碱土金属钙对胜利褐煤焦水蒸气气化催化作用的研究

发布时间：2021-03-08 06:44

　　我国褐煤储量极其丰富,因其含水量大、挥发分高、发热量低和热稳定性差等特点,决定它更适宜通过煤气化技术实现高效、洁净利用。褐煤的低温催化水蒸气气化有着诸多的优势,如降低褐煤的起始气化温度、制备富氢合成气、减少工艺成本、降低能源消耗等。本文选用胜利褐煤为试验对象,通过XRD和FTIR等表征手段,研究不同热解温度、不同钙盐及添加方式和不同氧化钙添加量对褐煤焦水蒸气气化性能的影响。通过不同热解温度（500、700、900和1100℃）制备原煤焦、酸洗焦以及矿物质-焦,试验结果表明,矿物质-焦由于有氧化钙的添加,其气化性能较酸洗焦有较明显的提高,部分焦样甚至优于原煤焦,且随着热解温度的升高,这种趋势尤为明显。通过不同方式（机械法与浸渍法）添加钙盐（Ca O、Ca（NO3）2、Ca Cl2、Ca（Ac）2）以及不同制焦顺序（矿物质-焦与焦-矿物质）制备高温煤焦,试验结果表明,对于浸渍法添加不同钙盐制得的焦样,其水蒸气气化性能SL+-ACI-J>SL+-OI-J>SL+-NO3I-J>SL+-ClI-J;对于机械法而言,SL+-OM-J>SL+-AcM-J>SL+-NO... 

【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 褐煤资源及其利用现状
        1.1.1 褐煤的分布
        1.1.2 褐煤的特性
        1.1.3 褐煤的利用
    1.2 褐煤热解及影响因素
        1.2.1 褐煤催化热解研究现状
        1.2.2 褐煤热解影响因素
    1.3 褐煤气化及影响因素
        1.3.1 褐煤催化气化研究现状
        1.3.2 褐煤气化影响因素
    1.4 碱土金属钙对褐煤热解及气化的研究现状
    1.5 煤气化反应热力学
    1.6 研究内容和意义
第二章 试验方法及设备
    2.1 主要试剂及试验仪器
    2.2 煤样的选取与制备
        2.2.1 原煤煤样
        2.2.2 盐酸处理煤样
        2.2.3 碱土金属钙的添加
        2.2.4 煤焦的制备
    2.3 煤样的表征
        2.3.1 工业分析
        2.3.2 FT-IR
        2.3.3 XRD
    2.4 气化反应性测试
        2.4.1 气化反应性测试流程及方法
        2.4.2 空白实验
        2.4.3 内、外扩散的消除
    2.5 不同金属离子对胜利褐煤水蒸气气化影响
第三章 不同热解条件对褐煤焦催化气化的影响
    3.1 试验部分
        3.1.1 试验样品
    3.2 热解收率
    3.3 工业分析
    3.4 FT-IR
    3.5 等温水蒸气气化反应性能
        3.5.1 合成气生成速率和收率
2/CO">        3.5.2 合成气组成和H₂/CO
        3.5.3 碳转化率
    3.6 等温水蒸气气化反应热力学分析
1和β₂">        3.6.1 平衡指数β₁和β2

        3.6.2 WGSR进度ξ
    3.7 本章小结
第四章 不同钙盐的添加对褐煤焦催化气化的影响
    4.1 试验部分
        4.1.1 试验样品
    4.2 机械法添加（矿物质-焦）
        4.2.1 热解收率
        4.2.2 工业分析
        4.2.3 FT-IR
        4.2.4 合成气生成速率
    4.3 浸渍法添加（矿物质-焦）
        4.3.1 热解收率
        4.3.2 工业分析
        4.3.3 FT-IR
        4.3.4 合成气生成速率
    4.4 机械法与浸渍法对比（矿物质-焦）
        4.4.1 合成气累积收率对比
        4.4.2 合成气组成对比
2/CO对比">        4.4.3 H₂/CO对比
        4.4.4 碳转化率对比
1和β₂">        4.4.5 平衡指数β₁和β₂

        4.4.6 WGSR进度ξ
    4.5 机械法与浸渍法对比（焦-矿物质）
        4.5.1 工业分析对比
        4.5.2 FT-IR对比
        4.5.3 合成气生成速率对比
        4.5.4 合成气累积收率对比
        4.5.5 合成气组成对比
2/CO对比">        4.5.6 H₂/CO对比
        4.5.7 碳转化率对比
1和β₂对比">        4.5.6 平衡指数β₁和β₂对比
        4.5.7 WGSR进度ξ对比
    4.6 本章小结
第五章 氧化钙不同添加量对褐煤焦催化气化影响
    5.1 试验部分
        5.1.1 试验样品
    5.2 热解收率
    5.3 工业分析
    5.4 FT-IR
    5.5 XRD
    5.6 等温水蒸气气化反应性能
        5.6.1 合成气生成速率和收率
2/CO">        5.6.2 合成气组成和H₂/CO
        5.6.3 碳转化率
    5.7 等温水蒸气气化反应热力学分析
1和β₂">        5.7.1 平衡指数β₁和β₂

        5.7.2 WGSR进度ξ
    5.8 碱土金属钙存在形式
    5.9 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]蒙古国巴嘎诺尔（Baganuur）褐煤水蒸气气化制富氢合成气及其固有矿物质的催化作用[J]. 傲云宝勒德,张楹斗,周晨亮,李阳,陈琛,智科端,宋银敏,滕英跃,何润霞,刘全生.  燃料化学学报. 2013(04)
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[3]典型煤种CO2气化过程中产物的析出特性[J]. 万斌,石金明,向军.  南昌大学学报(工科版). 2012(04)
[4]钾盐添加量及煤焦粒度对两段组合式气化工艺的影响[J]. 苏攀,王亦飞,金渭龙,于广锁,王辅臣.  中国电机工程学报. 2012(05)
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[6]褐煤干馏半焦挥发分残留率的研究[J]. 王子兵,康占肖,杨建山.  中国煤炭. 2010(09)
[7]基于最优夹点温差的换热网络优化设计[J]. 杨宏军,李静.  能源工程. 2010(01)
[8]开发锡林郭勒盟褐煤资源改善我国能源布局[J]. 黄毅诚.  节能与环保. 2009(10)
[9]加压下中国典型煤水蒸气气化的基础研究[J]. 李春玉,赵建涛,房倚天,王洋.  现代化工. 2009(S1)
[10]褐煤吸附钯的研究[J]. 冯孔方,胡汉,朱云.  稀有金属. 2009(03)

博士论文
[1]不同煤焦的理化性质及高温气化反应特性研究[D]. 吴诗勇.华东理工大学 2007

硕士论文
[1]褐煤的脱水提质及干燥/热分解动力学研究[D]. 王涛.大连理工大学 2011



本文编号：3070602

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