本文以神木次煙煤、大柳塔次煙煤、先鋒褐煤和小龍?zhí)逗置簽樵?采用四氫呋喃溶劑抽提的方法,對(duì)中低階煤中小分子化合物進(jìn)行了分離,考察了不同煤階煤種中小分子化合物的組成和結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,褐煤中低分子化合物的含量高于次煙煤,萃取所得的小分子主要由脂肪烴、芳烴和含氧部分組成。其中脂肪烴主要是C10～C31正構(gòu)烷烴;芳烴含量隨煤階的提高而增加,褐煤中芳烴以單環(huán)和雙環(huán)為主,次煙煤中芳烴縮合度更高,以雙環(huán)和三環(huán)為主并能檢測(cè)到少量的四環(huán)芳烴;含氧部分包含了酚、醚、酸、酮和酯五類,總含量隨著煤階的增加而減少。通過固定床熱解反應(yīng)器對(duì)抽提前后煤樣進(jìn)行了熱解試驗(yàn),考察了煤中小分子對(duì)煤熱解產(chǎn)物分布的影響以及轉(zhuǎn)化規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)小分子化合物在熱解中參與了焦油、熱解水和半焦的生成。小分子中含氧官能團(tuán)會(huì)反應(yīng)生成熱解水,褐煤中含氧官能團(tuán)穩(wěn)定性較差,在400℃以前就會(huì)斷裂,而次煙煤中小分子需要更高溫度才會(huì)生成熱解水。同時(shí)褐煤中小分子化合物的縮合度較低,生成焦油的溫度也比次煙煤要低。而以氫鍵連接的小分子在熱解中很容易發(fā)生低溫交聯(lián)反應(yīng),從而縮合形成較大結(jié)構(gòu)的半焦。通過正己烷可溶物含量的分析發(fā)現(xiàn)抽提后煤樣熱解焦油中輕質(zhì)組分均有減低,...

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
前言
第1章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 煤熱解概述
        1.1.1 煤熱解過程基本描述
        1.1.2 煤熱解產(chǎn)物形成過程
    1.2 煤熱解影響因素
        1.2.1 煤階的影響
        1.2.2 熱解終溫的影響
        1.2.3 熱解加熱速率的影響
    1.3 煤的結(jié)構(gòu)概述
        1.3.1 煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)模型
        1.3.2 煤的物理結(jié)構(gòu)模型
        1.3.3 煤中小分子化合物研究進(jìn)展
    1.4 提高焦油品質(zhì)的催化熱解研究進(jìn)展
        1.4.1 天然礦石催化劑
        1.4.2 堿金屬及堿土金屬催化劑
        1.4.3 過渡金屬催化劑
        1.4.4 分子篩催化劑
    1.5 煤熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型
        1.5.1 總包一級(jí)反應(yīng)模型
        1.5.2 總包n級(jí)反應(yīng)模型
        1.5.3 競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)模型
        1.5.4 分布活化能模型
    1.6 課題研究?jī)?nèi)容及意義
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料
    2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備
    2.3 實(shí)驗(yàn)操作方法
        2.3.1 索氏抽提實(shí)驗(yàn)
        2.3.2 熱解實(shí)驗(yàn)
    2.4 煤樣及熱解產(chǎn)物的分析表征
        2.4.1 焦油中水含量的測(cè)定
        2.4.2 焦油中正己烷可溶物的測(cè)定
        2.4.3 氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)分析
        2.4.4 ¹H-NMR分析
        2.4.5 ¹³C-NMR分析
        2.4.6 熱解氣組成分析
第3章 中低階煤中小分子化合物的研究
    3.1 不同煤中小分子化合物的含量
    3.2 不同煤中小分子化合物的組成
        3.2.1 脂肪烴部分
        3.2.2 芳香烴部分
        3.2.3 含氧部分
    3.3 去除小分子化合物前后煤樣的工業(yè)及元素分析
    3.4 基于¹³C-NMR分析小分子化合物對(duì)煤結(jié)構(gòu)的影響
        3.4.1 原煤結(jié)構(gòu)的差異
        3.4.2 小分子化合物對(duì)原煤結(jié)構(gòu)的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 煤中小分子化合物對(duì)煤熱解產(chǎn)物分布的影響
    4.1 原煤熱解產(chǎn)物的分布
        4.1.1 不同溫度下的熱解焦油產(chǎn)率
        4.1.2 不同溫度下的熱解水產(chǎn)率
        4.1.3 不同溫度下的熱解氣產(chǎn)率
        4.1.4 不同溫度下的熱解半焦產(chǎn)率
    4.2 抽提小分子化合物對(duì)熱解產(chǎn)物分布的影響
        4.2.1 抽提小分子化合物對(duì)熱解焦油產(chǎn)率的影響
        4.2.2 抽提小分子化合物對(duì)熱解水產(chǎn)率的影響
        4.2.3 抽提小分子化合物對(duì)半焦產(chǎn)率的影響
    4.3 抽提小分子化合物對(duì)熱解氣組成的影響
        4.3.1 原煤的熱解氣組成分析
        4.3.2 抽提小分子化合物后的熱解氣組成分析
    4.4 抽提小分子化合物對(duì)熱解焦油組成及品質(zhì)的影響
        4.4.1 熱解焦油中的輕質(zhì)組分
        4.4.2 熱解焦油的組成分析
        4.4.3 神木煤熱解焦油的氫分布分析
    4.5 抽提前后煤樣的熱解動(dòng)力學(xué)研究
        4.5.1 煤熱解動(dòng)力學(xué)模型選擇及計(jì)算方法
        4.5.2 煤熱解動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果
    4.6 本章小結(jié)
第5章 催化熱解調(diào)控焦油中輕質(zhì)組分和酚類的實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 催化熱解對(duì)煤熱解產(chǎn)物分布的影響
    5.2 催化熱解對(duì)焦油組分的影響
        5.2.1 輕質(zhì)焦油
        5.2.2 焦油組成
    5.3 催化劑對(duì)焦油中酚類物質(zhì)形成的作用
        5.3.1 焦油中酚類化合物總量增加的機(jī)理分析
        5.3.2 焦油中烷基酚含量增加的機(jī)理分析
    5.4 催化熱解的熱解氣分析
        5.4.1 催化熱解氣組成分析
        5.4.2 催化熱解氣高位熱值分析
    5.5 不同催化劑所得熱解半焦的¹³C-NMR分析
        5.5.1 芳香碳部分
        5.5.2 脂肪碳部分
        5.5.3 與氧相連碳部分
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄一 本文的創(chuàng)新點(diǎn)與不足
附錄二 碩士期間論文發(fā)表情況
附表1 神木煤催化熱解焦油的GC/MS分析(wt%,tar)



本文編號(hào)：4014559