原煤熱解和煤焦氣化是煤氣化過(guò)程中的兩個(gè)主要步驟,煤和煤焦的結(jié)構(gòu)會(huì)隨著熱解氣化反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生改變,進(jìn)而影響反應(yīng)結(jié)果。深入研究塊狀原煤和煤焦的熱解氣化反應(yīng)特性和結(jié)構(gòu)演變規(guī)律,對(duì)揭示固定床氣化爐內(nèi)的反應(yīng)機(jī)制和實(shí)現(xiàn)固定床氣化爐的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。本文以塊狀原煤及煤焦為研究對(duì)象,系統(tǒng)研究了塊狀原煤及煤焦熱解氣化過(guò)程中的反應(yīng)特性和結(jié)構(gòu)演變,考察了熱解過(guò)程中的傳熱影響和氣化過(guò)程中的擴(kuò)散效應(yīng)。主要研究結(jié)論如下:（1）系統(tǒng)研究了塊狀原煤熱解過(guò)程中的反應(yīng)特性和結(jié)構(gòu)演變。結(jié)果表明,神木煙煤熱解過(guò)程中,CO2的釋放速率和釋放量不隨溫度單調(diào)增加,當(dāng)熱解溫度由900℃增加至1000℃時(shí)兩者均減小,高溫（1000℃）熱解時(shí)液相產(chǎn)率的變化趨勢(shì)與低溫（600℃）略有不同。800℃和1000℃熱解焦的孔結(jié)構(gòu)主要以圓柱形筒狀孔為主。熱解焦顆粒表面與顆粒中心的芳環(huán)結(jié)構(gòu)和交聯(lián)密度存在明顯差異,且差異受熱解溫度影響顯著;600℃、800℃和1000℃熱解時(shí),不同熱解階段熱解焦顆粒表面與顆粒中心的大、小芳環(huán)結(jié)構(gòu)和交聯(lián)密度具有不同的變化趨勢(shì)。熱解焦顆粒表面與中心的官能團(tuán)演變僅在1000℃熱解時(shí)才呈現(xiàn)較大差異;1000℃熱解的前2... 

【文章來(lái)源】：華東理工大學(xué)上海市211工程院校教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號(hào)說(shuō)明
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究?jī)?nèi)容
    1.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 文獻(xiàn)綜述
    2.1 固定床氣化
    2.2 煤氣化過(guò)程及主要反應(yīng)
        2.2.1 煤熱解
        2.2.2 煤焦氣化
    2.3 影響煤熱解的因素
        2.3.1 煤階
        2.3.2 粒徑
        2.3.3 熱解溫度
        2.3.4 升溫速率
    2.4 熱解過(guò)程中的傳熱研究
    2.5 影響煤焦氣化的因素
        2.5.1 氣化溫度
        2.5.2 壓力
        2.5.3 粒徑
    2.6 氣化動(dòng)力學(xué)模型
    2.7 煤焦氣化過(guò)程中的擴(kuò)散研究
    2.8 煤熱解和煤焦氣化過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化
        2.8.1 孔隙結(jié)構(gòu)變化
        2.8.2 官能團(tuán)結(jié)構(gòu)變化
        2.8.3 碳微晶結(jié)構(gòu)變化
第3章 塊狀原煤熱解過(guò)程中的反應(yīng)特性和結(jié)構(gòu)演變
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置及流程
        3.1.3 熱解焦的孔隙結(jié)構(gòu)分析
        3.1.4 熱解焦的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
    3.2 塊狀原煤熱解過(guò)程中的反應(yīng)特性
        3.2.1 產(chǎn)物分布特性
        3.2.2 氣體釋放特性
    3.3 塊狀原煤熱解過(guò)程中的孔隙結(jié)構(gòu)演變
    3.4 塊狀原煤熱解過(guò)程中的碳微晶結(jié)構(gòu)演變
        3.4.1 芳環(huán)結(jié)構(gòu)的變化
        3.4.2 交聯(lián)密度和有序化程度的變化
    3.5 塊狀原煤熱解過(guò)程中的官能團(tuán)演變
        3.5.1 紅外譜圖的變化
        3.5.2 紅外光譜曲線擬合
    3.6 本章小結(jié)
第4章 塊煤熱解過(guò)程中傳熱與反應(yīng)特性的數(shù)值模擬研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 樣品制備
        4.1.2 熱重分析
        4.1.3 大顆粒熱解測(cè)溫
    4.2 數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 模型假設(shè)
        4.2.2 動(dòng)力學(xué)模型
        4.2.3 傳熱模型
        4.2.4 求解方法
    4.3 模型驗(yàn)證
    4.4 熱解溫度的影響
        4.4.1 熱解溫度對(duì)徑向溫度分布的影響
        4.4.2 熱解溫度對(duì)徑向揮發(fā)分產(chǎn)率分布的影響
        4.4.3 熱解溫度對(duì)中心密度演變的影響
    4.5 顆粒粒徑的影響
        4.5.1 顆粒粒徑對(duì)徑向溫度分布的影響
        4.5.2 顆粒粒徑對(duì)徑向揮發(fā)分產(chǎn)率分布的影響
        4.5.3 顆粒粒徑對(duì)中心密度演變的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 塊狀煤焦CO_2氣化過(guò)程中的反應(yīng)特性和結(jié)構(gòu)演變
    5.1 實(shí)驗(yàn)部分
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置與流程
        5.1.3 氣化半焦的結(jié)構(gòu)分析
    5.2 煤焦氣化過(guò)程中的反應(yīng)特性
        5.2.1 煤焦氣化過(guò)程中CO摩爾分?jǐn)?shù)的變化
        5.2.2 煤焦的CO_2氣化反應(yīng)特性
        5.2.3 氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型
    5.3 煤焦氣化過(guò)程中的孔隙結(jié)構(gòu)演變
        5.3.1 吸附/脫附等溫線
        5.3.2 孔徑分布及比表面積
        5.3.3 煤焦的分形特征
    5.4 煤焦氣化過(guò)程中的碳微晶結(jié)構(gòu)演變
        5.4.1 拉曼總峰面積的變化
        5.4.2 芳環(huán)結(jié)構(gòu)和有序化程度的變化
    5.5 本章小結(jié)
第6章 煤焦-CO_2氣化過(guò)程中的擴(kuò)散效應(yīng)及動(dòng)力學(xué)參數(shù)變化
    6.1 實(shí)驗(yàn)部分
        6.1.1 樣品制備
        6.1.2 固定床中大顆粒煤焦氣化
        6.1.3 熱重分析儀中小顆粒煤焦氣化
        6.1.4 樣品焦的性質(zhì)分析
    6.2 擴(kuò)散對(duì)煤焦氣化反應(yīng)性的影響
    6.3 效率因子
        6.3.1 外擴(kuò)散效率因子
        6.3.2 內(nèi)擴(kuò)散效率因子
    6.4 動(dòng)力學(xué)分析
        6.4.1 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的確定
        6.4.2 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化
        6.4.3 動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng)
    6.5 本章小結(jié)
第7章 全文總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄博士期間發(fā)表論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同煤階煤熱解過(guò)程中孔隙結(jié)構(gòu)變化規(guī)律研究[J]. 尹振勇,許浩,湯達(dá)禎,陳艷鵬,趙天天.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2019(09)
[2]煤焦CO2氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及內(nèi)擴(kuò)散對(duì)氣化過(guò)程的影響分析[J]. 李位位,黃戒介,王志青,段會(huì)文,李俊國(guó),房倚天.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(12)
[3]熱解溫度對(duì)無(wú)煙煤焦微觀結(jié)構(gòu)和脫硝特性的影響[J]. 尹艷山,王澤忠,田紅,張巍,鄢曉忠,陳冬林.  化工進(jìn)展. 2015(06)
[4]多種原煤焦的CO2氣化特性研究[J]. 林曉巍,陳鴻偉,何駿鵬,李凡,李航.  電力科學(xué)與工程. 2014(08)
[5]壓力對(duì)煤焦CO2氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響[J]. 閻琪軒,李風(fēng)海,王建飛,黃戒介,趙建濤,張永奇,房倚天.  化學(xué)工程. 2014(08)
[6]固定床加壓氣化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 段超.  煤質(zhì)技術(shù). 2014(01)
[7]固定床氣化技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 褚曉亮,苗陽(yáng),苗雨旺.  化工技術(shù)與開(kāi)發(fā). 2013(11)
[8]BGL碎煤熔渣氣化技術(shù)及其工業(yè)應(yīng)用[J]. 汪家銘.  化學(xué)工業(yè). 2011(07)
[9]溫度對(duì)小龍?zhí)逗置毫骰矡峤猱a(chǎn)物影響的試驗(yàn)研究[J]. 陳勛瑜,王勤輝,岑建孟,郭志航,方夢(mèng)祥,駱仲泱.  動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2011(04)
[10]煤焦加壓氣化反應(yīng)性研究[J]. 曹敏,王敏,谷小虎,樊崇,張愛(ài)民,諶倫建.  化學(xué)工程. 2010(12)

博士論文
[1]煤催化加氫氣化過(guò)程中焦結(jié)構(gòu)演變特性及反應(yīng)性研究[D]. 劉旭輝.華中科技大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3628816