我國煤炭資源豐富,低階煤所占比例大,該煤種的高效轉化和清潔利用已經成為煤炭行業(yè)發(fā)展的重點之一。依據低階煤的組成與結構特征,以高效熱解技術為先導,進行“中低溫熱解-熱解產物深加工”的多聯(lián)產技術路線,是實現(xiàn)低階煤清潔高效梯級利用的必然選擇。本文以低階煤的高效分級利用為主線,開展了低階煤熱解高效利用及熱解產物深加工試驗研究。對低階煤熱解過程的定量描述有助于從本質上了解低階煤熱解反應過程,是低階煤熱解反應器設計和放大的第一步,也是最重要的一步。本論文首先建立了描述單顆粒煤熱解的一維非穩(wěn)態(tài)宏觀動力學模型,從顆粒尺度上詳細地研究了低階煤熱解時顆粒內復雜的物理化學過程。該部分首次采用等轉化率方法和模型擬合方法相結合的方式對分布活化能（DAEM）動力學模型進行了動力學參數的求取。之后,基于獲得的動力學參數結合傳熱模型,建立了單顆粒煤熱解模型,經過模型驗證后,模擬結果表明:低階煤顆粒內的傳熱和反應是強烈耦合在一起的,煤顆粒內的傳熱阻力降低了煤的升溫速率,延長了升溫時間,導致大顆粒煤完全熱解所需時間延長。在900℃高溫流化床中3 mm內蒙興和煤顆粒內外溫差最高可達300℃以上,反應按縮核模型進行,完全熱解... 

【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校

【文章頁數】：156 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 我國能源生產與消費結構特點
        1.1.2 我國煤炭資源特點
        1.1.3 低階煤利用途徑及技術
    1.2 低階煤熱解研究進展
        1.2.1 低階煤熱解
        1.2.2 低階煤催化熱解
        1.2.3 低階煤與生物質共熱解
        1.2.4 低階煤熱解機理及動力學研究
    1.3 熱解產物半焦利用技術現(xiàn)狀
        1.3.1 半焦氣化的主要反應
        1.3.2 氣化劑對半焦氣化的影響
        1.3.3 半焦催化氣化
    1.4 熱解產物焦油提質研究現(xiàn)狀
        1.4.1 焦油加氫脫氧
        1.4.2 焦油催化裂解
        1.4.3 焦油水蒸氣重整
        1.4.4 焦油中含氧化合物酸性組分的催化研究進展
    1.5 課題的提出
    1.6 論文研究目標與研究內容
        1.6.1 論文研究目標
        1.6.2 論文研究的內容
第二章 低階煤熱解宏觀動力學模型的建立
    2.1 引言
    2.2 熱重實驗及單顆粒模型的建立
        2.2.1 實驗煤樣物性分析
        2.2.2 熱重實驗
        2.2.3 DAEM理論基礎
        2.2.4 單顆粒模型的建立
    2.3 結果與討論
        2.3.1 熱重分析
        2.3.2 熱解動力學分析
        2.3.3 單顆粒模型研究
    2.4 小結
第三章 低階煤熱解3DAEM動力學模型的建立
    3.1 引言
    3.2 熱重實驗及3DAEM模型的建立
        3.2.1 原料
        3.2.2 熱重實驗
        3.2.3 3-DAEM模型的建立
        3.2.4 模型求解方法
    3.3 結果與討論
        3.3.1 煤樣的工業(yè)分析和元素分析
        3.3.2 TG,DTG和DDTG分析
        3.3.3 DTG曲線的分峰擬合
        3.3.4 3DAEM動力學分析
    3.4 小結
第四章 低階煤與生物質共熱解基礎實驗研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料
        4.2.2 實驗儀器與方法
    4.3 實驗結果與討論
        4.3.1 生物質和煤熱解的熱重分析
        4.3.2 共熱解對熱解產物分布的影響
    4.4 小結
第五章 半焦水蒸氣氣化流化床研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗原料
        5.2.2 實驗裝置及實驗過程
        5.2.3 進料器與進料速率的標定
        5.2.4 實驗數據處理
    5.3 結果與討論
        5.3.1 半焦水蒸氣-O_2氣化反應
        5.3.2 半焦水蒸氣-O_2氣化研究
        5.3.3 半焦水蒸氣-O_2催化氣化研究
    5.4 小結
第六章 焦油模型化合物甲酸分解的催化研究
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 催化劑的制備
        6.2.2 催化劑的表征
        6.2.3 催化劑的評價
    6.3 結果與討論
        6.3.1 催化劑表征結果
        6.3.2 碳化溫度對催化性能的影響
        6.3.3 原料配比對催化活性的影響
        6.3.4 生物質原料種類對催化性能的影響
        6.3.5 催化劑Soy-Mo(0.1)的穩(wěn)定性測試
    6.4 小結
第七章 結論與展望
    7.1 論文的主要結論
    7.2 論文的創(chuàng)新性
    7.3 建議與展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]未來20年中國能源需求預測[J]. 何錚,李瑞忠.  當代石油石化. 2016(09)
[3]煤焦油加氫脫氧精制研究進展[J]. 許人軍,胡薇月,崔文崗,李冬,李穩(wěn)宏.  廣州化工. 2016(15)
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博士論文
[1]低階煤催化解聚研究[D]. 梁麗彤.太原理工大學 2016
[2]生物質與煤共熱解試驗研究[D]. 陳吟穎.華北電力大學（河北） 2007

碩士論文
[1]中國煤炭需求總量預測與結構變化分析[D]. 張鐘毓.陜西師范大學 2015
[2]落下床反應器中煤與生物質共熱解研究[D]. 張麗.大連理工大學 2006



本文編號：3198351