無煙煤CO 2 /水蒸汽催化氣化及產(chǎn)氣特性實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-21 05:28
中國少油富煤,煤炭資源豐富,絕大部分氮肥、甲醇化工企業(yè)都以煤為原料氣化生產(chǎn)合成氣,工業(yè)及民用燃?xì)怆S著石油資源消耗的加劇和大氣污染的加重,煤氣化在滿足社會(huì)能源需求、替代石化產(chǎn)品以及煤炭高效清潔轉(zhuǎn)化利用方面具有日益重要的作用。本文以重慶地區(qū)周邊的無煙煤作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,主要研究堿金屬對(duì)無煙煤CO2條件下的催化氣化動(dòng)力學(xué)特性和CO2/水蒸氣催化氣化的產(chǎn)氣特性,以及復(fù)合催化劑對(duì)無煙煤的氣化產(chǎn)氣組分的影響和反應(yīng)后表面形態(tài)分析。根據(jù)不同的氣化條件提高煤氣化產(chǎn)氣,提高氣化氣中可燃?xì)獾慕M分,獲得高熱值燃?xì)?進(jìn)一步通過復(fù)合催化劑和反應(yīng)后樣品形態(tài)分析來研究堿金屬對(duì)煤催化氣化的促進(jìn)作用。采用非等溫?zé)嶂胤治龇ㄑ芯苛藰悠吩贑O2氣氛下的失重特性。實(shí)驗(yàn)表明:在純煤的條件下,升溫速率的變化和氣化氣CO2流量的變化對(duì)氣化影響不大,反應(yīng)曲線基本重合;當(dāng)加入堿金屬之后的催化氣化過程之中,失重現(xiàn)象加強(qiáng),且失重量都要高于純煤的氣化。重點(diǎn)分析了添加堿金屬催化劑在不同的升溫速率和不同的CO2濃度對(duì)氣化的影響,催化效果強(qiáng)弱順序是K2CO3>Na2CO3>Ca O。采用動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)無煙煤在CO2氣氛下氣化階段的動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)...
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
熱重分析實(shí)驗(yàn)原理圖
在恒定的高溫條件下將無煙煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體(主要包括 H2、CO、CH4)的過程。氣化劑與載氣從臥式固定床一側(cè)通入;旌蠅A金屬催化劑原料置于實(shí)驗(yàn)室自制臥式固定床物料反應(yīng)室,物料隨著反應(yīng)器被快速推入臥式固定床反應(yīng)區(qū),與氣化劑快速發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生的可燃?xì)怏w由于壓差從臥式固定床另一側(cè)導(dǎo)出。原料快速推入反應(yīng)室后,在較短時(shí)間內(nèi)干燥熱解,生成了 CO、CO2、H2、H2O、CH4、以及焦油等產(chǎn)物,并形成混合半焦;旌习虢乖倥c熱解產(chǎn)物以及氣化劑進(jìn)行氣化反應(yīng)。3.1 實(shí)驗(yàn)裝置及其方法3.1.1 實(shí)驗(yàn)基本裝置① 自制臥式固定床本文在自制小型臥式固定床上進(jìn)行無煙煤催化氣化實(shí)驗(yàn)。臥式固定床反應(yīng)器所需熱量由功率為 3kW 的臥式管式電阻爐提供,額定溫度為 1200℃,反應(yīng)器內(nèi)部溫度經(jīng)熱電偶向溫控儀反饋進(jìn)行程序控制。
3.2 反應(yīng)器內(nèi)部三維示意圖1-密封蓋;2-高溫濾網(wǎng);3-燃料氣化區(qū)Fig.3.2 Three-dimensional schematic diagram of the internal reactor3.1 所示,實(shí)驗(yàn)反應(yīng)系統(tǒng)由進(jìn)氣控制區(qū)間、熱解氣化區(qū)間、產(chǎn)集區(qū)間四個(gè)部分組成。氣區(qū)間。該部分主要對(duì)氣化劑流量進(jìn)行控制,二氧化碳流量由量控制器控制。蒸汽流量由蒸汽發(fā)生器控制,精度為 0.1m解氣化區(qū)間:如圖 3.1 所示混合熱解區(qū)間由反應(yīng)器外管和反用重慶鑫邦有限公司制造的臥式管式電加熱爐加熱反應(yīng)器,爐偶伸入反應(yīng)器中部,測(cè)量氣化反應(yīng)器內(nèi)部溫度,并由溫度控制316 不銹鋼鋼管,長 900mm,外徑 25mm,內(nèi)徑 23mm,壁厚 310s 不銹鋼管,長度 690mm,外徑為 20mm,內(nèi)徑 17mm 應(yīng)室物料倉長度 190mm,物料倉濾網(wǎng)為 301 不銹鋼網(wǎng),孔應(yīng)內(nèi)管三維示意圖。反應(yīng)內(nèi)管物料反應(yīng)區(qū)間主要由物料倉、
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]能源消費(fèi)的調(diào)整與大氣污染的防治[J]. 吳天翔. 煤炭加工與綜合利用. 2015(11)
[2]煤催化氣化技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 方夢(mèng)祥,厲文榜,岑建孟,王勤輝,駱仲泱. 化工進(jìn)展. 2015(10)
[3]氧化鈣對(duì)勝利褐煤焦水蒸氣氣化反應(yīng)性能及微結(jié)構(gòu)的影響[J]. 李陽,劉洋,馮偉,趙斌,智科端,滕英躍,宋銀敏,何潤霞,周晨亮,劉全生. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(09)
[4]煤氣化原理及其技術(shù)發(fā)展方向[J]. 吳治國. 石油煉制與化工. 2015(04)
[5]煤氣化過程中鈣催化作用的研究進(jìn)展[J]. 高美琪,王玉龍,李凡. 化工進(jìn)展. 2015(03)
[6]煤分級(jí)煉制清潔燃料系統(tǒng)研究[J]. 李初福,門卓武,翁力,劉科. 潔凈煤技術(shù). 2015(01)
[7]中國水煤漿技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]. 段清兵. 煤炭科學(xué)技術(shù). 2015(01)
[8]淺談水煤漿加壓氣化[J]. 徐博,王昌濟(jì). 安徽化工. 2014(03)
[9]淮南煤焦在不同壓力下的CO2氣化反應(yīng)性[J]. 徐朝芬,孫路石,許凱,胡松,向軍,帥超. 煤炭學(xué)報(bào). 2012(12)
[10]循環(huán)流化床富氧氣化實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉嘉鵬,朱治平,蔣海波,王月,呂清剛. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
博士論文
[1]煤焦堿金屬催化水蒸汽氣化—產(chǎn)氫行為和催化劑性能的研究[D]. 姜明泉.華東理工大學(xué) 2013
碩士論文
[1]常壓固定床煤富氧高溫氣化技術(shù)數(shù)值研究[D]. 李娜.中國石油大學(xué)(華東) 2012
本文編號(hào):2929271
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
熱重分析實(shí)驗(yàn)原理圖
在恒定的高溫條件下將無煙煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體(主要包括 H2、CO、CH4)的過程。氣化劑與載氣從臥式固定床一側(cè)通入;旌蠅A金屬催化劑原料置于實(shí)驗(yàn)室自制臥式固定床物料反應(yīng)室,物料隨著反應(yīng)器被快速推入臥式固定床反應(yīng)區(qū),與氣化劑快速發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生的可燃?xì)怏w由于壓差從臥式固定床另一側(cè)導(dǎo)出。原料快速推入反應(yīng)室后,在較短時(shí)間內(nèi)干燥熱解,生成了 CO、CO2、H2、H2O、CH4、以及焦油等產(chǎn)物,并形成混合半焦;旌习虢乖倥c熱解產(chǎn)物以及氣化劑進(jìn)行氣化反應(yīng)。3.1 實(shí)驗(yàn)裝置及其方法3.1.1 實(shí)驗(yàn)基本裝置① 自制臥式固定床本文在自制小型臥式固定床上進(jìn)行無煙煤催化氣化實(shí)驗(yàn)。臥式固定床反應(yīng)器所需熱量由功率為 3kW 的臥式管式電阻爐提供,額定溫度為 1200℃,反應(yīng)器內(nèi)部溫度經(jīng)熱電偶向溫控儀反饋進(jìn)行程序控制。
3.2 反應(yīng)器內(nèi)部三維示意圖1-密封蓋;2-高溫濾網(wǎng);3-燃料氣化區(qū)Fig.3.2 Three-dimensional schematic diagram of the internal reactor3.1 所示,實(shí)驗(yàn)反應(yīng)系統(tǒng)由進(jìn)氣控制區(qū)間、熱解氣化區(qū)間、產(chǎn)集區(qū)間四個(gè)部分組成。氣區(qū)間。該部分主要對(duì)氣化劑流量進(jìn)行控制,二氧化碳流量由量控制器控制。蒸汽流量由蒸汽發(fā)生器控制,精度為 0.1m解氣化區(qū)間:如圖 3.1 所示混合熱解區(qū)間由反應(yīng)器外管和反用重慶鑫邦有限公司制造的臥式管式電加熱爐加熱反應(yīng)器,爐偶伸入反應(yīng)器中部,測(cè)量氣化反應(yīng)器內(nèi)部溫度,并由溫度控制316 不銹鋼鋼管,長 900mm,外徑 25mm,內(nèi)徑 23mm,壁厚 310s 不銹鋼管,長度 690mm,外徑為 20mm,內(nèi)徑 17mm 應(yīng)室物料倉長度 190mm,物料倉濾網(wǎng)為 301 不銹鋼網(wǎng),孔應(yīng)內(nèi)管三維示意圖。反應(yīng)內(nèi)管物料反應(yīng)區(qū)間主要由物料倉、
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[5]煤氣化過程中鈣催化作用的研究進(jìn)展[J]. 高美琪,王玉龍,李凡. 化工進(jìn)展. 2015(03)
[6]煤分級(jí)煉制清潔燃料系統(tǒng)研究[J]. 李初福,門卓武,翁力,劉科. 潔凈煤技術(shù). 2015(01)
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[8]淺談水煤漿加壓氣化[J]. 徐博,王昌濟(jì). 安徽化工. 2014(03)
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博士論文
[1]煤焦堿金屬催化水蒸汽氣化—產(chǎn)氫行為和催化劑性能的研究[D]. 姜明泉.華東理工大學(xué) 2013
碩士論文
[1]常壓固定床煤富氧高溫氣化技術(shù)數(shù)值研究[D]. 李娜.中國石油大學(xué)(華東) 2012
本文編號(hào):2929271
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