神东煤（催化）热解特性研究

发布时间：2020-09-08 08:35

　　 多年以来,煤炭在我国能源利用中占有重要地位,它是一种结构非常复杂的物质,广泛用于燃料和化工生产领域,通过热解等技术可将其价值充分利用。现有煤热解工艺存在诸多问题,如焦油质量不高、气固分离和油尘分离等难题。催化热解是解决以上问题的重要途径。催化剂在催化热解中可以起到降低反应活化能和调控产物的组成与分布的目的,因此根据目标产物探究热解催化剂具有很高价值。本文以神东煤中低温热解为研究对象,研究适宜催化剂对热解产物进行调控,得到具有高附加值化学品物质。热重-红外联仪(TG-FTIR)热解实验表明,神东煤热解失重为30.36%,其失重主要集中在350-600℃温度段。催化热解下,神东煤的失重率均有所增加,且热解逸出挥发性物质有不同程度增加。动力学计算结果表明,神东煤在400-500℃时,热解活化能为38.69kJ/mol,500-700℃时,热解活化能为15.86kJ/mol;催化热解下,活泼热解段活化能均有一定程度的减小,活化能按从小到大排序为:Ni/γ-Al203γ-Al2O3Ce-Ni/γ-Al2O3Ce-Co/γ-Al2O3Co/y-Al2O3Rawcoal;二次脱气阶段活化能小幅降低,活化能按从小到大排序为:Ce-Ni/γ-Al2O3Ce-Co/γ-Al2O3Co/γ-Al2O3Ni/γ-Al2O3Rawcoal。表明催化剂可降低热解反应活化能,其中镍催化剂作用效果较好。粉-粒流化床热解实验表明,随着热解温度升高,焦油收率呈先增加后减少趋势,650℃时焦油收率最大,达到13.76%;气体产率呈单调递增趋势,700℃时最大,达到10.8X 10-2L/g;半焦收率呈单调减小趋势,从终温500℃时的80.43%下降到700℃时的63.69%;焦油中BTX(苯、甲苯和二甲苯)含量单调增加,其中苯的含量缓慢增加,甲苯和二甲苯明显增加;焦油中单环芳烃类物质含量变化不大,基本稳定在5%左右;焦油中酚类和脂肪烃类物质含量分别单调减小;焦油中萘类物质含量单调递增;焦油中多环芳烃类物质含量先下降后升高。与石英砂为流化介质时相比,Ni/γ-Al2O3和Ce-Ni/y-Al203催化剂为流化介质时,半焦收率变化不大,焦油收率略微降低,气体产率增加;焦油中BTX含量增幅较大,较原煤热解分别增加76.96%和96.71%;焦油中单环芳烃含量分别为15.55%和13.88%。Co/y-A12O3和Ce-Co/γ-Al2O3催化剂为流化介质时,半焦收率变化不大,焦油收率略微降低,气体产率增加;焦油中BTX含量增幅较大,较原煤热解分别增加71.71%和97.37%;焦油中单环芳烃含量分别为14.47%和17.39%。
【学位单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TQ530.2
【部分图文】：

１．２煤热解逡逑１．２．１煤的热解机理逡逑煤的热解可以看作自由基之间发生一系列相互作用的过程，图１－２为煤热解机理图，逡逑煤颗粒在外加强热源的作用下其结构中的大分子官能团发生部分断键，生成大量的自由逡逑基碎片，这些自由基之间再发生一定的作用，进而生成稳定的物质［＂，１２】。所以研究热解逡逑过程中每一步自由基的生成途径，对于充分利用此项技术具有重要价值和意义。逡逑３逡逑

第一章绪论逡逑回转炉的代表工艺为Ｔｏｓｃｏａｌ法工艺，如图１－３所示，该工艺的一个显著特征是通逡逑过热瓷球将预热后的原煤进行热解，然后通过提升管连续利用。逡逑ｆ邋Ｆｌｕｅ邋Ｒａｓ逡逑，逦ｌｊ｜＾ｔ邋ｃａｒｒｉｅｒ逦７逦Ｉ逦｜0逡逑＊逡逑—」逡逑＂ｐ？ｒ逡逑ＣＺＺ３邋ＬａＬ３＾逡逑Ｉ．邋Ｃｏａｌ邋ｈｏｐｐｅｒ：邋２．邋Ｒｉｓｅｒ：邋３．邋Ｃｙｃｌｏｎｅ：邋４．邋Ｓｃｒｕｂｂｅｒ：邋５．邋Ｐｏｒｃｅｌａｉｎ邋ｂａｌｌ邋ｈｅａｔｅｒ：逡逑６．邋Ｒｏｔａｒｙ邋ｐｙｒｏｉｙｚｅｒ；邋７．邋Ｒｏｔａｒｙ邋ｓｃｒｅｅｎ：邋８，邋Ｔａｒ邋ｓｅｐａｒａｔｅｒ；邋９．邋Ｃｈａｒ邋ｃｏｏｌｅｒ；邋１０．邋Ｐｏｒｃｅｌａｉｎ邋ｒｉｓｅｒ．逡逑图１－３邋Ｔｏｓｃｏａｌ法工艺流程ｍ逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋Ｔｏｓｃｏａｌ邋ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ逡逑移动床的代表工艺为Ｌｕｒｇｉ－Ｒｕｈｒｇａｓ热解工艺，如图１－４所示，该技术的一个显著特逡逑征是通过半焦热载体作为热解热量来源

第一章绪论逡逑回转炉的代表工艺为Ｔｏｓｃｏａｌ法工艺，如图１－３所示，该工艺的一个显著特征是通逡逑过热瓷球将预热后的原煤进行热解，然后通过提升管连续利用。逡逑ｆ邋Ｆｌｕｅ邋Ｒａｓ逡逑，逦ｌｊ｜＾ｔ邋ｃａｒｒｉｅｒ逦７逦Ｉ逦｜0逡逑＊逡逑—」逡逑＂ｐ？ｒ逡逑ＣＺＺ３邋ＬａＬ３＾逡逑Ｉ．邋Ｃｏａｌ邋ｈｏｐｐｅｒ：邋２．邋Ｒｉｓｅｒ：邋３．邋Ｃｙｃｌｏｎｅ：邋４．邋Ｓｃｒｕｂｂｅｒ：邋５．邋Ｐｏｒｃｅｌａｉｎ邋ｂａｌｌ邋ｈｅａｔｅｒ：逡逑６．邋Ｒｏｔａｒｙ邋ｐｙｒｏｉｙｚｅｒ；邋７．邋Ｒｏｔａｒｙ邋ｓｃｒｅｅｎ：邋８，邋Ｔａｒ邋ｓｅｐａｒａｔｅｒ；邋９．邋Ｃｈａｒ邋ｃｏｏｌｅｒ；邋１０．邋Ｐｏｒｃｅｌａｉｎ邋ｒｉｓｅｒ．逡逑图１－３邋Ｔｏｓｃｏａｌ法工艺流程ｍ逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋Ｔｏｓｃｏａｌ邋ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ逡逑移动床的代表工艺为Ｌｕｒｇｉ－Ｒｕｈｒｇａｓ热解工艺，如图１－４所示，该技术的一个显著特逡逑征是通过半焦热载体作为热解热量来源

【参考文献】

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本文编号：2813951