褐煤低温热解提质后重吸水的机理研究
发布时间：2021-07-21 15:24
煤炭作为我国能源消费结构中占比最大的部分,其清洁高效利用逐渐受到了社会的高度重视。褐煤具有煤层厚、埋藏浅、开采成本较低等优点,适合大规模开发利用。然而,褐煤中较高的含水量却影响了其大规模的工业应用。经自然条件摊晒的褐煤,露天堆放仍然会吸收空气中的水分出现重吸水现象,严重影响干燥效率。本文采用低温热解方法对锡盟褐煤进行脱水提质,并研究热解温度、粒径和相对湿度等因素对提质褐煤重吸水特性的影响,结果表明:随着热解温度的升高,提质褐煤的半焦收率逐渐降低,且粒径越小时,半焦收率越高;提质煤样的含水量大幅降低热值大幅升高,H/C和O/C比均呈降低趋势,提质褐煤的煤阶逐渐升高,褐煤的改性效果显著;半焦的重吸水率随热解温度的升高而降低,80目粒径时相对湿度为5060%、热解温度为700℃条件下半焦的重吸水率仅为8.13%,相同条件下粒径对重吸水影响不大,但相对湿度较高的条件下半焦的重吸水率也更高。根据低温热解实验的煤质分析,并结合含氧官能团的分布与煤化程度的关系图以及范式图,构建了褐煤及其提质煤的分子结构模型,并应用密度泛函理论方法进行优化。本文主要利用IGM方法,并结合AIM、...
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 提质褐煤重吸水研究现状
1.2.1 褐煤中的水分
1.2.2 褐煤干燥脱水工艺
1.2.3 褐煤分级利用技术
1.2.4 提质褐煤重吸水行为
1.2.5 量子化学计算在煤研究中的应用
1.3 本文主要研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验样品
2.2 实验仪器及设备
2.3 实验方案
2.3.1 低温热解提质实验方案
2.3.2 提质褐煤重吸水实验方案
2.4 褐煤低温热解提质实验
2.4.1 低温热解实验工况
2.4.2 热解温度对褐煤半焦收率的影响
2.4.3 热解温度对褐煤半焦特性的影响
2.5 提质褐煤重吸水实验
2.5.1 重吸水实验工况
2.5.2 热解温度对提质褐煤重吸水性质的影响
2.5.3 相对湿度对提质褐煤重吸水性质的影响
2.6 本章小结
第三章 量子化学方法在煤结构计算中的应用
3.1 量子化学计算软件介绍
3.3.1 Gaussian软件简介
3.3.2 Multiwfn软件简介
3.2 量子化学分析方法
3.3 褐煤及其提质煤分子结构模型的建立
3.4 褐煤及其提质煤分子结构模型的优化
3.5 本章小结
第四章 褐煤及其提质煤的弱相互作用性质分析
4.1 褐煤不同含氧官能团与水分子的弱相互作用分析
4.1.1 褐煤-水复合物的AIM分析
4.1.2 褐煤-水复合物的IGM分析
4.2 热解提质煤的弱相互作用分析
4.2.1 褐煤及其提质煤单体的MEP分析
4.2.2 褐煤及其提质煤-水复合物的弱相互作用能分析
4.2.3 褐煤及其提质煤-水复合物的IGM分析
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]供给侧改革下能源产业结构转型路径研究[J]. 常俸瑞,曾子豪. 煤炭经济研究. 2018(12)
[2]褐煤低温干燥特性实验[J]. 孔祥雷,陈军,谢冬梅,马强,陈立海,单秀华. 承德石油高等专科学校学报. 2018(05)
[3]煤泥掺烧的燃烧特性实验分析[J]. 姜红丽,龚德鸿,王志中,张东东,吴冬梅,钱进,虞育杰,申甲. 贵州大学学报(自然科学版). 2018(03)
[4]BP世界能源展望（2018年版）发布[J]. 李春梅. 中国能源. 2018(04)
[5]低阶煤分级利用技术研究综述[J]. 虞育杰,姜红丽,龚徳鸿,钱进,李环. 广东电力. 2018(03)
[6]中华人民共和国2017年国民经济和社会发展统计公报[J]. 中国统计. 2018(03)
[7]我国能源现状分析及其发展策略[J]. 郑悦红,郭汉丁,吴思材,陈思敏. 城市. 2018(01)
[8]褐煤与水分子的吸附作用机理[J]. 高正阳,李明晖,孙尧,赵霖. 煤炭学报. 2017(S2)
[9]不同煤阶煤分子表面吸附水分子的机理[J]. 高正阳,杨维结. 煤炭学报. 2017(03)
[10]内蒙胜利褐煤腐殖酸对煤平衡复吸水的影响[J]. 刘红缨,郝国军,朱雨曦,杜倩倩,朱书全. 燃料化学学报. 2016(11)
博士论文
[1]褐煤水热提质过程中氧、硫和水分的演变机理和成浆性研究[D]. 吴君宏.浙江大学 2017
[2]热提质对低阶煤水分复吸与自燃特性影响研究[D]. 刘丽华.中国矿业大学(北京) 2017
[3]煤中常见化学键的解离及分子结构的量子化学理论研究[D]. 李璐.大连理工大学 2016
[4]我国典型低品质煤提质利用及分级分质多联产的基础研究[D]. 葛立超.浙江大学 2014
[5]基于不同能量作用形式的胜利褐煤脱水机理及过程动力学研究[D]. 周国莉.中国矿业大学 2014
[6]褐煤水热脱水提质制备高浓度水煤浆的基础研究[D]. 虞育杰.浙江大学 2013
[7]分子间弱相互作用体系的理论研究：氢键、范德华相互作用和卤键[D]. 周盼盼.兰州大学 2010
硕士论文
[1]三分子体系中弱相互作用之间协同效应的理论研究[D]. 傅晓.成都理工大学 2017
[2]褐煤孔结构调变及其对提质煤水分复吸行为影响的研究[D]. 温英林.太原理工大学 2016
[3]温和氧化和快速溶剂萃取法研究胜利褐煤大分子结构[D]. 赵迎亚.中国矿业大学 2016
[4]褐煤结构与模型化合物的构建及其持水性能的研究[D]. 赵茂爽.中国矿业大学 2015
[5]提质褐煤复吸水分主要影响因素的解析及其动力学分析[D]. 张艳丽.太原理工大学 2015
[6]胜利褐煤中水的赋存状态及金属离子对其吸水性能的影响[D]. 刘祥春.中国矿业大学 2014
[7]褐煤模型化合物与水相互作用及热解特性的理论研究[D]. 王新华.中国矿业大学 2014
[8]表面含氧官能团对提质褐煤吸水特性的影响[D]. 李志强.太原理工大学 2014
[9]含氧官能团含量对褐煤水分回吸性及热解反应性影响[D]. 仇欢欢.太原理工大学 2013
[10]褐煤低温热解及半焦燃烧、成浆特性的试验研究[D]. 刘明强.浙江大学 2013
本文编号：3295282
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 提质褐煤重吸水研究现状
1.2.1 褐煤中的水分
1.2.2 褐煤干燥脱水工艺
1.2.3 褐煤分级利用技术
1.2.4 提质褐煤重吸水行为
1.2.5 量子化学计算在煤研究中的应用
1.3 本文主要研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验样品
2.2 实验仪器及设备
2.3 实验方案
2.3.1 低温热解提质实验方案
2.3.2 提质褐煤重吸水实验方案
2.4 褐煤低温热解提质实验
2.4.1 低温热解实验工况
2.4.2 热解温度对褐煤半焦收率的影响
2.4.3 热解温度对褐煤半焦特性的影响
2.5 提质褐煤重吸水实验
2.5.1 重吸水实验工况
2.5.2 热解温度对提质褐煤重吸水性质的影响
2.5.3 相对湿度对提质褐煤重吸水性质的影响
2.6 本章小结
第三章 量子化学方法在煤结构计算中的应用
3.1 量子化学计算软件介绍
3.3.1 Gaussian软件简介
3.3.2 Multiwfn软件简介
3.2 量子化学分析方法
3.3 褐煤及其提质煤分子结构模型的建立
3.4 褐煤及其提质煤分子结构模型的优化
3.5 本章小结
第四章 褐煤及其提质煤的弱相互作用性质分析
4.1 褐煤不同含氧官能团与水分子的弱相互作用分析
4.1.1 褐煤-水复合物的AIM分析
4.1.2 褐煤-水复合物的IGM分析
4.2 热解提质煤的弱相互作用分析
4.2.1 褐煤及其提质煤单体的MEP分析
4.2.2 褐煤及其提质煤-水复合物的弱相互作用能分析
4.2.3 褐煤及其提质煤-水复合物的IGM分析
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]供给侧改革下能源产业结构转型路径研究[J]. 常俸瑞,曾子豪. 煤炭经济研究. 2018(12)
[2]褐煤低温干燥特性实验[J]. 孔祥雷,陈军,谢冬梅,马强,陈立海,单秀华. 承德石油高等专科学校学报. 2018(05)
[3]煤泥掺烧的燃烧特性实验分析[J]. 姜红丽,龚德鸿,王志中,张东东,吴冬梅,钱进,虞育杰,申甲. 贵州大学学报(自然科学版). 2018(03)
[4]BP世界能源展望（2018年版）发布[J]. 李春梅. 中国能源. 2018(04)
[5]低阶煤分级利用技术研究综述[J]. 虞育杰,姜红丽,龚徳鸿,钱进,李环. 广东电力. 2018(03)
[6]中华人民共和国2017年国民经济和社会发展统计公报[J]. 中国统计. 2018(03)
[7]我国能源现状分析及其发展策略[J]. 郑悦红,郭汉丁,吴思材,陈思敏. 城市. 2018(01)
[8]褐煤与水分子的吸附作用机理[J]. 高正阳,李明晖,孙尧,赵霖. 煤炭学报. 2017(S2)
[9]不同煤阶煤分子表面吸附水分子的机理[J]. 高正阳,杨维结. 煤炭学报. 2017(03)
[10]内蒙胜利褐煤腐殖酸对煤平衡复吸水的影响[J]. 刘红缨,郝国军,朱雨曦,杜倩倩,朱书全. 燃料化学学报. 2016(11)
博士论文
[1]褐煤水热提质过程中氧、硫和水分的演变机理和成浆性研究[D]. 吴君宏.浙江大学 2017
[2]热提质对低阶煤水分复吸与自燃特性影响研究[D]. 刘丽华.中国矿业大学(北京) 2017
[3]煤中常见化学键的解离及分子结构的量子化学理论研究[D]. 李璐.大连理工大学 2016
[4]我国典型低品质煤提质利用及分级分质多联产的基础研究[D]. 葛立超.浙江大学 2014
[5]基于不同能量作用形式的胜利褐煤脱水机理及过程动力学研究[D]. 周国莉.中国矿业大学 2014
[6]褐煤水热脱水提质制备高浓度水煤浆的基础研究[D]. 虞育杰.浙江大学 2013
[7]分子间弱相互作用体系的理论研究：氢键、范德华相互作用和卤键[D]. 周盼盼.兰州大学 2010
硕士论文
[1]三分子体系中弱相互作用之间协同效应的理论研究[D]. 傅晓.成都理工大学 2017
[2]褐煤孔结构调变及其对提质煤水分复吸行为影响的研究[D]. 温英林.太原理工大学 2016
[3]温和氧化和快速溶剂萃取法研究胜利褐煤大分子结构[D]. 赵迎亚.中国矿业大学 2016
[4]褐煤结构与模型化合物的构建及其持水性能的研究[D]. 赵茂爽.中国矿业大学 2015
[5]提质褐煤复吸水分主要影响因素的解析及其动力学分析[D]. 张艳丽.太原理工大学 2015
[6]胜利褐煤中水的赋存状态及金属离子对其吸水性能的影响[D]. 刘祥春.中国矿业大学 2014
[7]褐煤模型化合物与水相互作用及热解特性的理论研究[D]. 王新华.中国矿业大学 2014
[8]表面含氧官能团对提质褐煤吸水特性的影响[D]. 李志强.太原理工大学 2014
[9]含氧官能团含量对褐煤水分回吸性及热解反应性影响[D]. 仇欢欢.太原理工大学 2013
[10]褐煤低温热解及半焦燃烧、成浆特性的试验研究[D]. 刘明强.浙江大学 2013
本文编号：3295282
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