褐煤是煤化程度較低的煤,具有高水分、大孔隙度、高揮發(fā)分、低熱值、易自然,熱加工易碎等特點(diǎn),所以通常作為劣質(zhì)電煤。本文選用勝利褐煤為研究對(duì)象,采用工業(yè)分析、紅外光譜等對(duì)煤樣進(jìn)行基礎(chǔ)表征;對(duì)煤樣進(jìn)行鹽酸處理,并對(duì)鹽酸處理煤樣進(jìn)行礦物質(zhì)添加。本文重點(diǎn)考察原煤、鹽酸處理煤和添加礦物質(zhì)煤的程序升溫在不同氣氛下水蒸氣氣化性能,并對(duì)氣化反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析,提出了礦物質(zhì)原位催化勝利褐煤水蒸氣氣化反應(yīng)機(jī)理。研究結(jié)果表明,各煤樣表面官能團(tuán)無(wú)明顯差別,鹽酸對(duì)煤樣內(nèi)部Si O2無(wú)明顯洗脫能力。鹽酸處理煤樣水蒸氣氣化反應(yīng)性極差,礦物質(zhì)添加對(duì)鹽酸處理煤樣水蒸氣氣化反應(yīng)有明顯的催化作用,不同礦物質(zhì)催化能力不同。Ca可有效催化勝利褐煤中低溫區(qū)(600℃-750℃)水蒸氣氣化反應(yīng),Na和K可有效催化勝利褐煤中高溫區(qū)(650℃-800℃)水蒸氣氣化反應(yīng);而Fe在低溫區(qū)(500℃-650℃)對(duì)WGSR有很強(qiáng)的催化能力,但對(duì)碳直接氣化反應(yīng)催化效果不明顯,使得Fe對(duì)水蒸氣氣化總反應(yīng)無(wú)明顯催化作用;Ni在中高溫區(qū)(700℃-850℃)對(duì)碳直接氣化反應(yīng)有一定催化能力,但對(duì)WGSR催化能力并不理想,使得Ni同樣表現(xiàn)出對(duì)水蒸氣氣化總反應(yīng)催化能力較差。礦物質(zhì)的催化作用主要是通過(guò)催化水蒸氣氣化過(guò)程中的碳直接氣化反應(yīng)和WGSR來(lái)實(shí)現(xiàn),可有效降低氣化溫度,節(jié)省能耗。Ca、K和Na對(duì)勝利褐煤水蒸氣氣化反應(yīng)性有顯著提高,對(duì)工業(yè)煤轉(zhuǎn)氣有很好的利用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TQ541
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 研究背景
    1.2 煤氣化性能
        1.2.1 燃燒性能
        1.2.2 水蒸氣與二氧化碳?xì)饣阅?br>        1.2.3 熱解性能
    1.3 煤水蒸氣氣化反應(yīng)
    1.4 煤氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型
        1.4.1 均相反應(yīng)模型
        1.4.2 收縮未反應(yīng)芯模型
        1.4.3 混合反應(yīng)模型
    1.5 研究?jī)?nèi)容和意義
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 主要試劑及實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 煤樣選取及制備
        2.2.1 原煤煤樣選取
        2.2.2 鹽酸處理煤樣制備
        2.2.3 添加礦物質(zhì)煤樣制備
    2.3 煤樣表征
        2.3.1 工業(yè)分析
        2.3.2 紅外光譜
        2.3.3 拉曼光譜
        2.3.4 X射線衍射
    2.4 氣化反應(yīng)性測(cè)試
        2.4.1 氣化反應(yīng)性測(cè)試裝置及數(shù)據(jù)處理方法
        2.4.2 動(dòng)力學(xué)模型
        2.4.3 空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)
第三章勝利煤基礎(chǔ)表征與氣化條件測(cè)定
    3.1 勝利褐煤基礎(chǔ)表征
        3.1.1 工業(yè)分析
        3.1.2 紅外光譜
        3.1.3 拉曼光譜
        3.1.4 X射線衍射
    3.2 氣化條件測(cè)定
        3.2.1 不同濕氣空速生成速率與累積量
        3.2.2 不同濕氣空速WGSR進(jìn)度 ξ
        3.2.3 不同濕氣空速碳收率X
        3.2.4 不同水分壓生成速率與累積量
        3.2.5 不同水分壓WGSR進(jìn)度 ξ
        3.2.6 不同水分壓碳收率X
    3.3 小結(jié)
第四章 添加礦物質(zhì)勝利褐煤Ar氣氛水蒸氣氣化性能
    4.1 添加礦物質(zhì)勝利褐煤升序升溫水蒸氣氣化性能
        4.1.1 生成速率與累積量
        4.1.2 合成氣成分與H2/CO
    4.2 添加礦物質(zhì)勝利褐煤氣化反應(yīng)熱力學(xué)
        4.2.1 WGSR進(jìn)度 ξ
        4.2.2 平衡指數(shù)β1、β2和β3
    4.3 添加礦物質(zhì)勝利褐煤氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
        4.3.1 碳收率X
        4.3.2 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
        4.3.3 合成氣生成率Y
        4.3.4 生成動(dòng)力學(xué)
    4.4 小結(jié)
第五章 添加礦物質(zhì)勝利褐煤CO2氣氛水蒸氣氣化性能
    5.1 添加礦物質(zhì)勝利褐煤升序升溫水蒸氣氣化性能
        5.1.1 生成速率與累積量
        5.1.2 合成氣成分與H2/CO
    5.2 添加礦物質(zhì)勝利褐煤氣化反應(yīng)熱力學(xué)
        5.2.1 WGSR進(jìn)度 ξ
        5.2.2 平衡指數(shù) β1、β2和 β3
    5.3 添加礦物質(zhì)勝利褐煤氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
        5.3.1 碳收率X
        5.3.2 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
        5.3.3 合成氣生成率Y
        5.3.4 生成動(dòng)力學(xué)
    5.4 小結(jié)
第六章 添加礦物質(zhì)勝利褐煤CO氣氛水蒸氣氣化性能
    6.1 添加礦物質(zhì)勝利褐煤升序升溫水蒸氣氣化性能
        6.1.1 生成速率與累積量
    6.2 添加礦物質(zhì)勝利褐煤氣化反應(yīng)熱力學(xué)
        6.2.1 WGSR進(jìn)度 ξ 與合成氣組成
        6.2.2 平衡指數(shù) β2
    6.3 添加礦物質(zhì)勝利褐煤氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
        6.3.1 合成器生成率Y
        6.3.2 生成動(dòng)力學(xué)
    6.4 礦物質(zhì)催化勝利褐煤氣化機(jī)理
    6.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝

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