煤的催化裂解實(shí)驗(yàn)與機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-30 18:42
煤炭主要是由C、H、O組成的有機(jī)體,同時(shí)具備能源和資源的雙重屬性,而目前煤炭的利用方式主要發(fā)揮了其能源屬性,并未充分利用其資源價(jià)值。通過煤化工技術(shù)將煤炭轉(zhuǎn)化為煤氣、焦油、半焦等燃料或化工產(chǎn)品,可以有效提高煤炭的附加價(jià)值。煤的定向裂解是一種富有發(fā)展前景的煤炭資源化利用技術(shù),催化裂解是煤定向裂解的重要手段。適當(dāng)?shù)拇呋瘎┮环矫婵梢越档头磻?yīng)所需的能量壁壘,另一方面可以調(diào)節(jié)煤裂解產(chǎn)物的產(chǎn)率及分布,有利于達(dá)到定向調(diào)控裂解產(chǎn)物的目的,因此催化裂解受到了廣泛關(guān)注。對(duì)于催化裂解,目前的研究主要集中于堿及堿土金屬催化劑、過渡金屬催化劑及沸石等其他催化劑對(duì)煤裂解特性的影響,通過宏觀層面分析裂解產(chǎn)物的變化來探究催化劑的催化效果,雖取得了一定成果,但煤裂解的微觀催化機(jī)理還需要進(jìn)一步研究,且研究結(jié)果較為零散,不能成為連貫系統(tǒng)的結(jié)論,難以為后續(xù)的研究提供有力的指引。有鑒于此,本文在前人的研究基礎(chǔ)上,針對(duì)煤炭資源化利用中的催化裂解技術(shù),圍繞煤的催化裂解聯(lián)產(chǎn)煤氣及半焦的核心問題展開研究。本文首先利用SEM、BET、XRD、FTIR、TGA、管式爐等多種表征技術(shù)及實(shí)驗(yàn)方法,首次較為全面地研究了酸洗脫灰對(duì)煤的理化特性的影響...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:205 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1?1991-2016年全球能源消費(fèi)趨勢(shì)(單位:百萬噸油當(dāng)量)??
?91?92?G3?94?95?96?97?08?99?CO?01?02?03?04?Q5?06?07?08?09?10?11?12?13?14?15?16?0??圖1.1?1991-2016年全球能源消費(fèi)趨勢(shì)(單位:百萬噸油當(dāng)量)??我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量豐富,僅次于美國(guó)和俄羅斯。根據(jù)國(guó)土資源部發(fā)布的《中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)??告》顯示,2015年,我國(guó)煤炭探明總量15663.1億噸,煤炭消費(fèi)量約為33.8億噸!案幻,??貧油,少氣”,是我國(guó)能源資源的鮮明特點(diǎn)。我國(guó)煤炭資源總量占一次能源資源總量的94%,??而石油、天然氣資源僅占6%,且其增產(chǎn)難度大,對(duì)外依存度高。中國(guó)已探明的煤炭?jī)?chǔ)量??和產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于石油及天然氣的儲(chǔ)量和產(chǎn)量,自然稟賦決定了中國(guó)能源以煤炭為主,而煤??炭具備能源和資源的雙重屬性,決定了煤炭在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的戰(zhàn)略地位。??1??
鋼鐵??17%??圖1.2?2017年我國(guó)的煤炭消費(fèi)結(jié)構(gòu)??煤炭也是重要的化工原料,經(jīng)過一定工藝處理(氣化、液化和煉焦等)后可以產(chǎn)生煤??氣、焦油、半焦等,也可以生產(chǎn)醇類、酸類、烴類、氨等化工原料,還可以提取苯、萘、??醚、菲等有價(jià)值的化工產(chǎn)品,如圖】.3所示。近些年,我國(guó)以煤制取化學(xué)產(chǎn)品的方面取得??了較大的進(jìn)步,尤其是在煤制取甲醇和乙醇等領(lǐng)域。甲醇是重要的化工中間體,可用于生??產(chǎn)甲醛、甲酸、二甲醚、酯類、烯烴以及其他石化產(chǎn)品,被廣泛用于燃料、殺蟲劑、藥品、??化肥等各種工業(yè)用途。煤制取甲醇的工藝流程包括煤漿制備、氣化、灰水處理、水煤氣變??換和低溫甲醇洗等。??乙醇可用于制造醋酸、香精、飲料、燃料等,醫(yī)學(xué)上也常用作消毒劑,其在國(guó)防化工、??工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也有廣泛應(yīng)用。大連物化所提出了采用煤合成氣,結(jié)合非貴金屬催化劑,經(jīng)??過曱醇、二甲醚羰基化和加氫合成乙醇的工藝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱解溫度及氣氛變化對(duì)神府煤熱解產(chǎn)物分布的影響[J]. 劉源,賀新福,楊伏生,張亞剛,任秀彬,周安寧. 煤炭學(xué)報(bào). 2015(S2)
[2]基于煤炭分級(jí)轉(zhuǎn)化的發(fā)電技術(shù)前景[J]. 岑可法,倪明江,駱仲泱,方夢(mèng)祥,王勤輝,王智化,岑建孟. 中國(guó)工程科學(xué). 2015(09)
[3]煤催化氣化催化劑及其催化機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 王勇,樊紅莉,徐美玲,李風(fēng)海. 山東化工. 2015(15)
[4]Comparison of kinetic models for isothermal CO2 gasification of coal char–biomass char blended char[J]. Hai-bin Zuo,Wei-wei Geng,Jian-liang Zhang,Guang-wei Wang. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(04)
[5]低階煤熱解提質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的研究[J]. 周新良. 潔凈煤技術(shù). 2013(06)
[6]CO2對(duì)褐煤熱解行為的影響[J]. 高松平,趙建濤,王志青,王建飛,房倚天,黃戒介. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[7]逐級(jí)酸處理對(duì)錫盟褐煤的結(jié)構(gòu)及熱解特性的影響[J]. 王美君,付春慧,常麗萍,謝克昌. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(08)
[8]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(xué)報(bào). 2011(05)
[9]煤粉高溫?zé)峤鈩?dòng)態(tài)特性及各元素析出特性[J]. 楊衛(wèi)娟,周志軍,呂洪坤,周俊虎,劉建忠,岑可法. 燃燒科學(xué)與技術(shù). 2011(01)
[10]煤分級(jí)利用多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)及其發(fā)展前景[J]. 岑建孟,方夢(mèng)祥,王勤輝,駱仲泱,岑可法. 化工進(jìn)展. 2011(01)
博士論文
[1]煤的部分裂解氣化反應(yīng)技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 李燕.浙江大學(xué) 2015
[2]我國(guó)典型低品質(zhì)煤提質(zhì)利用及分級(jí)分質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)研究[D]. 葛立超.浙江大學(xué) 2014
[3]煤炭分級(jí)利用與富氧燃燒技術(shù)機(jī)理及應(yīng)用研究[D]. 胡昕.浙江大學(xué) 2013
[4]以CaO為吸收體的生物質(zhì)無氧氣化制氫的機(jī)理與試驗(yàn)研究[D]. 韓龍.浙江大學(xué) 2011
[5]循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)試驗(yàn)及理論研究[D]. 劉耀鑫.浙江大學(xué) 2005
碩士論文
[1]煤催化熱解部分氣化定向調(diào)控研究[D]. 熊伯春.浙江大學(xué) 2017
[2]褐煤提質(zhì)及其快速熱裂解揮發(fā)分析出特性的研究[D]. 鄒祥波.浙江大學(xué) 2013
[3]煤炭無焦油炭化研究[D]. 鄭娟娟.天津大學(xué) 2012
[4]金屬鹽類和金屬氧化物對(duì)煤熱解特性的影響[D]. 蘇文娟.浙江大學(xué) 2012
[5]黃土廟和錦界原煤及其溶脹煤的熱解研究[D]. 閆鵬.西北大學(xué) 2009
[6]煤的流化床部分氣化利用技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 黃軍軍.浙江大學(xué) 2005
[7]煤熱解動(dòng)力學(xué)及其揮發(fā)分析出規(guī)律的研究[D]. 降文萍.太原理工大學(xué) 2004
[8]煤的大分子結(jié)構(gòu)研究——煤中惰質(zhì)組結(jié)構(gòu)及煤中氧的賦存形態(tài)[D]. 羅隕飛.煤炭科學(xué)研究總院 2002
[9]褐煤結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)分析[D]. 賈燕.太原理工大學(xué) 2002
本文編號(hào):3311921
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:205 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1?1991-2016年全球能源消費(fèi)趨勢(shì)(單位:百萬噸油當(dāng)量)??
?91?92?G3?94?95?96?97?08?99?CO?01?02?03?04?Q5?06?07?08?09?10?11?12?13?14?15?16?0??圖1.1?1991-2016年全球能源消費(fèi)趨勢(shì)(單位:百萬噸油當(dāng)量)??我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量豐富,僅次于美國(guó)和俄羅斯。根據(jù)國(guó)土資源部發(fā)布的《中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)??告》顯示,2015年,我國(guó)煤炭探明總量15663.1億噸,煤炭消費(fèi)量約為33.8億噸!案幻,??貧油,少氣”,是我國(guó)能源資源的鮮明特點(diǎn)。我國(guó)煤炭資源總量占一次能源資源總量的94%,??而石油、天然氣資源僅占6%,且其增產(chǎn)難度大,對(duì)外依存度高。中國(guó)已探明的煤炭?jī)?chǔ)量??和產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于石油及天然氣的儲(chǔ)量和產(chǎn)量,自然稟賦決定了中國(guó)能源以煤炭為主,而煤??炭具備能源和資源的雙重屬性,決定了煤炭在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的戰(zhàn)略地位。??1??
鋼鐵??17%??圖1.2?2017年我國(guó)的煤炭消費(fèi)結(jié)構(gòu)??煤炭也是重要的化工原料,經(jīng)過一定工藝處理(氣化、液化和煉焦等)后可以產(chǎn)生煤??氣、焦油、半焦等,也可以生產(chǎn)醇類、酸類、烴類、氨等化工原料,還可以提取苯、萘、??醚、菲等有價(jià)值的化工產(chǎn)品,如圖】.3所示。近些年,我國(guó)以煤制取化學(xué)產(chǎn)品的方面取得??了較大的進(jìn)步,尤其是在煤制取甲醇和乙醇等領(lǐng)域。甲醇是重要的化工中間體,可用于生??產(chǎn)甲醛、甲酸、二甲醚、酯類、烯烴以及其他石化產(chǎn)品,被廣泛用于燃料、殺蟲劑、藥品、??化肥等各種工業(yè)用途。煤制取甲醇的工藝流程包括煤漿制備、氣化、灰水處理、水煤氣變??換和低溫甲醇洗等。??乙醇可用于制造醋酸、香精、飲料、燃料等,醫(yī)學(xué)上也常用作消毒劑,其在國(guó)防化工、??工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也有廣泛應(yīng)用。大連物化所提出了采用煤合成氣,結(jié)合非貴金屬催化劑,經(jīng)??過曱醇、二甲醚羰基化和加氫合成乙醇的工藝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱解溫度及氣氛變化對(duì)神府煤熱解產(chǎn)物分布的影響[J]. 劉源,賀新福,楊伏生,張亞剛,任秀彬,周安寧. 煤炭學(xué)報(bào). 2015(S2)
[2]基于煤炭分級(jí)轉(zhuǎn)化的發(fā)電技術(shù)前景[J]. 岑可法,倪明江,駱仲泱,方夢(mèng)祥,王勤輝,王智化,岑建孟. 中國(guó)工程科學(xué). 2015(09)
[3]煤催化氣化催化劑及其催化機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 王勇,樊紅莉,徐美玲,李風(fēng)海. 山東化工. 2015(15)
[4]Comparison of kinetic models for isothermal CO2 gasification of coal char–biomass char blended char[J]. Hai-bin Zuo,Wei-wei Geng,Jian-liang Zhang,Guang-wei Wang. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(04)
[5]低階煤熱解提質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的研究[J]. 周新良. 潔凈煤技術(shù). 2013(06)
[6]CO2對(duì)褐煤熱解行為的影響[J]. 高松平,趙建濤,王志青,王建飛,房倚天,黃戒介. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[7]逐級(jí)酸處理對(duì)錫盟褐煤的結(jié)構(gòu)及熱解特性的影響[J]. 王美君,付春慧,常麗萍,謝克昌. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(08)
[8]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(xué)報(bào). 2011(05)
[9]煤粉高溫?zé)峤鈩?dòng)態(tài)特性及各元素析出特性[J]. 楊衛(wèi)娟,周志軍,呂洪坤,周俊虎,劉建忠,岑可法. 燃燒科學(xué)與技術(shù). 2011(01)
[10]煤分級(jí)利用多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)及其發(fā)展前景[J]. 岑建孟,方夢(mèng)祥,王勤輝,駱仲泱,岑可法. 化工進(jìn)展. 2011(01)
博士論文
[1]煤的部分裂解氣化反應(yīng)技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 李燕.浙江大學(xué) 2015
[2]我國(guó)典型低品質(zhì)煤提質(zhì)利用及分級(jí)分質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)研究[D]. 葛立超.浙江大學(xué) 2014
[3]煤炭分級(jí)利用與富氧燃燒技術(shù)機(jī)理及應(yīng)用研究[D]. 胡昕.浙江大學(xué) 2013
[4]以CaO為吸收體的生物質(zhì)無氧氣化制氫的機(jī)理與試驗(yàn)研究[D]. 韓龍.浙江大學(xué) 2011
[5]循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)試驗(yàn)及理論研究[D]. 劉耀鑫.浙江大學(xué) 2005
碩士論文
[1]煤催化熱解部分氣化定向調(diào)控研究[D]. 熊伯春.浙江大學(xué) 2017
[2]褐煤提質(zhì)及其快速熱裂解揮發(fā)分析出特性的研究[D]. 鄒祥波.浙江大學(xué) 2013
[3]煤炭無焦油炭化研究[D]. 鄭娟娟.天津大學(xué) 2012
[4]金屬鹽類和金屬氧化物對(duì)煤熱解特性的影響[D]. 蘇文娟.浙江大學(xué) 2012
[5]黃土廟和錦界原煤及其溶脹煤的熱解研究[D]. 閆鵬.西北大學(xué) 2009
[6]煤的流化床部分氣化利用技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 黃軍軍.浙江大學(xué) 2005
[7]煤熱解動(dòng)力學(xué)及其揮發(fā)分析出規(guī)律的研究[D]. 降文萍.太原理工大學(xué) 2004
[8]煤的大分子結(jié)構(gòu)研究——煤中惰質(zhì)組結(jié)構(gòu)及煤中氧的賦存形態(tài)[D]. 羅隕飛.煤炭科學(xué)研究總院 2002
[9]褐煤結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)分析[D]. 賈燕.太原理工大學(xué) 2002
本文編號(hào):3311921
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