水城褐煤固定床加氢热解的实验研究

发布时间：2021-04-21 11:07

　　我国“富煤、缺油、少气”的能源现状,迫使优化煤的利用成为我国当前的能源战略。而褐煤,作为一种低变质煤,其碳含量较低,氧含量较高,不利于直接燃烧,适合开发相应热转化工艺。热解能够使褐煤得到有效转化与利用,其工艺简单,且产生的焦油能够提炼出优质的化工原料,因此,近年来得到了广泛的研究和重视。本文针对云南东部的水城褐煤,在实验室自行设计的固定床反应器上对其在氮气和氢气气氛下热解进行了研究。本文首先分析了水城褐煤的基础特性以及热解转化特性,然后通过固定床反应器在线称重系统考察其恒温条件下的失重特性,得到不同温度下的热解完全时间以及相应的半焦产率;最后考察了热解温度对热解产物分布及组成的影响,进而考察不同氢气浓度、气体停留时间以及粒径的影响规律,研究其加氢热解特性,并分析了褐煤加氢热解过程中复杂的机理。主要研究内容及结果如下:首先,恒温失重特性实验结果表明,温度越高,褐煤热解速率越快,基于每分钟质量变化率是否小于5%的判断依据,得到700℃下7min褐煤即热解完全。半焦产率随着温度的升高而降低,700℃时对应的半焦产率为52.9%。其次,水城褐煤热解特性研究结果表明,热解温度是影响热解产物及组成... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 课题背景
        1.1.1 我国能源现状
        1.1.2 煤的综合利用技术现状
    1.2 文献综述
        1.2.1 煤的热解
        1.2.2 褐煤加氢热解
        1.2.3 小结
    1.3 研究目标与研究内容
第2章 实验装置和测量方法
    2.1 固定床反应器
        2.1.1 进气系统
        2.1.2 反应系统
        2.1.3 收集系统
        2.1.4 Macro-TGA在线称重系统
    2.2 样品处理与测量
        2.2.1 旋转蒸发仪
        2.2.2 气相色谱仪
        2.2.3 GC-MS
    2.3 实验系统的调试
        2.3.1 反应段温度标定
        2.3.2 在线称重热天平调试
    2.4 实验步骤
    2.5 煤样分析
第3章 水城褐煤固定床氮气气氛热解实验研究
    3.1 水城褐煤氮气气氛热解在线称重实验
    3.2 水城褐煤氮气气氛固定床热解实验
        3.2.1 实验样品
        3.2.2 实验工况
        3.2.3 数据处理方法
        3.2.4 实验误差分析
        3.2.5 重复实验及其收率
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 热解温度对热解的影响
        3.3.2 气体停留时间对热解的影响
    3.4 本章小结
第4章 水城褐煤固定床加氢热解的实验研究
    4.1 实验内容
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 氢气浓度对热解的影响
        4.2.2 温度对加氢热解的影响
        4.2.3 气体停留时间对加氢热解的影响
        4.2.4 粒径对加氢热解的影响
    4.3 加氢热解机理
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 不足与展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]升温速率及热解温度对煤热解过程的影响[J]. 常娜,甘艳萍,陈延信.  煤炭转化. 2012(03)
[2]粒度和升温速率对低热值煤样热解的影响研究[J]. 荀华,韩建春,刘伟.  电站系统工程. 2012(01)
[3]重油加氢催化剂用于中/低温煤焦油加氢改质的中试研究[J]. 李传,邓文安,李向伟,沐宝泉,李庶峰,文萍,付明朗.  炼油技术与工程. 2011(09)
[4]褐煤在合成气气氛下的低温热解及半焦燃烧特性[J]. 白宗庆,李文,尉迟唯,白进.  中国矿业大学学报. 2011(05)
[5]CCI劣质煤提质技术及经济评价[J]. 陈金庆,吕宏凌,李青松.  煤化工. 2011(01)
[6]温度和压力对煤热解过程中多物转化影响的研究现状[J]. 李云,胡正阳.  内蒙古石油化工. 2010(24)
[7]SJ型干馏方炉在窑街油页岩炼油技术领域的开发与应用[J]. 孙建新,黄诚,段永宏.  中外能源. 2010(12)
[8]升温速率对煤热解特性的影响[J]. 王晋伟.  山西煤炭. 2010(11)
[9]常压程序升温热解-质谱系统在煤脱羧过程中的应用[J]. 王志青,白宗庆,李文,陈皓侃.  分析化学. 2010(03)
[10]粒度对煤燃烧和热解动力学影响的量化研究[J]. 闫力,赵苗芝,王利刚,薛永强.  煤炭转化. 2010(01)

博士论文
[1]褐煤热解定向转化的实验研究[D]. 赵钢炜.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2014

硕士论文
[1]白音华褐煤热解及酚类化合物分布研究[D]. 童兰英.大连理工大学 2008
[2]煤、油页岩热解与共热解研究[D]. 何德民.大连理工大学 2006
[3]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：3151648