基于褐煤热解分级炼制的热解模型的建立

发布时间：2020-12-12 03:12

　　为了实现褐煤资源清洁高效利用,褐煤热解分级炼制技术是关键技术之一。褐煤热解分级炼制技术中热解单元是首要的核心单元,热解产物的分布及其特性直接决定了分级炼制技术下游工艺的设计。热解模型可以低成本高效率的预测热解产物分布,为褐煤热解分级炼制技术提供热解单元的基础数据。本文将煤热解模型分为煤热解产物分布模型和煤焦油组分分析模型。首先利用煤的元素分析和13C-NMR数据构建了煤中有机质基本结构单元模型,以此结构模型为载体分析研究了热解过程中煤结构的变化和挥发分生成机理。研究中将煤视作不同种类官能团组成的二维结构,建立了煤热解产物分布模型。同时,基于热解单元质量/元素守恒和非线性规划理论建立了煤焦油组分分析模型。综合本文的研究工作,主要得到以下结论:1)煤中有机质结构模型构建。通过热重实验和红外光谱实验分析确定煤热解模型的主要研究对象:煤中有机质。从构建的三个不同尺寸有机质基本结构单元模型可知,结构模型中芳香簇以苯环为主、萘和蒽为辅,桥键主要包括脂肪键和醚键,烷基侧链主要包括甲基和乙基,含氧官能团主要包括羟基、羰基及羧基。分子量为1229g/mol、2028g/mol、2846g/mol的基本结... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 煤热转化分级炼制中热解单元模拟的研究现状
    1.2 煤的结构及煤结构研究方法进展
        1.2.1 煤的大分子结构
        1.2.2 煤的结构模型
        1.2.3 煤结构的研究方法
    1.3 煤热解产物生成机理研究现状
        1.3.1 轻质气体生成机理
        1.3.2 煤焦油生成机理
        1.3.3 煤热解影响因素
    1.4 煤热解动力学模型及煤热解模型研究进展
        1.4.1 煤热解动力学模型
        1.4.2 煤热解模型
    1.5 选题依据与研究内容
第二章 煤热解模型研究对象的选取
    2.1 实验选取模型的研究对象
        2.1.1 实验样品及实验方法
        2.1.2 实验结果及分析
    2.2 煤中有机质基本结构单元模型的构建
        2.2.1 煤中有机质基本结构单元模型构建参数的确定
        2.2.2 不同尺寸有机质基本结构单元模型的构建
    2.3 本章小结
第三章 煤热解产物分布模型的建立
    3.1 模型的建立
        3.1.1 热解过程中煤结构变化和挥发分生成机理
        3.1.2 热解过程中产物分布模型的建立
    3.2 模型参数的确定
        3.2.1 官能团初始量的确定
        3.2.2 焦油最大理论产率的确定
    3.3 模型的验证及应用
        3.3.1 模型的验证
        3.3.2 模型的应用
    3.4 本章小结
第四章 煤焦油组分分析模型的建立
    4.1 半焦工业分析的确定
    4.2 半焦元素分析的确定
        4.2.1 不同变质程度煤元素组成和工业分析函数关系式的建立
        4.2.2 半焦元素分析
    4.3 煤焦油元素组成的确定
    4.4 基于非线性规划方法的煤焦油组分分析模型的建立
        4.4.1 煤焦油模型化合物的选取
        4.4.2 煤焦油组分分析模型的建立
    4.5 本章小结
第五章 总结
    5.1 结论
    5.2 不足与建议
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：2911746