在我國煤炭資源分布中,褐煤、次煙煤等低階煤占比達(dá)40%以上,由于低階煤含氧量高、內(nèi)在水分高、發(fā)熱量低,直接燃燒利用并無優(yōu)勢。因此,基于低階煤是由大量芳香結(jié)構(gòu)單元通過橋鍵相連的化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在適當(dāng)溫度下對其加熱解聚,促進(jìn)橋鍵斷裂,獲取附加值較高的油、氣產(chǎn)物,提高固體半焦的含碳量,是實(shí)現(xiàn)低階煤清潔高效梯級利用的一條重要途徑。相比煤直接加熱解聚的熱解,在低階煤熱解過程中加入催化劑有助于促進(jìn)煤中較高能量橋鍵斷裂,調(diào)控氫自由基穩(wěn)定,提高熱解轉(zhuǎn)化率,改變熱解產(chǎn)物分布。低階煤催化解聚過程通過創(chuàng)新催化劑及其加入方式,使催化劑直接參與煤大分子中的斷鍵、交聯(lián)等反應(yīng),可在低催化劑用量（0.1 wt%）下,有效提高熱解反應(yīng)效率。由于低階煤催化解聚過程中涉及大量復(fù)雜反應(yīng),不同催化劑、不同煤種交互作用機(jī)理差異加劇了過程的復(fù)雜性,因此為了深入理解催化解聚過程特點(diǎn),以及后續(xù)催化解聚過程的工業(yè)放大,需要建立低階煤催化解聚過程的宏觀動力學(xué)模型,定量描述過程變化趨勢、特點(diǎn),對過程做定量分析與預(yù)測。本文首先使用化學(xué)滲透脫揮發(fā)分（CPD）模型結(jié)合陜西長焰煤的催化解聚實(shí)驗(yàn),對低階煤熱解和使用FeCl₃、Zn... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 我國煤炭資源的特點(diǎn)
        1.1.2 低階煤利用研究現(xiàn)狀
    1.2 低階煤熱解研究進(jìn)展
        1.2.1 煤熱解
        1.2.2 煤熱解機(jī)理及動力學(xué)模型的研究
    1.3 低階煤催化熱解
        1.3.1 煤催化熱解研究進(jìn)展
        1.3.2 熱解催化劑的分類
    1.4 本文研究意義與內(nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 低階煤催化解聚宏觀動力學(xué)模型的建立
    2.1 CPD模型構(gòu)建
        2.1.1 CPD模型機(jī)理
        2.1.2 滲透統(tǒng)計理論
        2.1.3 拉烏爾定律
        2.1.4 交聯(lián)子模型
    2.2 低階煤結(jié)構(gòu)參數(shù)分析
    2.3 催化解聚反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)
    2.4 催化解聚實(shí)驗(yàn)
        2.4.1 實(shí)驗(yàn)煤樣物性分析
        2.4.2 催化劑的添加
        2.4.3 實(shí)驗(yàn)裝置與熱解程序
第三章 低階煤催化解聚過程分析討論
    3.1 低階煤催化解聚實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.2 CPD模型計算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比
    3.3 原煤熱解與催化解聚過程對比分析
    3.4 煤結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對催化解聚產(chǎn)物產(chǎn)率影響
    3.5 動力學(xué)參數(shù)變化對焦油釋放量影響
    3.6 本章小結(jié)
第四章 低階煤催化解聚輕質(zhì)氣體產(chǎn)物分布模型的建立
    4.1 引言
    4.2 CPD-FG模型的建立
        4.2.1 CPD-FG模型反應(yīng)機(jī)理
        4.2.2 輕質(zhì)氣體前軀體官能團(tuán)相對含量的確定
        4.2.3 催化解聚輕質(zhì)氣體反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 原煤熱解模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比
        4.3.2 低階煤催化解聚模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比
        4.3.3 原煤熱解與催化解聚生成輕質(zhì)氣體組分對比分析
        4.3.4 加熱速率、壓力對低階煤催化解聚的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的論文



本文編號：3026579