn),超純煤具有軟化溫度低、軟化熔融溫度區(qū)間寬、流動(dòng)性好和熱活性優(yōu)等特性。將20%的超純煤和80%的司馬瘦煤配合進(jìn)行膠質(zhì)層試驗(yàn),其樣品結(jié)焦,處于完全融合的狀態(tài)。
【學(xué)位單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類(lèi)】：TQ536.1
【部分圖文】：

第 1 章 緒 論存在的真實(shí)分子結(jié)構(gòu)。Wiser（威斯）化學(xué)結(jié)構(gòu)模型[46]是目前公認(rèn)較為合理的一種化學(xué)結(jié)構(gòu)模型，如圖 1-1 所示。此模型可以解釋煤的熱解、氫化、氧化、酚解聚和水解等一些化學(xué)反應(yīng)。圖中箭頭指處為鍵能較低、結(jié)合較弱的支鏈化學(xué)鍵，是煤受熱最先斷裂的化學(xué)鍵。

實(shí)驗(yàn)所用熱萃取溶劑為國(guó)標(biāo)焦化洗油，洗油餾分的主要成分參見(jiàn)表 1-2。2.2.2 熱萃取實(shí)驗(yàn)儀器高壓熱萃取反應(yīng)釜如下圖2-1(a,b)所示。規(guī)格型號(hào)見(jiàn)表2-4所示。主體部分包括釜體和釜蓋，釜體和釜蓋之間用螺栓連接；釜體底部設(shè)置有物料過(guò)濾排出裝置、固體剩余物排凈裝置和氮?dú)夥创笛b置；物料排出裝置在釜體底部中心位置，排出裝置的上端部位與釜體底部連接處內(nèi)置有不銹鋼燒結(jié)濾芯；不銹鋼燒結(jié)濾芯規(guī)格為孔徑1μm；氮?dú)夥创笛b置安裝在物料過(guò)濾排出裝置上，且在不銹鋼燒結(jié)濾芯的下部和釜體的外部下方。圖 2-1(a) 高壓熱萃取裝置示意圖

實(shí)驗(yàn)所用熱萃取溶劑為國(guó)標(biāo)焦化洗油，洗油餾分的主要成分參見(jiàn)表 1-2。2.2.2 熱萃取實(shí)驗(yàn)儀器高壓熱萃取反應(yīng)釜如下圖2-1(a,b)所示。規(guī)格型號(hào)見(jiàn)表2-4所示。主體部分包括釜體和釜蓋，釜體和釜蓋之間用螺栓連接；釜體底部設(shè)置有物料過(guò)濾排出裝置、固體剩余物排凈裝置和氮?dú)夥创笛b置；物料排出裝置在釜體底部中心位置，排出裝置的上端部位與釜體底部連接處內(nèi)置有不銹鋼燒結(jié)濾芯；不銹鋼燒結(jié)濾芯規(guī)格為孔徑1μm；氮?dú)夥创笛b置安裝在物料過(guò)濾排出裝置上，且在不銹鋼燒結(jié)濾芯的下部和釜體的外部下方。圖 2-1(a) 高壓熱萃取裝置示意圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王志遠(yuǎn);宋凱;張建勝;;不同水熱解條件下煤結(jié)構(gòu)變化的實(shí)驗(yàn)研究[J];煤炭技術(shù);2015年03期

2 崔詠梅;趙風(fēng)云;張兆翔;段曉宇;胡永琪;張曉力;黃世平;李立業(yè);;溶劑熱萃取法制備超低灰煤的研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代化工;2014年04期

3 李志芳;湯毅;;焦炭出口關(guān)稅的變化及影響分析[J];冶金經(jīng)濟(jì)與管理;2013年02期

4 王云福;;龍王莊煤炭工程中煤礦井下水的處理及利用[J];廣東科技;2013年02期

5 王俊杰;劉華;;型煤粘結(jié)劑發(fā)展綜述[J];廣州化工;2013年02期

6 閆立強(qiáng);陳君安;王杰平;謝全安;梁英華;;添加惰性物配煤煉焦的研究進(jìn)展[J];煤化工;2012年05期

7 馮偉;凌開(kāi)成;羅化峰;王順華;張志峰;申峻;;鐵系催化劑對(duì)煤高溫快速液化的影響[J];煤炭轉(zhuǎn)化;2012年02期

8 孫翠芝;葉大武;;中國(guó)原煤及商品煤硫分分布概況[J];煤質(zhì)技術(shù);2012年02期

9 楊剛;;基于浮選原理制備低灰煤的研究進(jìn)展[J];潔凈煤技術(shù);2012年01期

10 王艷麗;吳國(guó)光;孟獻(xiàn)梁;王紅林;王敬;劉瓊;;添加劑配煤煉焦研究進(jìn)展[J];能源技術(shù)與管理;2011年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 張京;金屬氧化物對(duì)煤熱解過(guò)程中多環(huán)芳烴排放的影響[D];太原理工大學(xué);2012年

2 廖占平;無(wú)煙煤和不黏煤改性煉焦研究[D];重慶大學(xué);2009年

3 張成;動(dòng)態(tài)配煤下焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)模型的研究[D];武漢科技大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2821124