掺杂胜利褐煤加氢热解性能及其成焦微观结构研究

发布时间：2020-11-11 15:37

　　 本文选取胜利褐煤为研究对象,采用工业分析和元素分析、红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱等方法对煤样进行表征,利用固定床反应器对其加氢热解性能进行研究。通过酸处理后添加碱,考察不同强度的碱对其加氢热解成焦结构及加氢热解性能的影响。结果表明添加的碱破坏了煤中大量的氢键,减弱了煤的稳定性,促进了煤加氢热解的反应活性;其中NaOH的加入阻碍了升温过程煤中碳晶格单元的生长,不利于煤的石墨化进程,煤表面的活性位数增加,稳定性减弱,加氢热解反应活性增加。通过酸处理后添加钠盐,考察Na~+及其碱性对酸处理褐煤加氢热解成焦结构及加氢热解性能的影响。结果表明不同钠盐对煤样加氢热解反应性能的催化作用不同,其中钠盐的碱性越强催化作用越强,其加氢热解成焦石墨化程度越低,其中以NaOH最为明显。通过酸处理后添加硝酸盐金属离子Ca~(2+)、Na~+、K~+、Ni~(2+)、Fe~(3+),考察金属离子对酸处理褐煤结构及加氢热解性能的影响。结果表明Ca~(2+)、Na~+和K~+的加入使得煤焦的石墨化程度降低,同时促进了煤焦加氢热解反应。通过胜利原煤、酸洗煤和原煤添加NaOH煤样在常压和2MPa的压力下进行加氢热解反应,考察不同压力及酸碱性对胜利褐煤加氢热解成焦结构及加氢热解性能的影响。结果表明压力越高,其成焦石墨化程度越高,加氢热解性能越好;但是酸处理和添加NaOH对胜利褐煤的加氢热解作用各不相同,添加NaOH后加氢热解成焦石墨化程度降低而酸处理则相反。其中以添加NaOH样品在2MPa的压力下反应性能最优。
【学位单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TQ530.2
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 煤的结构模型及其特性
        1.1.1 煤的结构模型
        1.1.2 褐煤的特性及利用
    1.2 煤的热解过程及机理
        1.2.1 煤的热解过程
        1.2.2 煤热解过程中的影响因素
        1.2.3 煤的热解机理
    1.3 煤加氢热解机理
    1.4 煤加氢热解的影响因素
        1.4.1 反应温度
        1.4.2 反应压力
        1.4.3 催化剂
        1.4.4 煤种
        1.4.5 气化剂组成
    1.5 研究内容与意义
第二章 实验部分
    2.1 主要试剂及实验仪器
    2.2 煤样的选取和制备
        2.2.1 煤样的选取与前处理
        2.2.2 煤样的制备
    2.3 实验装置及实验过程
        2.3.1 固定床热解装置
        2.3.2 实验条件控制及数据处理
    2.4 主要表征方法
        2.4.1 工业分析和元素分析
        2.4.2 红外光谱
        2.4.3 拉曼光谱
        2.4.4 X射线光电子能谱
第三章 碱对胜利酸洗煤加氢热解性能的影响
    3.1 基础表征结果
        3.1.1 工业分析和元素分析
        3.1.2 红外光谱
        3.1.3 拉曼光谱
        3.1.4 X射线光电子能谱
    3.2 结构与反应性
第四章 钠盐对胜利酸洗煤加氢热解性能的影响
    4.1 基础表征结果
        4.1.1 工业分析和元素分析
        4.1.2 红外光谱
        4.1.3 拉曼光谱
        4.1.4 X射线光电子能谱
    4.2 结构与反应性
第五章 金属离子对胜利酸洗煤结构与加氢热解性能的影响
    5.1 基础表征结果
        5.1.1 工业分析和元素分析
        5.1.2 红外光谱
        5.1.3 拉曼光谱
        5.1.4 X射线光电子能谱
    5.2 结构与反应性
第六章 压力对不同处理的胜利褐煤加氢热解性能影响
    6.1 基础表征结果
        6.1.1 工业分析和元素分析
        6.1.2 红外光谱
        6.1.3 拉曼光谱
        6.1.4 X射线光电子能谱
    6.2 结构与反应性
结论
参考文献
致谢

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本文编号：2879388