煤熱解制備高品質(zhì)焦油和熱解氣是煤炭高效分級(jí)利用的核心技術(shù)之一。本研究針對(duì)因熱解焦油中重質(zhì)組分含量高而阻礙煤熱解技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的的難題,以提高煤焦油的輕質(zhì)化程度為目標(biāo),研究了和豐煤在固定床反應(yīng)管內(nèi)的熱解特性及催化熱解,并在兩個(gè)固定床反應(yīng)管串聯(lián)的反應(yīng)器內(nèi)考察煤熱解-焦油裂解的耦合過(guò)程對(duì)焦油品質(zhì)的影響。研究成果有:(1)和豐煤的熱解性能。N2氣氛下,熱解溫度由500℃升至750℃,半焦產(chǎn)率下降,氣體產(chǎn)率增加,焦油產(chǎn)率先增加后減少,于600℃達(dá)到最大值15.0wt.%,焦油中輕質(zhì)焦油分率由61.0%降低到55.7%。在600℃,研究不同氣氛對(duì)煤熱解的影響的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),與N2氣氛相比,N2+H2和N2+CH4氣氛均能提高水的產(chǎn)率;模擬熱解氣氣氛(SPG)對(duì)焦油產(chǎn)率影響較小,其輕質(zhì)焦油分率稍有提高,故輕質(zhì)焦油產(chǎn)率增加。(2)和豐煤的催化熱解性能。600℃,SPG氣氛下,考察HZSM-5(38)負(fù)載Ni、Mo、Co和W對(duì)煤熱解性能的影響,結(jié)果表明,與無(wú)催化劑相比,HZSM-5(38)分別負(fù)載四種單金屬時(shí),焦油產(chǎn)率不同程度降低,輕質(zhì)焦油分率提高,其中Ni基催化劑下輕質(zhì)焦油分率最高,達(dá)79.4%,但焦油產(chǎn)率最低,為11.0 wt.%。Mo基催化劑下的焦油產(chǎn)率較大,為13.8 wt.%,輕質(zhì)焦油分率最低,為67.8%。HZSM-5(38)負(fù)載雙金屬的催化熱解表明:Mo/HZSM-5負(fù)載金屬Ni后,較Mo/HZSM-5(38)催化劑的酸性增強(qiáng),導(dǎo)致輕質(zhì)焦油分率增大為77.9%,焦油產(chǎn)率稍有下降,為13.5 wt.%,最終輕質(zhì)焦油的產(chǎn)率達(dá)到10.3 wt.%,比無(wú)催化劑下的輕質(zhì)焦油產(chǎn)率提高了10.8%。(3)煤熱解耦合-焦油催化裂解�？疾炝溯d體對(duì)焦油催化裂解性能的影響。結(jié)果表明,USY為載體時(shí),所得焦油中輕質(zhì)焦油分率最高,為71.9%,對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)的表征發(fā)現(xiàn)載體的比表面積與酸性共同影響了催化劑對(duì)焦油的裂解性能。
【學(xué)位單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：TQ530.2;TQ522.6
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 我國(guó)煤炭資源特點(diǎn)及利用現(xiàn)狀
    1.2 煤熱解
        1.2.1 煤熱解過(guò)程及機(jī)理
        1.2.2 煤熱解行為的影響因素
    1.3 提高煤熱解焦油產(chǎn)率和品質(zhì)的方法
        1.3.1 催化加氫熱解
        1.3.2 焦油裂解
    1.4 本論文研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 煤樣分析
        2.1.1 工業(yè)分析和元素分析
        2.1.2 熱重
    2.2 實(shí)驗(yàn)試劑、氣體及設(shè)備
    2.3 實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)方法
    2.4 催化劑的制備與表征
        2.4.1 制備
        2.4.2 表征
    2.5 產(chǎn)物計(jì)算及分析
        2.5.1 熱解焦油和水分
        2.5.2 熱解氣體產(chǎn)物
        2.5.3 半焦
3 和豐煤的熱解行為研究
    3.1 溫度對(duì)熱解產(chǎn)物產(chǎn)率的影響
    3.2 氣氛對(duì)熱解產(chǎn)物產(chǎn)率的影響
        3.2.1 氮?dú)庵幸胍环N氣體組分
        3.2.2 氮?dú)庵幸攵喾N氣體組分
    3.3 焦油餾程分析
        3.3.1 溫度影響
        3.3.2 氣氛影響
    3.4 半焦分析
    3.5 本章小結(jié)
4 和豐煤催化熱解性能的研究
    4.1 催化劑表征
        4.1.1 XRD
        4.1.2 NH3-TPD
    4.2 催化劑對(duì)和豐煤熱解的影響
        4.2.1 HZSM-5 負(fù)載單金屬
        4.2.2 HZSM-5 負(fù)載雙金屬
    4.3 催化劑的放置位置對(duì)熱解的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 熱解焦油催化裂解的研究
    5.1 催化劑表征
        5.1.1 XRD測(cè)試
        5.1.2 NH3-TPD測(cè)試
        5.1.3 BET測(cè)試
    5.2 溫度對(duì)焦油裂解的影響
        5.2.1 產(chǎn)物分布
        5.2.2 焦油模擬蒸餾分析
    5.3 不同載體Ni基催化劑對(duì)焦油裂解的影響
        5.3.1 產(chǎn)物分布
        5.3.2 焦油模擬蒸餾分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在研究生期間發(fā)表的論文
致謝

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 熊源泉,劉前鑫,章名耀;加壓條件下煤熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的試驗(yàn)研究[J];動(dòng)力工程;1999年03期

本文編號(hào)：2885216