典型煤種快速熱解焦的氣化反應性實驗研究
發(fā)布時間:2021-05-25 13:49
在煤炭清潔利用技術領域中,煤氣化技術不僅占據(jù)首要地位,同時具有廣闊的發(fā)展前景,F(xiàn)行高效大型煤氣化技術多以氣流床氣化技術為主,氣化條件很苛刻,涉及高溫、高壓以及復雜多相流動等條件。本課題的主要研究內(nèi)容就是以氣流床氣化技術為背景,以我國五種典型氣化用煤(其中涉及煤種:煙煤、褐煤和無煙煤)為研究對象,在高溫沉降爐中制取接近真實氣化過程中生成的快速熱解焦,并對原煤及煤焦進行物理化學結(jié)構(gòu)分析。這種五種原煤孔隙結(jié)構(gòu)存在明顯差異,褐煤和煙煤中含有豐富的大孔和中孔,褐煤以大孔為主,煙煤則以中孔為主,而無煙煤中含有豐富的微孔。同時,在成焦之后,HM-1-char、YM-1-char以YM-2-char形成了較多的大孔結(jié)構(gòu)。紅外光譜顯示,快速熱解焦中,仍然還有一定量的含氧官能團,表明快速熱解焦仍保留一定的氣化活性。利用積分分布活化能法(DAEM)求取五種快速熱解焦的氣化反應動力學參數(shù)。這種方法可以獲得活化能隨轉(zhuǎn)化率的變化曲線關系,有助于我們了解整個氣化反應過程中,反應動力學參數(shù)的變化規(guī)律。曲線表明,前期反應活化能變化受殘余揮發(fā)份影響比較嚴重,同時后期反應活化能曲線較為穩(wěn)定,說明DAEM法應用氣化反應,并不...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1.2.1 國內(nèi)外的主要煤氣化技術
1.2.2 煤氣化的影響因素
1.2.3 煤氣化的評價標準
1.2.4 國內(nèi)外文獻綜述簡析
1.3 本文的研究目的及主要內(nèi)容
1.3.1 研究目的
1.3.2 主要內(nèi)容
第2章 實驗系統(tǒng)介紹及樣品制備
2.1 引言
2.2 高溫沉降爐(HDTF)簡介
2.2.1 實驗臺介紹
2.2.2 試驗臺調(diào)試
2.3 煤焦的制取
2.3.1 實驗樣品
2.3.2 煤焦停留時間的討論
2.4 原煤/煤焦的孔隙分析
2.4.1 孔隙結(jié)構(gòu)的測量
2.4.2 原煤及煤焦的孔隙結(jié)構(gòu)測量結(jié)果和分析
2.5 原煤/煤焦的紅外光譜分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 煤焦的CO_2氣化反應動力學參數(shù)的計算
3.1 引言
3.2 幾種典型的氣化反應模型簡述
3.3 分布活化能法(DAEM)的介紹
3.4 動力學參數(shù)的計算
3.4.1 熱重實驗臺下的氣化實驗
3.4.2 反應動力學參數(shù)的計算
3.4.3 反應動力學參數(shù)的分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 煤焦的CO_2氣化反應特性實驗研究
4.1 引言
4.2 基于熱裂解-氣相聯(lián)用的煤及煤焦的CO_2氣化反應性的測定
4.2.1 實驗原理及實驗臺介紹
4.2.2 實驗結(jié)果分析
4.3 基于高溫沉降爐下的煤焦的CO_2氣化反應特性實驗
4.3.1 實驗設計工況
4.3.2 實驗結(jié)果處理說明
4.3.3 結(jié)果分析
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論及展望
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]現(xiàn)代煤氣化技術發(fā)展趨勢及應用綜述[J]. 汪壽建. 化工進展. 2016(03)
[2]水蒸氣氣氛煤中溫催化氣化動力學研究[J]. 王西明,王興軍,陳凡敏,劉海峰,于廣鎖,王輔臣. 燃料化學學報. 2013(10)
[3]滴管爐內(nèi)不同煤階煤焦水蒸氣氣化反應特性[J]. 丁路,周志杰,趙冰,霍威,于廣鎖. 化工學報. 2014(03)
[4]基于傅里葉紅外光譜的高溫煤焦表面化學結(jié)構(gòu)特性分析[J]. 李慶釗,林柏泉,趙長遂,武衛(wèi)芳. 中國電機工程學報. 2011(32)
[5]煤快速熱解固相和氣相產(chǎn)物生成規(guī)律[J]. 袁帥,陳雪莉,李軍,代正華,周志杰,王輔臣. 化工學報. 2011(05)
[6]兩段式干煤粉加壓氣化技術及工程應用[J]. 許世森,王保民. 化工進展. 2010(S1)
[7]煤氣化特性研究的現(xiàn)狀與展望[J]. 劉典福. 能源研究與管理. 2010(01)
[8]航天爐粉煤加壓氣化技術淺析[J]. 孫永才,劉偉. 化肥工業(yè). 2010(01)
[9]沉降爐中粉煤氣化的實驗研究[J]. 黃鳳豹,張忠孝,張守玉,陳國艷,陸成. 潔凈煤技術. 2010(01)
[10]不同彬縣焦的水蒸氣氣化反應動力學研究[J]. 劉鐵峰,房倚天,王洋. 燃料化學學報. 2009(02)
博士論文
[1]低階煤熱解半焦的氣化反應特性研究[D]. 范冬梅.中國科學院研究生院(工程熱物理研究所) 2013
[2]高溫條件下NO-焦炭反應動力學的研究[D]. 張聚偉.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[3]不同煤焦的理化性質(zhì)及高溫氣化反應特性研究[D]. 吳詩勇.華東理工大學 2007
碩士論文
[1]富氧條件下典型煤焦燃燒特性及燃燒動力學的研究[D]. 王悅新.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]反應條件對氣流床煤氣化過程及其灰渣特征的影響[D]. 徐旭輝.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[3]煤焦的CO2氣化反應性熱重研究[D]. 胡軍印.西北大學 2007
[4]高溫煤氣化動力學及兩段式氣化爐的模型研究[D]. 胡文斌.清華大學 2005
本文編號:3205449
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1.2.1 國內(nèi)外的主要煤氣化技術
1.2.2 煤氣化的影響因素
1.2.3 煤氣化的評價標準
1.2.4 國內(nèi)外文獻綜述簡析
1.3 本文的研究目的及主要內(nèi)容
1.3.1 研究目的
1.3.2 主要內(nèi)容
第2章 實驗系統(tǒng)介紹及樣品制備
2.1 引言
2.2 高溫沉降爐(HDTF)簡介
2.2.1 實驗臺介紹
2.2.2 試驗臺調(diào)試
2.3 煤焦的制取
2.3.1 實驗樣品
2.3.2 煤焦停留時間的討論
2.4 原煤/煤焦的孔隙分析
2.4.1 孔隙結(jié)構(gòu)的測量
2.4.2 原煤及煤焦的孔隙結(jié)構(gòu)測量結(jié)果和分析
2.5 原煤/煤焦的紅外光譜分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 煤焦的CO_2氣化反應動力學參數(shù)的計算
3.1 引言
3.2 幾種典型的氣化反應模型簡述
3.3 分布活化能法(DAEM)的介紹
3.4 動力學參數(shù)的計算
3.4.1 熱重實驗臺下的氣化實驗
3.4.2 反應動力學參數(shù)的計算
3.4.3 反應動力學參數(shù)的分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 煤焦的CO_2氣化反應特性實驗研究
4.1 引言
4.2 基于熱裂解-氣相聯(lián)用的煤及煤焦的CO_2氣化反應性的測定
4.2.1 實驗原理及實驗臺介紹
4.2.2 實驗結(jié)果分析
4.3 基于高溫沉降爐下的煤焦的CO_2氣化反應特性實驗
4.3.1 實驗設計工況
4.3.2 實驗結(jié)果處理說明
4.3.3 結(jié)果分析
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論及展望
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]現(xiàn)代煤氣化技術發(fā)展趨勢及應用綜述[J]. 汪壽建. 化工進展. 2016(03)
[2]水蒸氣氣氛煤中溫催化氣化動力學研究[J]. 王西明,王興軍,陳凡敏,劉海峰,于廣鎖,王輔臣. 燃料化學學報. 2013(10)
[3]滴管爐內(nèi)不同煤階煤焦水蒸氣氣化反應特性[J]. 丁路,周志杰,趙冰,霍威,于廣鎖. 化工學報. 2014(03)
[4]基于傅里葉紅外光譜的高溫煤焦表面化學結(jié)構(gòu)特性分析[J]. 李慶釗,林柏泉,趙長遂,武衛(wèi)芳. 中國電機工程學報. 2011(32)
[5]煤快速熱解固相和氣相產(chǎn)物生成規(guī)律[J]. 袁帥,陳雪莉,李軍,代正華,周志杰,王輔臣. 化工學報. 2011(05)
[6]兩段式干煤粉加壓氣化技術及工程應用[J]. 許世森,王保民. 化工進展. 2010(S1)
[7]煤氣化特性研究的現(xiàn)狀與展望[J]. 劉典福. 能源研究與管理. 2010(01)
[8]航天爐粉煤加壓氣化技術淺析[J]. 孫永才,劉偉. 化肥工業(yè). 2010(01)
[9]沉降爐中粉煤氣化的實驗研究[J]. 黃鳳豹,張忠孝,張守玉,陳國艷,陸成. 潔凈煤技術. 2010(01)
[10]不同彬縣焦的水蒸氣氣化反應動力學研究[J]. 劉鐵峰,房倚天,王洋. 燃料化學學報. 2009(02)
博士論文
[1]低階煤熱解半焦的氣化反應特性研究[D]. 范冬梅.中國科學院研究生院(工程熱物理研究所) 2013
[2]高溫條件下NO-焦炭反應動力學的研究[D]. 張聚偉.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[3]不同煤焦的理化性質(zhì)及高溫氣化反應特性研究[D]. 吳詩勇.華東理工大學 2007
碩士論文
[1]富氧條件下典型煤焦燃燒特性及燃燒動力學的研究[D]. 王悅新.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]反應條件對氣流床煤氣化過程及其灰渣特征的影響[D]. 徐旭輝.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[3]煤焦的CO2氣化反應性熱重研究[D]. 胡軍印.西北大學 2007
[4]高溫煤氣化動力學及兩段式氣化爐的模型研究[D]. 胡文斌.清華大學 2005
本文編號:3205449
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