煤热解动力学及其挥发分析出规律的研究

发布时间：2017-05-07 19:10

  本文关键词：煤热解动力学及其挥发分析出规律的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤热解是煤转化过程中(气化、液化、燃烧)的初始阶段，研究煤的热解对煤的其它转化都有很重要的意义。本论文在煤结构及煤热解的TG／DTA、TG／MS及热解红外光谱的分析基础上，详细考察了九种不同变质程度的煤，以及经过酸洗脱灰，二硫化碳、苯、三氯甲烷、四氢呋喃和吡啶单独抽提和连续抽提方法处理后霍林河和义马煤的热解动力学特征和热解气体逸出规律。主要结论如下： (1)不同变质程度煤的结构特征及热解特性：煤化程度高的煤有较高的芳香氢含量，较高的芳香度；煤化程度高的煤热解失重量相对较小，初始热解温度和最大失重速率温度比煤化程度低的煤较高；随升温速率的增加，各种煤的失重量没有什么变化，但特征点温度都相应升高，最大失重速率也呈线性增加；用一级分段反应模型求得各种煤的动力学参数：表观活化能和频率因子，活化能在无水无灰基碳含量81％左右达到最大，同一升温速率不同温度段活化能与频率因子呈正相关线性关 太原理工大学硕士研究生学位论文 系;煤化程度高的热效应强度比煤化程度低的煤低，对应温度 也相应升高;高煤化程度煤的热解气体产物氧化物和CZ_3轻质 烃类逸出量比低煤化程度煤少，C犷C:芳烃类逸出量较多，温度 也相对较高。 (2)酸洗脱灰处理后煤的结构特征及热解特性:酸洗脱灰 能脱出煤中90%的矿物质，并且基本不影响煤的大分子结构; 霍林河和义马酸洗脱灰后比原煤有较大的失重量，较高的特征 点温度，较大的失重速率;脱灰后主要热解阶段的活化能比原 煤较大;脱灰后所分析的各种气体产物都比原煤减少，对应温 度比原煤提前。 (3)抽提处理后煤的结构特征及热解特性:随溶剂极性的 增加，抽提率逐渐增加，连续抽提率一般小于单独抽提率;经 毗陡抽提后残煤的芳香度比原煤增大;在150一900℃范围，抽提 后残煤的热解失重量比原煤增加，主要热解阶段的活化能除毗 健抽提残煤较小外，其它都和原煤相近;抽提后残煤的热解气 体产物一般比原煤少，，但四氢吠喃抽提后比较特殊，有部分产 物超过了原煤。
【关键词】：非等温热重法 煤热解动力学 脱矿物质 溶剂抽提；脱挥发分；热重质谱；热解红外
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TQ533
【目录】：

• 第一章 绪论10-30
• 1 研究意义10
• 2 煤结构模型发展10-16
• (1)煤的物理结构模型10-12
• (2) 煤的化学结构模型12-14
• (3) 煤微观结构的近代概念14-16
• 3 煤的热解发展16-25
• (1) 热解意义16-18
• (2) 近年来的热解模型18-21
• (3) 热解动力学模型发展21-25
• 4 溶剂抽提在煤结构及热解研究中的作用25-28
• (1) 抽提对煤结构的影响25-26
• (2) 抽提对热解的作用26-27
• (3) 溶剂抽提煤的现状27-28
• 5 本文的主要研究内容和方法28-30
• 第二章 实验方法和测试方法30-53
• 1 煤样选取30
• 2 样品预处理30-31
• (1) 脱灰处理30
• (2) 抽提处理30-31
• 3 分析测试方法31-47
• (1) 工业分析和元素分析31-32
• (2) 傅立叶红外分析32-44
• (3) X射线衍射分析44-47
• 4 其它表征试验47-51
• (1) ~(13)C核磁共振分析47-49
• (2) 顺磁共振49-51
• 5 热重实验及气体逸出检测51-53
• (1) 热重及差热实验51
• (2) 热重质谱51
• (3) 热解红外光谱51-53
• 第三章 煤的热解实验53-66
• 1 煤质分析53
• 2 实验分析53-65
• (1) 理论基础53-54
• (2) 实验装置和实验条件54
• (3) 实验结果54-65
• 3 结论65-66
• 第四章 煤热解动力学66-87
• 1 模型选择66-68
• 2 热解动力学参数结果68-82
• (1) 不同煤化程度的煤的动力学参数68-74
• (2) 处理后动力学参数74-82
• 3 活化能和频率因子的关系82-83
• 4 模拟83-86
• 5 结论86-87
• 第五章 煤热解的热效应87-94
• 1 概述87
• 2 实验方法87
• 3 不同煤化程度煤的差热分析87-91
• 4 脱灰处理后煤的差热分析91-92
• 5 抽提对差热分析的影响92-93
• 6 结论93-94
• 第六章 煤的挥发分析出规律(一)--热重质谱94-122
• 1 概述94
• 2 热重质谱94-120
• (1) 原理及实验条件94-95
• (2) 不同煤化程度原煤的气体逸出特征95-103
• (3) 处理后煤的气体逸出特征103-120
• 3 结论120-122
• 第七章 煤的挥发分析出规律(二)--热解红外122-135
• 1 概述122
• 2 实验条件122
• 3 原煤实验结果:122-125
• 4 脱灰后煤的实验结果125-128
• 5 抽提的影响128-134
• 6 结论134-135
• 第八章 结论和建议135-141
• 1 主要结论135-139
• (1) 煤样表征135-136
• (2) 热解实验136-137
• (3) 气体逸出规律137-138
• (4) 煤结构与煤热解的关系138-139
• 2 建议139-141
• 参考文献141-148
• 致谢148-149
• 攻读学位期间发表的学术论文149

【引证文献】

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本文编号：350431