弥勒褐煤的热解-气化综合利用的初步研究

发布时间：2020-10-23 22:02

　　 近年来,在低碳发展、绿色经济的背景下,对煤炭开发利用要求日益提高。由于褐煤具有水分高、灰分高、挥发分高、发热量低、易碎易燃不易长途运输等特点,所以一直未形成规模化利用。本论文结合我国煤炭利用情况及云南当地丰富的褐煤资源,对云南弥勒褐煤进行热解-气化综合利用的初步研究。首先采用非等温热重法对云南弥勒褐煤进行热解特性研究,并探究了升温速率和粒径对热解过程的影响,同时对其热解数据进行动力学分析;然后采用水平管式炉和气相色谱仪对热解气体产物(H_2、CO、CH_4、CO_2)的分布规律进行分析;最后对热解固体产物半焦进行物理性质方面的研究及CO_2-气化反应性研究。得到了以下结果和结论:1.弥勒褐煤的热解过程分为三个阶段:第一阶段在90℃左右形成脱水脱气峰,失重率为13.51%;第二个阶段在400℃左右产生热解峰,失重率为27.71%;第三个阶段产生很多不明显的小峰,失重率为13.73%。升温速率是热解过程最主要的影响因素,随着升温速率加快,原煤热解各阶段的特征参数均增大,由反应动力学可知,褐煤在温度为270-569℃区间内热解最为剧烈,反应速率也最大;粒径对热解过程也有一定的影响,随着煤样粒径的增大,各个阶段的活化能逐渐减小,即所需能量减少。2.热解终温是影响气体产物分布最重要的因素,随着热解终温的升高,CO_2和CH_4的体积分数逐渐减小,H_2和CO的体积分数逐渐增加。各主要气体的分布规律:H_2从400℃开始产生,而后一直上升;CO的体积分数先上升后下降,600℃时出现低谷值,之后开始逐渐增加;CH_4的体积分数开始时呈上升趋势,600℃时达到最大值,而后开始下降;CO_2的体积分数均在下降。3.对不同热解条件下的煤焦进行CO_2-气化反应可知:热解终温越高,煤焦气化反应的活化能越大;热解升温速率越慢,煤焦气化反应活化能越大;保温时间受热解终温的制约,只有在热解终温较高的情况下,随着热解保温时间的延长,煤焦气化反应活化能越大。因此,热解终温越高、升温速率越慢、保温时间越长,煤焦的气化反应活性越差。
【学位单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ530.2
【部分图文】：

昆明理工大学硕士学位论文活泼基团和桥键断裂（褐煤中主要以甲基键、醚键为主）形成自由基，析出挥发性产品（热解气和焦油气），残留下来的自由基碎片重新组合形成半焦，随着温度的升高，发生缩聚反应，形成煤气、煤焦油、焦炭以及气体化学品[21]。褐煤热解过程如图 1.1 所示，一般分为以下三个阶段。

系数小、蓄热量少的 TY/PMF 陶瓷纤维板材，制系统采用程序控制仪表+K 型热电偶、实现对节制，使炉膛内的温度按预先设定的升温曲线自高温度：1200℃；度：石英玻璃炉管最高温度＜1100℃；速率：500℃以下 5℃/min；500℃～800℃之间 1度： 1℃；源：AC220 V 5% 50 HZ；率：2.5 KW；围：-0.1～0.05 MPa；寸及重量：640×450×640；85 Kg。

GC-7700 型号气相色谱仪对热解气体进行谱仪由柱箱、进样器、检测器、气路控制系统和柱箱可以进行程序升温，具有一阶程序升温功能进样器可选用不锈钢填充柱和玻璃填充柱，也可火焰离子化检测器（FID）、热导检测器（TCD流阀和组合阀，从而保证了仪器定性定量的重复器、检测器进行实时温度控制。其主要性能指：30℃~399℃；±2000 mV ml/mg；定量 RSD 3%；定性 RSD 1.5%；、B；1000 μL；气（He）、氢气（H2）。
【参考文献】

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本文编号：2853596