發(fā)布時間：2020-09-17 19:23

　　 我國是煤炭生產及消費大國,隨著經濟的發(fā)展,優(yōu)質煤炭資源日益短缺,并且在燃燒過程中會帶來嚴重的污染問題。利用熱溶劑萃取法獲得超純煤是實現(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)結構增大,其在熱萃取過程中斷鍵困難,從而造成超純煤萃取率降低。本論文采用自主研發(fā)的熱溶劑萃取技術對催化劑在高階煤熱溶劑萃取制備超純煤中的應用進行了深入的探討與研究。以典型的路易斯酸金屬鹽ZnCl_2作催化劑對三種高階煤(山西司馬瘦煤、內蒙古烏海瘦煤、邢臺三給莊瘦煤)進行了熱溶劑萃取研究,證明其對不同煤種,均具有催化活性。對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結構,產生“自由基”碎片溶解在萃取劑中,并將無機礦物組分分離在萃取殘渣中。對回收得到的ZnSO_4催化劑重復使用,催化效果良好。采用系列金屬氧化物ZnO、MgO、Fe_2O_3作催化劑對山西司馬瘦煤進行了熱萃取研究。結果表明,ZnO催化效果最好,超純煤萃取率為46.6%。以ZnO為催化劑,考察了制備方法對催化性能的影響。結果證明,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,超純煤萃取率達到49.7%。ZnO做催化劑能促進脂肪烴鏈和芳香環(huán)中C-C化學鍵以及C-H化學鍵發(fā)生斷裂,提高超純煤萃取率。通過對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%的司馬瘦煤配合進行膠質層試驗,其樣品結焦,處于完全融合的狀態(tài)。
【學位單位】：河北科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TQ536.1
【部分圖文】：

第 1 章 緒 論存在的真實分子結構。Wiser（威斯）化學結構模型[46]是目前公認較為合理的一種化學結構模型，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反應。圖中箭頭指處為鍵能較低、結合較弱的支鏈化學鍵，是煤受熱最先斷裂的化學鍵。

實驗所用熱萃取溶劑為國標焦化洗油，洗油餾分的主要成分參見表 1-2。2.2.2 熱萃取實驗儀器高壓熱萃取反應釜如下圖2-1(a,b)所示。規(guī)格型號見表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；釜體底部設置有物料過濾排出裝置、固體剩余物排凈裝置和氮氣反吹裝置；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置有不銹鋼燒結濾芯；不銹鋼燒結濾芯規(guī)格為孔徑1μm；氮氣反吹裝置安裝在物料過濾排出裝置上，且在不銹鋼燒結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

實驗所用熱萃取溶劑為國標焦化洗油，洗油餾分的主要成分參見表 1-2。2.2.2 熱萃取實驗儀器高壓熱萃取反應釜如下圖2-1(a,b)所示。規(guī)格型號見表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；釜體底部設置有物料過濾排出裝置、固體剩余物排凈裝置和氮氣反吹裝置；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置有不銹鋼燒結濾芯；不銹鋼燒結濾芯規(guī)格為孔徑1μm；氮氣反吹裝置安裝在物料過濾排出裝置上，且在不銹鋼燒結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】

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本文編號：2821124