白酒酒糟与煤共热解气化特性的研究

发布时间：2021-01-20 21:18

　　贵州地区拥有丰富的无烟煤资源,但其具有挥发分含量低、灰熔点低和灰分高等特点,存在着气化活性差、利用率低、环境污染严重等问题。同时,我国有大量的白酒酒厂,其中在贵州地区有着茅台等众多的白酒酒厂,白酒酒糟作为酿酒产生的附属产品,怎么高效资源化利用是亟待解决的问题。目前,生物质与煤共热解气化技术发展迅速,生物质与煤在物理、化学特性上具有较大差异,将二者进行共同利用会产生较好的效果,煤和酒糟中含有的碱金属以及碱土金属,在煤气化过程中有着非常明显的催化作用,大大地提高了煤的气化反应活性,同时,还可以有效利用酒糟本身所含有的热能,克服煤干法气化对煤种要求过高的缺点,减少煤的使用量,改善煤气化的单一性,实现酒糟与煤的高效利用。本文对酒糟与煤的共热解气化特性进行了探索和研究。利用固定床反应器和热重分析仪研究了酒糟与无烟煤的共热解特性,利用自制炭化装置确定出酒糟的最佳炭化条件,利用固定床反应器对比了酒糟与煤焦、酒糟焦与煤焦的共气化特性,并通过SEM、EDX和XRD等表征手段进行酒糟与煤共热解气化过程中原料及产物的表征分析,考察煤和酒糟中的碱金属以及碱土金属对共热解气化的催化作用机理,主要涉及以下几个方面... 

【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Summary
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 中国能源现状
        1.1.2 化石能源特点
        1.1.3 生物质能资源特点
    1.2 我国煤与白酒酒糟的利用途径
        1.2.1 煤的利用途径
        1.2.2 白酒酒糟的利用途径
    1.3 煤气化的研究现状
        1.3.1 煤气化的定义
        1.3.2 煤气化的基本原理
        1.3.3 影响气化反应的主要因素
        1.3.4 煤催化气化的研究现状
    1.4 生物质与煤共热解的研究现状
        1.4.1 热解的定义及分类
        1.4.2 生物质与煤共热解过程中的协同作用
    1.5 生物质与煤共气化的研究现状
        1.5.1 生物质与煤共气化的主要影响因素
        1.5.2 生物质与煤共气化过程中的协同作用
    1.6 研究的主要内容和意义
        1.6.1 本文的主要研究内容
        1.6.2 本文的研究意义
第二章 实验总述
    2.1 实验材料及仪器设备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器设备与气体
    2.2 实验系统设计与操作条件
        2.2.1 炭化装置图
        2.2.2 反应评价系统与装置
        2.2.3 实验装置实物
        2.2.4 气相色谱操作条件
    2.3 实验方法
        2.3.1 煤焦和酒糟焦的制备方法
        2.3.2 炭产率的计算方法
2转化率的计算方法">        2.3.3 CO₂转化率的计算方法
        2.3.4 产气浓度的计算方法
        2.3.5 气化反应实验方法
        2.3.6 固定床热解方法
        2.3.7 热重分析方法
    2.4 物料的表征
        2.4.1 物相组成测定
        2.4.2 微观形貌及表面元素分布分析
第三章 酒糟与煤的共热解特性
    3.1 热解产气浓度分析
    3.2 热解反应特性分析
    3.3 热解反应的动力学分析
        3.3.1 多重反应模型（MAM）
        3.3.2 一级反应模型
    3.4 酒糟对煤热解过程的影响机理分析
        3.4.1 表面形貌及孔结构的影响
        3.4.2 元素组成对热解的催化作用
    3.5 本章小结
第四章 酒糟与煤焦的共气化特性
    4.1 不同反应条件对酒糟和煤焦的气化反应活性的影响
2流量对酒糟和煤焦的气化反应活性的影响">        4.1.1 CO₂流量对酒糟和煤焦的气化反应活性的影响
        4.1.2 气化反应温度对酒糟和煤焦的气化反应活性的影响
2气氛下的共气化产气组分分析">    4.2 酒糟与煤焦在CO₂气氛下的共气化产气组分分析
    4.3 气化反应温度和酒糟掺混比例对共气化反应活性的影响
    4.4 酒糟对煤焦气化过程的影响机理分析
        4.4.1 表面形貌及孔结构的影响
        4.4.2 元素组成对气化的催化作用
    4.5 本章小结
第五章 酒糟焦与煤焦的共气化特性
    5.1 不同炭化条件下制备酒糟焦的研究
        5.1.1 不同炭化温度对酒糟焦品质的影响
        5.1.2 不同升温速率对酒糟焦品质的影响
        5.1.3 不同保留时间对酒糟焦品质的影响
    5.2 不同反应条件对酒糟焦气化反应活性的影响
2流量对酒糟焦的气化反应活性的影响">        5.2.1 CO₂流量对酒糟焦的气化反应活性的影响
        5.2.2 气化反应温度对酒糟焦气化反应活性的影响
2气氛下的共气化产气组分分析">    5.3 酒糟焦与煤焦在CO₂气氛下的共气化产气组分分析
    5.4 气化反应温度和酒糟焦掺混比例对共气化反应活性的影响
    5.5 酒糟焦对煤焦气化过程的影响机理分析
        5.5.1 表面形貌及孔结构的影响
        5.5.2 元素组成对气化的催化作用
    5.6 XRD分析
    5.7 酒糟和酒糟焦分别与煤焦共气化的比较
    5.8 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录
    硕士期间发表的论文
    参加科研项目
    获得的奖励


【参考文献】：
期刊论文
[1]适宜炭化温度及时间改善生物质成型炭品质[J]. 严伟,陈智豪,盛奎川.  农业工程学报. 2015(24)
[2]烟煤与生物质固定床共热解实验研究[J]. 宋禹瑶,李先春,Arash Tahmasebi,余江龙.  煤炭转化. 2015(04)
[3]共热解过程对褐煤焦和生物质焦氧化特性的影响[J]. 郭沛,赵慧明,贾挺豪,王美君,常丽萍.  燃料化学学报. 2015(10)
[4]煤与生物质的热解特性及动力学研究[J]. 郑晨,袁宝刚,佟伯峰.  化工科技. 2015(04)
[5]恒温条件下煤焦与生物质焦CO2共气化特性研究[J]. 王俊有.  电力科学与工程. 2015(02)
[6]陕北油房梁煤与生物质共热解研究[J]. 刘丹,王宁波,王汝成,闫朋辉,孔少亮,郝婷.  煤化工. 2015(01)
[7]松木屑与褐煤催化共气化特性实验研究[J]. 李少华,王艳鹏,车德勇,刘大任,张卓文.  热力发电. 2015(01)
[8]水蒸气气氛煤中温催化气化动力学研究[J]. 王西明,王兴军,陈凡敏,刘海峰,于广锁,王辅臣.  燃料化学学报. 2013(10)
[9]松木屑与褐煤共热解特性及动力学分析[J]. 李少华,车德勇,张学斌.  华北电力大学学报(自然科学版). 2013(04)
[10]稻草与煤固定床共热解特性的研究[J]. 王立,陈雪莉,赵英杰,李帅丹,王辅臣.  燃料化学学报. 2013(04)

硕士论文
[1]稻草与煤共热解及共气化特性研究[D]. 刘爱彬.华东理工大学 2014
[2]碱金属碳酸盐对煤-CO2气化反应性影响的研究[D]. 殷宏彦.太原理工大学 2010



本文编号：2989803