發(fā)布時間：2024-02-06 21:44

　　新一代煤化工技術(shù)和開發(fā)適合我國國情的潔凈煤技術(shù)對我國能源使用及環(huán)境問題解決具有重要意義,其中煤氣化是現(xiàn)代煤化工的龍頭。在不以制取焦油為目的煤炭加工過程中,焦油就成為了副產(chǎn)物,煤氣化過程中會伴隨焦油的生成,如果這些焦油組分不能得到很好的去除將會對氣化系統(tǒng)及用氣設(shè)備產(chǎn)生極大危害,因此研究煤氣化合成氣中焦油等污染物凈化及重整轉(zhuǎn)化技術(shù)具有重要意義。此外,非平衡態(tài)等離子體在化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化領(lǐng)域具有獨特的優(yōu)勢,正成為新的研究熱點。本文提出將非平衡態(tài)等離子體技術(shù)運用于煤氣化焦油重整轉(zhuǎn)化中,建立無焦油煤氣化系統(tǒng),并研究煤氣化焦油非平衡態(tài)等離子體重整轉(zhuǎn)化特性。針對無焦油煤氣化系統(tǒng),本文首先對煤氣化系統(tǒng)部分進行一定程度的研究,提出了一種以CO2為介質(zhì)的間壁式加熱兩段式煤氣化圓管移動床反應(yīng)器,通過數(shù)值模擬研究對間壁式加熱段的加熱效果進行評估并對該段中的煤熱解反應(yīng)特性進行分析。結(jié)果表明間壁式加熱移動顆粒床能夠獲得理想的加熱效果,熱解反應(yīng)也能夠順利發(fā)生。對于非平衡態(tài)等離子體作用下焦油苯在CO2氣氛下的重整轉(zhuǎn)化特性研究,本文以焦油組分苯為研究對象,為獲得焦油主要組分苯在CO2氣氛下的非平衡態(tài)等離子體轉(zhuǎn)化特性及機理。本...

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號對照表
第一章 緒論
    1.1 課題的背景及意義
        1.1.1 煤氣化的意義
        1.1.2 煤氣化焦油的危害
    1.2 煤氣化技術(shù)研究綜述
        1.2.1 常規(guī)煤氣化研究綜述
        1.2.2 等離子體煤氣化研究綜述
    1.3 煤氣化焦油凈化及重整轉(zhuǎn)化研究現(xiàn)狀綜述
        1.3.1 煤焦油凈化
            1.3.1.1 爐內(nèi)凈化
            1.3.1.2 爐外凈化
        1.3.2 煤焦油重整轉(zhuǎn)化
    1.4 非平衡態(tài)等離子體反應(yīng)轉(zhuǎn)化研究綜述
    1.5 非平衡態(tài)等離子體化學(xué)反應(yīng)理論綜述
    1.6 本文的研究內(nèi)容及章節(jié)安排
        1.6.1 本課題研究內(nèi)容
        1.6.2 本論文各章具體工作簡述
第二章 CO₂氣氛間壁式加熱煤氣化反應(yīng)器研究
    2.1 概述
    2.2 間壁式加熱移動床傳熱模型
        2.2.1 基本假設(shè)與數(shù)值模型
        2.2.2 求解條件
    2.3 間壁式加熱移動床傳熱特性模擬分析與討論
        2.3.1 移動床尺寸影響
        2.3.2 進料量影響
        2.3.3 孔隙率影響
    2.4 間壁式加熱移動床熱解特性模擬結(jié)果分析與討論
    2.5 本章小結(jié)
第三章 煤氣化焦油氣非平衡態(tài)等離子體轉(zhuǎn)化實驗裝置
    3.1 概述
    3.2 實驗系統(tǒng)及裝置
        3.2.1 模擬氣制取部分
        3.2.2 反應(yīng)裝置
            3.2.2.1 反應(yīng)器設(shè)計
            3.2.2.2 放電電路設(shè)計
        3.2.3 測試部分
            3.2.3.1 產(chǎn)物組分測量及分析方法
            3.2.3.2 非平衡態(tài)等離子體發(fā)射光譜診斷及分析方法
        3.2.4 其他裝置
        3.2.5 系統(tǒng)氣密性評估
    3.3 實驗內(nèi)容
        3.3.1 焦油組分苯非平衡等離子體轉(zhuǎn)化機理概述
        3.3.2 實驗內(nèi)容及步驟
    3.4 本章小結(jié)
第四章 CO₂非平衡態(tài)等離子體反應(yīng)研究
    4.1 概述
    4.2 CO₂非平衡態(tài)等離子體反應(yīng)實驗結(jié)果分析與討論
        4.2.1 實驗現(xiàn)象說明
        4.2.2 產(chǎn)物組分及反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率分析與討論
        4.2.3 光譜分析與討論
            4.2.3.1 光譜譜線分析與討論
            4.2.3.2 離子體場光譜分析與討論
    4.3 CO₂非平衡態(tài)等離子體反應(yīng)數(shù)值模擬研究
        4.3.1 CO₂非平衡態(tài)等離子體反應(yīng)數(shù)學(xué)模型
        4.3.2 CO₂非平衡態(tài)等離子體反應(yīng)體系
        4.3.3 氣體放電方式
        4.3.4 求解條件
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析與討論
        4.4.1 等離子體特性分析與討論
        4.4.2 變放電電壓模擬工況結(jié)果分析與討論
            4.4.2.1 等離子體場的分析與討論
            4.4.2.2 CO生成及分布規(guī)律的分析與討論
            4.4.2.3 O自由基生成及分布規(guī)律的分析與討論
        4.4.3 變氣速模擬結(jié)果分析與討論
            4.4.3.1 等離子體場的分析與討論
            4.4.3.2 CO生成及分布規(guī)律的分析與討論
            4.4.3.3 O自由基生成及分布規(guī)律的分析與討論
    4.5 本章小結(jié)
第五章 CO₂氣氛焦油氣非平衡態(tài)等離子體轉(zhuǎn)化實驗研究
    5.1 概述
    5.2 實驗現(xiàn)象說明
    5.3 產(chǎn)物組分及反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的分析與討論
        5.3.1 變苯濃度實驗結(jié)果分析與討論
        5.3.2 變氣速實驗結(jié)果分析與討論
    5.4 光譜分析與討論
        5.4.1 光譜譜線分析與討論
        5.4.2 離子體場光譜分析與討論
    5.5 本章小結(jié)
第六章 CO₂氣氛焦油氣非平衡態(tài)等離子體轉(zhuǎn)化機理研究
    6.1 概述
    6.2 CO₂氣氛苯非平衡態(tài)等離子體化學(xué)反應(yīng)機理模型
    6.3 基于Chemkin pro軟件的反應(yīng)動力學(xué)模型及控制方程
        6.3.1 Chemkin pro軟件及系統(tǒng)模型介紹
        6.3.2 控制方程
    6.4 求解條件
    6.5 模擬結(jié)果分析與討論
        6.5.1 高溫?zé)崃W(xué)轉(zhuǎn)化模擬結(jié)果分析與討論
        6.5.2 等離子體場分析與討論
        6.5.3 轉(zhuǎn)化率分析與討論
        6.5.4 產(chǎn)物組分分析與討論
        6.5.5 自由基分析與討論
        6.5.6 積碳說明
    6.6 本章小結(jié)
第七章 全文總結(jié)與工作展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 進一步研究建議
參考文獻(xiàn)
致謝
作者攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
附錄A C₆H₆基元反應(yīng)方程組



本文編號：3896237