加压滴管炉煤热解实验研究

发布时间：2020-12-20 05:06

　　为了研究输运床气化试验采用的典型煤种在高升温速率、高压、不同反应气氛的热解、气化反应过程,获得该煤种接近实际工况下的热解产物特性,为气化炉反应模型提供基础数据,本文使用加压滴管炉实验装置,对温度500～1000℃、热解压力常压～1MPa、反应气氛为氮气及氢气等各组工况及煤焦掺混氧化钙的工况进行了热解实验,并对热解获得的煤焦、焦油、气体进行了分析,测定了煤焦的气化活性和反应动力学参数。主要研究结果为:1)热解条件对热解产物的影响提高热解温度会使煤的热解程度加深,提高热解煤焦的失重率,900℃下进行热解,煤的干燥无灰基失重率超过工业分析Vdaf值;相同热解温度下,压力较高的工况,热解煤焦的失重率较低,Vdaf较高。加压加氢工况热解,煤焦的Vdaf受温度的影响比其他工况小。气体产物方面,二氧化碳、一氧化碳的产率随温度上升而升高,甲烷的产率在500～800℃随温度上升较快,900℃工况达到峰值;乙烯的产率在800℃工况达到峰值。各组工况间产气的对比显示,氮气气氛下进行热解,压力提高会使各气体产率下降;含氢气氛使甲烷和乙烯的产率明显提高,维持氢气体积分数不变提高压力,则氢气分压上升提高甲烷产率,... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)北京市

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 煤热解动力学方面
        1.2.2 煤热解条件与煤的气化活性
        1.2.3 滴管炉的研究现状
    1.3 研究目标和内容
第二章 实验装置和方法
    2.1 加压滴管炉装置介绍
        2.1.1 加压滴管炉主体部分
        2.1.2 其他分析装置
    2.2 实验用煤的分析
第三章 加压滴管炉煤热解实验的实验准备
    3.1 实验台调试
        3.1.1 给料装置调试
        3.1.2 炉体升温升压、保温保压测试
    3.2 实验流程设计
        3.2.1 实验过程简介
        3.2.2 产物收集及处理过程简介
    3.3 实验工况选择
第四章 加压滴管炉热解产物的分析与对比
    4.1 压力对不同温度快速热解产物的影响
        4.1.1 热解煤焦工业分析
        4.1.2 热解气成分分析
        4.1.3 焦油成分分析
    4.2 氢气气氛对不同温度热解产物的影响
        4.2.1 热解煤焦工业分析
        4.2.2 煤焦的比表面积和孔体积分析
        4.2.3 热解气成分分析
        4.2.4 焦油成分对比
    4.3 煤焦掺混氧化钙的热解产物分析
        4.3.1 热解气成分分析
        4.3.2 焦油成分对比
    4.4 本章小结
第五章 半焦的气化反应活性
    5.1 引言
    5.2 实验方法
    5.3 气化反应性分析
    5.4 热解焦气化动力学模型的拟合
    5.5 本章小结
第六章 结论和展望
    6.1 本文总结
    6.2 后续工作展望
附录: 焦油成分分析数据
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]煤高温快速热解规律研究[J]. 刘铁峰,房倚天,王洋.  燃料化学学报. 2009(01)
[2]热解条件对煤焦结构及气化反应活性的影响[J]. 王明敏,张建胜,张守玉,吴晋沪,岳光溪.  煤炭转化. 2007(03)
[3]高温下快速和慢速热解神府煤焦的理化性质[J]. 吴诗勇,顾菁,李莉,吴幼青,高晋生.  煤炭学报. 2006(04)
[4]热解条件对煤焦气化活性影响的研究进展[J]. 范晓雷,周志杰,王辅臣,于遵宏.  煤炭转化. 2005(03)
[5]快速热解褐煤焦的比表面积及孔隙结构[J]. 刘辉,吴少华,孙锐,徐睿,邱朋华,李可夫,秦裕琨.  中国电机工程学报. 2005(12)
[6]煤加氢气化过程热力学研究[J]. 孙庆雷,王晓,刘建华,程传格,李文,李保庆.  山东科技大学学报(自然科学版). 2004(04)
[7]煤燃烧超细颗粒物控制的实验研究[J]. 周英彪,王春梅,张军营,魏凤.  热能动力工程. 2004(05)
[8]热重法研究煤焦H2O气化反应动力学[J]. 文芳.  煤炭学报. 2004(03)
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[10]固体吸附剂控制燃煤重金属排放的实验研究[J]. 刘晶,郑楚光,曾汉才,张军营,陆晓华.  环境科学. 2003(05)

博士论文
[1]高升温速率和压力条件下的煤热解和气化特性研究[D]. 温雨鑫.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
[2]加压滴管炉研制与实验[D]. 马正中.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2012
[3]西部弱还原性煤热解特性研究[D]. 赵云鹏.大连理工大学 2010
[4]提质低阶煤热解特性及机理研究[D]. 王娜.中国矿业大学（北京） 2010
[5]高灰熔点煤高温、加压气流床气化实验研究与数值模拟[D]. 乌晓江.上海理工大学 2007

硕士论文
[1]三种煤的热解和气化特性研究[D]. 程晓青.华中科技大学 2008
[2]煤热解动力学及其挥发分析出规律的研究[D]. 降文萍.太原理工大学 2004



本文编号：2927261