本文提出將煤熱解焦油原位催化裂解與乙烷水蒸氣重整過程耦合提高輕質焦油產率的新工藝,并針對該煤熱解焦油原位提質工藝過程的催化劑及反應條件對焦油產率和組成的影響規(guī)律及機理進行研究。在常壓固定床反應裝置內,采用上層加煤、下層加催化劑,中間用石英棉隔開的形式,分別研究N₂和C₂H₆/H₂O混合氣氛下催化劑種類、催化劑中Ni負載量、催化劑用量以及反應溫度等對平朔煤熱解過程焦油和氣體產率的影響。結果表明,在650℃不加催化劑的乙烷和水蒸氣氣氛下的煤熱解(CP-E&S)過程的焦油產率達到最高值18.8wt.%。使用的四種催化劑(Char,AC,Co/AC,Ni/AC)中Ni/AC對焦油輕質化效果最佳,輕質焦油含量達到71.5 wt.%,產率13.2 wt.%,相比提質前(不加催化劑)分別提高了55.4%和53.4%。此外,Ni/AC的金屬負載量為10 wt.%且煤與催化劑質量比為0.2時提質效果最佳。為認識提質焦油的結構和組成的變化,利用模擬蒸餾、核磁共振(NMR)、氣相色譜/質譜聯(lián)用(GC/MS)等方法...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1Fuchs煤結構模型[11]

Fuchs模型是1942年由德國科學家W.Fuchs提出的首個煤分子結構模型,后由Chermin等人完善,其結構如圖1.1所示[11]。模型主體為芳香結構,其外圍分布著大量的含氧官能團和縮合芳香環(huán),大多通過脂環(huán)和雜環(huán)結構連接。但此模型結構的表面官能團分布缺少科學依據(jù)支持,且官能團....

圖1.2Domazetis煤結構模型片段[12]

Domazetis模型是21世紀初期由澳洲研究者G.Domazetis根據(jù)褐煤的元素組成、碳分布和官能團分布等關聯(lián)信息構建的一種新型褐煤分子結構模型,分子式為C258H256N2O78S,該模型的主要片段如圖1.2所示[12]。該褐煤模型主要由脂肪鏈烴、環(huán)烷烴和醚鍵等化學鍵連接構....

圖1.3修正后的煤熱解機理示意圖[18]

目前已廣泛認同煤熱解過程符合自由基反應機理[14],煤大分子結構內的-CH2-,-O-,-S-等弱鍵斷裂可產生自由基,其經過重排碰撞后形成最終熱解產物。He等[14]在對四種不同煤化程度的煤樣進行熱解實驗時發(fā)現(xiàn)所得焦油和半焦中均含有高濃度的自由基,并且在高于623K的溫度下具有....

圖1.475t/h循環(huán)流化床煤分級轉化多聯(lián)產裝置[23]

國內目前已進行工業(yè)化示范的熱解提質技術工藝主要包括加熱方式為氣體熱載體的多段回轉爐熱解工藝(MRF)、帶式爐工藝、LCC工藝以及加熱方式為固體熱載體的固體熱載體法干餾工藝(DG)、煤拔頭工藝(BT)、循環(huán)流化床分級轉化多聯(lián)產工藝(CFB)等。圖1.4為在安徽淮南投建運行的規(guī)模為7....

本文編號：3986599