發(fā)布時(shí)間：2023-05-18 23:17

　　煤炭是我國(guó)的基礎(chǔ)能源和戰(zhàn)略原料,煤炭清潔高效利用是國(guó)家重大需求。碳黑是煤炭利用過(guò)程中的常見(jiàn)副產(chǎn)物,小分子熱解氣體和煤焦油等在缺氧條件下極易生成碳黑顆粒,一方面會(huì)導(dǎo)致煤利用過(guò)程中碳轉(zhuǎn)化率降低,另一方面,由于碳黑顆粒尺寸小,反應(yīng)性差,易隨尾氣進(jìn)入大氣中,對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康產(chǎn)生危害,因此研究煤利用過(guò)程中碳黑的生成機(jī)理和反應(yīng)特性意義重大。本文的目的在于,通過(guò)對(duì)典型煤種熱解過(guò)程中碳黑生成機(jī)理和碳黑氣化/氧化規(guī)律的深入研究,為煤炭利用過(guò)程中抑制碳黑生成和促進(jìn)碳黑轉(zhuǎn)化提供理論支撐,促進(jìn)煤炭的清潔高效利用。本文以中國(guó)常用煤種神府煙煤為研究對(duì)象,考察了熱解氣氛(N2和CO2)、熱解溫度及停留時(shí)間等對(duì)煤顆�？焖贌峤膺^(guò)程的影響;使用高分辨率透射電鏡(HRTEM)、紅外光譜分析儀(FT-IR)、X射線(xiàn)衍射儀(XRD)及拉曼光譜分析儀(Raman)等研究手段對(duì)快速熱解碳黑性質(zhì)進(jìn)行表征,系統(tǒng)探究了煤熱解碳黑和對(duì)照樣品的氣化/氧化模式及結(jié)構(gòu)變化;基于煤熱解碳黑的透射電鏡圖像和理化性質(zhì)建立了碳黑顆粒結(jié)構(gòu)模型,并對(duì)碳黑顆粒的氧化過(guò)程進(jìn)行了模擬。(1)設(shè)計(jì)建立了一套可調(diào)節(jié)停留時(shí)間(0～774 ms)的快速熱解實(shí)驗(yàn)裝置,研究...

【文章頁(yè)數(shù)】：179 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 前言
    1.1 研究背景及目標(biāo)
    1.2 主要研究?jī)?nèi)容
    1.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 文獻(xiàn)綜述
    2.1 煤氣化過(guò)程
        2.1.1 煤炭的熱解過(guò)程
        2.1.2 煤焦的氣化過(guò)程
    2.2 碳黑生成過(guò)程
        2.2.1 煤熱解過(guò)程碳黑生成機(jī)理
        2.2.2 碳黑生成過(guò)程結(jié)構(gòu)變化
    2.3 碳黑氧化過(guò)程
        2.3.1 氧化機(jī)理概論
        2.3.2 氧化動(dòng)力學(xué)
        2.3.3 氧化過(guò)程碳黑結(jié)構(gòu)變化
    2.4 碳黑分析測(cè)試方法
        2.4.1 離線(xiàn)檢測(cè)方法
        2.4.2 原位檢測(cè)方法
        2.4.3 碳黑分離方法
    2.5 碳黑顆粒模型
    2.6 本章小結(jié)
第3章 熱解氣氛對(duì)快速熱解煤焦生成的影響
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品
        3.1.2 快速熱解實(shí)驗(yàn)裝置
        3.1.3 熱解產(chǎn)物收集方法
        3.1.4 煤焦樣品及熱解氣分析方法
    3.2 熱解氣氛對(duì)快速熱解過(guò)程的影響
        3.2.1 熱解氣氛對(duì)熱解煤焦的影響
        3.2.2 熱解氣氛對(duì)熱解氣體的影響
        3.2.3 熱解氣氛對(duì)煤焦化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響
    3.3 熱解氣氛對(duì)快速熱解碳黑生成的影響
        3.3.1 碳黑生成量
        3.3.2 碳黑元素分析
        3.3.3 碳黑形貌
        3.3.4 碳黑微觀結(jié)構(gòu)
        3.3.5 碳黑片層結(jié)構(gòu)缺陷
        3.3.6 碳黑氣化反應(yīng)性分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 碳黑氣化過(guò)程分析
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品
        4.1.2 氣化裝置
        4.1.3 樣品性質(zhì)表征
    4.2 氣化過(guò)程碳黑形貌變化
    4.3 氣化過(guò)程碳黑微觀結(jié)構(gòu)變化
    4.4 氣化過(guò)程碳黑真密度變化
    4.5 氣化過(guò)程中碳黑孔隙結(jié)構(gòu)演變
    4.6 氣化反應(yīng)特性
    4.7 本章小結(jié)
第5章 碳黑氧化過(guò)程分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)部分
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品
        5.1.2 氧化裝置
        5.1.3 樣品性質(zhì)表征
    5.2 氧化過(guò)程形貌變化
    5.3 顆粒尺寸變化
    5.4 氧化過(guò)程微觀結(jié)構(gòu)變化
    5.5 氧化過(guò)程孔隙結(jié)構(gòu)變化
    5.6 氧化過(guò)程真密度變化
    5.7 本章小結(jié)
第6章 碳黑顆粒結(jié)構(gòu)模型及氧化過(guò)程模擬
    6.1 建模方法
        6.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品
        6.1.2 Material Studio軟件
        6.1.3 模型外部結(jié)構(gòu)描述
        6.1.4 模型內(nèi)核結(jié)構(gòu)建立過(guò)程
    6.2 模型結(jié)果
    6.3 碳黑顆粒模型氧化過(guò)程模擬
    6.4 氧化過(guò)程模擬結(jié)果
    6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
附錄
    附錄1
    附錄2
    附錄3
    附錄4
    附錄5
    附錄6
    附錄7
    附錄8
參考文獻(xiàn)
致謝
博士期間工作成果與獲獎(jiǎng)



本文編號(hào)：3819192