水热处理对低阶煤碳结构及热解行为的作用机理研究
发布时间：2020-07-21 18:56
【摘要】：为实现中低阶煤分级转化联产低碳燃料和化学品,中低阶煤热解多联产分级利用被认为是煤炭清洁高效利用的有效途径之一。通过水热预处理从热解源头来提高热解油气的品质,开展对低阶煤结构与其热解产物之间的关联研究,从煤中碳结构层面研究水热处理对热解产物分布的影响机理、提高热解焦油产率及合理利用热解焦油,具有重要的理论意义和经济价值。本文以小龙潭褐煤(XLT)、先锋褐煤(XF)和胜利褐煤(IM)为原料,采用水热处理的方法,在高压釜中对褐煤进行水热处理,考察了水热处理对煤中碳结构及其热解产物分布的影响,通过13C固体核磁(13C-NMR)和傅立叶转换红外光谱(FTIR)对处理前后煤样结构的表征,结果表明,水热处理可以改变煤中弱键作用,降低煤中含氧量,适当的水热处理(处理温度处于220-260℃),含氧官能团发生水解反应,水中的氢在自由基和离子效应的协同作用下被加入到煤中,并在煤中发生氢转移,煤结构中CH2/CH3比值增加,从而使得水热处理后的煤热解焦油产率增加20%上下,热解气产率降低。其中,处理后的煤热解焦油中的烷烃比例略有提高,热解气体组分中CO2比例下降,烃类气体比例明显升高。顺磁共振(EPR)检测到水热处理后的褐煤样中自由基浓度增加,原因是在水热环境中褐煤的脱氧水解作用导致煤中自由基浓度增加,当处理温度在220-260℃间时,不同成煤环境的褐煤自由基浓度的增加率都存在一个最小值,说明在此条件下处理时,水中的氢可能通过自由基和离子效应的协同作用下加入到煤中,有稳定自由基作用,在此条件处理后的煤样在热解过程中生成较多的中等分子,使得其热解焦油产率达到较高水平。为验证煤中碳结构与其热解产物分布关系,又研究了3种低阶烟煤的碳结构,发现低阶烟煤的热解产物分布与煤的碳结构也存在一定的关联,其规律与褐煤相似。研究低阶煤热解产物分布与煤中碳结构的关系结果表明,对于Cdaf在73%-84%间的低阶煤,其热解焦油产率与CH2/CH3比值、faS/fa比值和与氧相连的碳比例存在一定的数量关系。热解气产率与O/C比和脂肪碳比成线性相关；热解油气组成也与煤中碳结构存在密切的关联。此外,采用一种集成方法对煤焦油进行加工,发现原沥青中轻组分可以调控沥青聚合过程中QI的生成,原因是由于沥青中轻组分的存在,在热聚合初期,一方面小分子环绕于大、中分子周围,形成空位稳定作用,抑制大、中分子进一步聚合形成QI；另一方面小分子在热反应过程中产生一定的曳力,使得沥青在热缩聚过程QI解聚,降低改质沥青中QI含量。试验获得了QI0.2%,β树脂23%,和SP=90-100℃的改质沥青,为优质炭材料原料的工业化生产提供理论依据。
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ530.2
【图文】：
应用于煤的干燥及其他再利用，另外还可Ｗ额外得到酸、s{及盐类化学品，可实现煤逡逑热解废水的零排放，从而实现了中低阶煤的分质分级清洁高效巧用。低阶煤中低温热解逡逑分级转化的整体工艺思路如图１．２所示。逡逑
，质油产率和品质的最佳条件；逡逑热处理过程中，＾处水为载体，可Ｗ为煤样提供活性氨，水热处理后煤样热解过裂解碎片可Ｗ获得活性氨形成稳定的中等分子物质，致使煤热解产物分布发生油产率和水产率发生明显变化，分析水热处理对煤热解焦油产率及品质的影响得提高轻质油产率和品质的最佳预处理条件。逡逑３）c彩久悍肿咏峁褂肫淙冉獠锓植技坝推槌芍涞墓叵担诲义贤擅夯肪车拿貉浞肿咏峁共煌ü烫搴舜欧治銎涮冀峁梗玫矫悍痔冀峁褂肴冉獠锓植嫉墓亓佣馐兔悍肿咏峁贡浠悦喝冉庥推槌傻摹ｅ义希矗┎捎靡恢旨煞椒ǘ悦航褂徒屑庸ぃ酆侠媒褂途换脑恚竦玫停训愕木制分试辞啵字票赶冉坎牧系脑稀ｅ义辖褂途换饕侨コ褂椭械模眩桑捎每帕ＱУ闹叮ü越褂吞峁┩馕眩傻耐殉觯眩赏殉幕怼＠镁换蟮拿航褂徒姓衾〉玫街形侣嗑酆细闹剩玫礁咂分矢闹屎唷ｅ义暇菅芯磕谌荩畚目蚣苋缤迹保邓尽ｅ义希保砂嗬矶越邧芙峁沟挠捌榛韝O花逦２．水热化s昵苫譹嫒冉饴锓植嫉挠扒慑义希垮邋五澹煎义
本文编号：2764663
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ530.2
【图文】：
应用于煤的干燥及其他再利用，另外还可Ｗ额外得到酸、s{及盐类化学品，可实现煤逡逑热解废水的零排放，从而实现了中低阶煤的分质分级清洁高效巧用。低阶煤中低温热解逡逑分级转化的整体工艺思路如图１．２所示。逡逑
，质油产率和品质的最佳条件；逡逑热处理过程中，＾处水为载体，可Ｗ为煤样提供活性氨，水热处理后煤样热解过裂解碎片可Ｗ获得活性氨形成稳定的中等分子物质，致使煤热解产物分布发生油产率和水产率发生明显变化，分析水热处理对煤热解焦油产率及品质的影响得提高轻质油产率和品质的最佳预处理条件。逡逑３）c彩久悍肿咏峁褂肫淙冉獠锓植技坝推槌芍涞墓叵担诲义贤擅夯肪车拿貉浞肿咏峁共煌ü烫搴舜欧治銎涮冀峁梗玫矫悍痔冀峁褂肴冉獠锓植嫉墓亓佣馐兔悍肿咏峁贡浠悦喝冉庥推槌傻摹ｅ义希矗┎捎靡恢旨煞椒ǘ悦航褂徒屑庸ぃ酆侠媒褂途换脑恚竦玫停训愕木制分试辞啵字票赶冉坎牧系脑稀ｅ义辖褂途换饕侨コ褂椭械模眩桑捎每帕ＱУ闹叮ü越褂吞峁┩馕眩傻耐殉觯眩赏殉幕怼＠镁换蟮拿航褂徒姓衾〉玫街形侣嗑酆细闹剩玫礁咂分矢闹屎唷ｅ义暇菅芯磕谌荩畚目蚣苋缤迹保邓尽ｅ义希保砂嗬矶越邧芙峁沟挠捌榛韝O花逦２．水热化s昵苫譹嫒冉饴锓植嫉挠扒慑义希垮邋五澹煎义
本文编号：2764663
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/2764663.html
