低温热解挥发分析出过程中褐煤半焦化学结构改变的研究
发布时间：2021-04-23 10:00
褐煤煤化程度低,热值低,水分含量高,直接燃烧仅利用了其燃料属性,而没有充分发挥其作为化工原料的价值。因此需要对褐煤进行低温热解处理,以丰富其利用途径,提高利用效率。本文以锡林郭勒褐煤为研究对象,采用热重分析技术（TG）、铝甑实验、热重红外光谱联用技术（TG-FTIR）、固相傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）和13C核磁共振技术(13C NMR),研究了煤中共价键的断裂特性、热解挥发性产物的分布特性和生成规律、半焦碳结构和表面官能团的演化规律。通过对比分析焦油、热解水和热解气体的产率与半焦化学结构的相关性,探讨了挥发性热解产物析出过程中半焦化学结构的改变。采用TG技术分析了褐煤的热解行为,探究了低温热解期间半焦中共价键的断裂特性。研究结果表明,低温热解期间主要发生四类化学键的断裂,分别为180℃时煤中结合水的释放与羧酸的分解;376℃时Cal-O/S/N键的断裂;432℃时Cal-Cal/H/N键的断裂和521℃时Car-Cal/O/S...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.1.1 我国能源资源概况
1.1.2 褐煤资源概况
1.1.3 褐煤资源的开发与利用
1.1.4 热解过程中的化学反应
1.2 煤热解研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 本课题主要研究内容
第2章 实验装置及试验方法
2.1 实验样品的选择与制备
2.2 工业分析和元素分析
2.3 热重实验
2.3.1 实验设备
2.3.2 试验方法
2.4 热重红外实验
2.4.1 实验设备
2.4.2 实验步骤
2.5 铝甑实验
2.6 核磁共振技术
2.6.1 实验仪器
2.6.2 分析方法
2.7 傅里叶变换红外光谱
2.7.1 实验仪器
2.7.2 分析方法
2.8 本章小结
第3章 褐煤低温热解及热解产物分布特性分析
3.1 XLGL褐煤低温热解过程热重分析
3.2 低温热解挥发性产物分布及生成特性分析
3.2.1 低温热解期间热解焦油分布规律及生成特性
3.2.2 低温热解期间热解水分布规律及生成特性
3.2.3 热解气态产物分布规律及生成特性
3.3 本章小结
第4章 低温热解过程半焦化学结构改变的研究
4.1 XLGL褐煤及其半焦的13C NMR图谱分析
4.1.1 脂肪族碳
4.1.2 芳香族碳
4.1.3 含氧碳结构
4.2 XLGL褐煤及其半焦的FTIR光谱分析
4.2.1 芳香族氢的FTIR光谱分析
4.2.2 含氧官能团的FTIR光谱分析
4.2.3 脂肪族氢的FTIR光谱分析
4.2.4 羟基的FTIR光谱分析
4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]先锋褐煤在水热处理过程中的结构演绎[J]. 刘鹏,周扬,鲁锡兰,王岚岚,潘铁英,张德祥. 燃料化学学报. 2016(02)
[2]不同煤级煤13CNMR结构特性及演化特征[J]. 麻志浩,阳虹,张玉贵,毕文彦. 煤炭转化. 2015(04)
[3]低温热提质褐煤的理化结构演化及燃烧特性[J]. 张锦萍,李冬,张成,丘永琪,殷立宝,徐齐胜,陈刚. 煤炭学报. 2015(03)
[4]云南褐煤结构的FTIR分析[J]. 韩峰,张衍国,蒙爱红,李清海. 煤炭学报. 2014(11)
[5]应用红外光谱研究脱灰对伊敏褐煤结构的影响[J]. 梁虎珍,王传格,曾凡桂,李美芬,相建华. 燃料化学学报. 2014(02)
[6]两种褐煤的13C-NMR特征及CPD高温快速热解模拟研究[J]. 钱琳,孙绍增,王东,郭浩然,许焕焕,孟建强,秦裕琨. 煤炭学报. 2013(03)
[7]我国褐煤资源及其物性特征[J]. 傅雪海,路露,葛燕燕,田继军,罗培培. 煤炭科学技术. 2012(10)
[8]中低变质程度煤显微组分结构的13C-NMR研究[J]. 罗陨飞,李文华,陈亚飞. 燃料化学学报. 2005(05)
博士论文
[1]褐煤自燃特性及提质改性处理影响的机理研究[D]. 袁绍.浙江大学 2018
[2]褐煤的热干燥机理及实验研究[D]. 周国顺.浙江大学 2017
[3]典型煤的官能团热解机理、动力学分析及影响因素研究[D]. 钮志远.中国科学技术大学 2017
[4]褐煤热解分级转化多联产工艺的关键问题研究[D]. 郭志航.浙江大学 2015
硕士论文
[1]油页岩热解过程共价键断裂情况和产物释放机理的研究[D]. 陈晓琳.东北电力大学 2018
[2]油页岩半焦燃烧过程中含氧官能团和孔隙结构的演变研究[D]. 张少冲.东北电力大学 2017
本文编号：3155121
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.1.1 我国能源资源概况
1.1.2 褐煤资源概况
1.1.3 褐煤资源的开发与利用
1.1.4 热解过程中的化学反应
1.2 煤热解研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 本课题主要研究内容
第2章 实验装置及试验方法
2.1 实验样品的选择与制备
2.2 工业分析和元素分析
2.3 热重实验
2.3.1 实验设备
2.3.2 试验方法
2.4 热重红外实验
2.4.1 实验设备
2.4.2 实验步骤
2.5 铝甑实验
2.6 核磁共振技术
2.6.1 实验仪器
2.6.2 分析方法
2.7 傅里叶变换红外光谱
2.7.1 实验仪器
2.7.2 分析方法
2.8 本章小结
第3章 褐煤低温热解及热解产物分布特性分析
3.1 XLGL褐煤低温热解过程热重分析
3.2 低温热解挥发性产物分布及生成特性分析
3.2.1 低温热解期间热解焦油分布规律及生成特性
3.2.2 低温热解期间热解水分布规律及生成特性
3.2.3 热解气态产物分布规律及生成特性
3.3 本章小结
第4章 低温热解过程半焦化学结构改变的研究
4.1 XLGL褐煤及其半焦的13C NMR图谱分析
4.1.1 脂肪族碳
4.1.2 芳香族碳
4.1.3 含氧碳结构
4.2 XLGL褐煤及其半焦的FTIR光谱分析
4.2.1 芳香族氢的FTIR光谱分析
4.2.2 含氧官能团的FTIR光谱分析
4.2.3 脂肪族氢的FTIR光谱分析
4.2.4 羟基的FTIR光谱分析
4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]先锋褐煤在水热处理过程中的结构演绎[J]. 刘鹏,周扬,鲁锡兰,王岚岚,潘铁英,张德祥. 燃料化学学报. 2016(02)
[2]不同煤级煤13CNMR结构特性及演化特征[J]. 麻志浩,阳虹,张玉贵,毕文彦. 煤炭转化. 2015(04)
[3]低温热提质褐煤的理化结构演化及燃烧特性[J]. 张锦萍,李冬,张成,丘永琪,殷立宝,徐齐胜,陈刚. 煤炭学报. 2015(03)
[4]云南褐煤结构的FTIR分析[J]. 韩峰,张衍国,蒙爱红,李清海. 煤炭学报. 2014(11)
[5]应用红外光谱研究脱灰对伊敏褐煤结构的影响[J]. 梁虎珍,王传格,曾凡桂,李美芬,相建华. 燃料化学学报. 2014(02)
[6]两种褐煤的13C-NMR特征及CPD高温快速热解模拟研究[J]. 钱琳,孙绍增,王东,郭浩然,许焕焕,孟建强,秦裕琨. 煤炭学报. 2013(03)
[7]我国褐煤资源及其物性特征[J]. 傅雪海,路露,葛燕燕,田继军,罗培培. 煤炭科学技术. 2012(10)
[8]中低变质程度煤显微组分结构的13C-NMR研究[J]. 罗陨飞,李文华,陈亚飞. 燃料化学学报. 2005(05)
博士论文
[1]褐煤自燃特性及提质改性处理影响的机理研究[D]. 袁绍.浙江大学 2018
[2]褐煤的热干燥机理及实验研究[D]. 周国顺.浙江大学 2017
[3]典型煤的官能团热解机理、动力学分析及影响因素研究[D]. 钮志远.中国科学技术大学 2017
[4]褐煤热解分级转化多联产工艺的关键问题研究[D]. 郭志航.浙江大学 2015
硕士论文
[1]油页岩热解过程共价键断裂情况和产物释放机理的研究[D]. 陈晓琳.东北电力大学 2018
[2]油页岩半焦燃烧过程中含氧官能团和孔隙结构的演变研究[D]. 张少冲.东北电力大学 2017
本文编号：3155121
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