生物油关键组分及煤的吸附对生物油煤浆性质的影响
发布时间：2021-07-03 16:06
生物油是生物质热解所得液体产物,含水含氧量高、热值低、酸性及腐蚀性强、稳定性差,难以直接利用。将生物油与煤混合制备生物油煤浆,可以代替水煤浆,作为燃料或气化原料。由于生物油与煤的组成、结构都比较复杂,因此,生物油的组成、煤种以及煤对生物油组分的吸附作用决定了生物油煤浆的性质,进而影响生物油煤浆的制备及应用。采用不同变质程度的煤种与生物油制备煤浆,考察了煤种对生物油煤浆流变性、触变性、粘度及稳定性的影响,并分析了影响煤浆性质的主要煤质因素。研究结果表明,无烟煤及变质程度较高烟煤可以制备出稳定且粘度低的生物油煤浆,是适合制备生物油煤浆的煤种;褐煤所制煤浆体系的粘度高且不稳定,不适合用于制备生物油煤浆;变质程度较低的烟煤能否制备出稳定的生物油煤浆取决于生物油的组成。通过灰度关联法得到影响生物油煤浆特征粘度的主要煤质因素有:总酸性官能团含量、O/C、酚羟基官能团以及羧基官能团含量。该部分研究为选取适宜制备生物油煤浆的煤种提供了理论指导。通过对原始生物油进行减压蒸馏,获得了不同水分含量的生物油样品,考察了生物油中水分含量对煤浆性质的影响。研究结果表明,生物油煤浆根据其流变特性指数是否大于0.80...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１第二液体含量对悬浮液流体状态的影响??
?第１章引言???＾？Ｌｉｑｕｉｄａ?Ｖ＾＾９??６?＜＜９０°，?ｗｅｔｔｉｎｇ?０?ａ?９０°，?ｎｏｎｗｅｔｔｉｎｇ??图１．２分散相的稳定状态??（Ａ）液桥状态，（Ｂ）毛细管状态，（Ｃ）皮克林乳液状态??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ?ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ?ｐｈａｓｅｓ??（Ａ）?Ｐｅｎｄｕｌａｒ?ｓｔａｔｅ，?（Ｂ）?Ｃａｐｉｌｌａｒｙ?ｓｔａｔｅ，?（Ｃ）Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ?ｅｍｕｌｓｉｏｎ??水煤浆体系中，也可通添加不溶于水的第二液体来改变煤浆的性质。ｘＪ６９，１％??和Ｚｈａｎｇ［１Ｍ采用两种方式将不溶于水的第二液体与煤、水分混合制备煤浆。结果??表明，当先将第二液体与煤混合再与水混合制浆时，随第二液体含量增加，水煤??浆粘度先下降后增加再迅速减小，煤浆依次存在分散状（ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｓｔａｔｅ）、团簇状??（〇１收６＾〖３１幻和胞囊状（＾１１５１３１６）三种不同状态。处于分散状态时，第二液体在颗??粒表面形成疏水性薄膜，使煤颗粒表面疏水性增强，从而使煤浆粘度降低。处于??团簇状态时，过量的第二液体会在颗粒间形成液桥，使煤浆中形成强大的网络结??构，最终导致煤浆粘度增加。处于胞囊状态时，进一步升高的第二液体包裹颗粒??形成胞囊状。这些胞囊状体与水接触面积较小，使煤浆中具有更多的自由水，从??而使煤浆粘度降低。此外，煤种会影响第二液体对水煤浆的降粘作用，疏水性的??烟煤制浆时，第二液体的降粘最佳；褐煤制浆时，褐煤较强的亲水性及发达的孔??隙结构将削弱第二液体的降粘作用；无烟煤制浆时，第二液体通常会形成液桥和??弹性较高的网络结构，使体系处于团簇状态而导致浆体粘度增加。但是，当先将
?．ｉｌｌ１??ｑ?８０?＇?？?■?ｆ?！??ｒ?■?！敏：１?■?ＸＦ??＞?？?ＸＬＴ??？?６０?＂?▲?ＧＹ??Ｉ?▼?ＳＭ??Ｕ?？?ＢＬＧ??４０?－?ａＴ?？?ｘｓ??？?ｐｄｓ??？?ｃｚ??２０?－?９?★?ＬＰＳ??．ｍ?？?ｙｑ??ｑ?ｍ?．?ｉ?．?ｉ?■?ｉ?■?ｉ?，?ｉ?■?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．??０?２０?４０?６０?８０?１００?１２０?１４０?１６０?１８０??Ｐａｒｔｉｃｌｅ?Ｓｉｚｅ?（ｊｉｍ）??图２．１煤样的粒度分布??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｓｉｚｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏａｌ?ｓａｍｐｌｅｓ．??十种煤样的工业分析和元素分析结果如表２．１所示，工业分析的结果以空气??干燥基为基准，元素分析结果以干燥无灰基为基准。??２５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Texaco水煤浆气化技术现状与展望[J]. 高培培,张忠孝,郭欣维,白昊. 煤化工. 2019(04)
[2]生物柴油调和燃料理论热值比对分析[J]. 申加旭,李法社,王华各,申逸骋,徐文佳. 中国油脂. 2017(11)
[3]棉秆炭吸附糠醛机理研究[J]. 王贤华,邓勇,李允超,李斌,杨海平,陈汉平. 农业机械学报. 2015(05)
[4]竹炭对生物油模型组分的吸附特性试验[J]. 李允超,王贤华,隋海清,杨海平,胡海涛,陈汉平. 农业机械学报. 2013(11)
[5]煤与生物油的成浆性能研究[J]. 汪永威,王泽,宋文立,林伟刚,吴文龙. 燃料化学学报. 2013(05)
[6]焦化中水中主要有机污染物在焦煤上的竞争吸附[J]. 蔡昌凤,唐传罡. 煤炭学报. 2012(10)
[7]超声波辅助法测定煤及其衍生物中酸性含氧官能团的研究[J]. 康士刚,宗志敏,水恒福,王知彩,魏贤勇. 煤化工. 2012(04)
[8]生物油水蒸气气化实验研究[J]. 汪永威,王泽,宋文立,林伟刚. 燃料化学学报. 2012(02)
[9]低阶煤中酸性含氧基团测定方法的改进[J]. 刘春莲,徐怀利,王知彩,水恒福. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2009(03)
[10]污泥对水煤浆静态稳定性的影响研究[J]. 李伟东,李明,李伟锋,刘海峰,亢万忠,于遵宏. 环境工程. 2008(S1)
博士论文
[1]生物油煤浆的制备及其气化特性研究[D]. 封萍.中国科学院研究生院(过程工程研究所) 2016
[2]基于水萃取和分子蒸馏的生物油分级分离研究[D]. 王誉蓉.浙江大学 2016
[3]以酚油醚化为核心的生物质热解液提质研究[D]. 党丹.中国科学院研究生院(过程工程研究所) 2015
[4]生物油催化提质催化剂制备及工艺研究[D]. 叶俊.华南理工大学 2015
[5]基于生物焦的生物油在线催化与离线分离提质研究[D]. 李允超.华中科技大学 2014
[6]褐煤水热脱水提质制备高浓度水煤浆的基础研究[D]. 虞育杰.浙江大学 2013
[7]颗粒级配优化及界面改性提高褐煤成浆浓度的研究[D]. 涂亚楠.中国矿业大学（北京） 2013
[8]石油焦成浆特性及不同添加物对石油焦气化反应活性的影响研究[D]. 展秀丽.华东理工大学 2011
[9]生物油的分离与精制研究[D]. 熊万明.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]生物油模型化合物加氢转化工艺模拟研究[D]. 王凯.郑州大学 2018
[2]原位供氢条件下以糠醛为生物油模型化合物的加氢脱氧研究[D]. 伏朝林.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2017
[3]生物油精制过程中模型的建立[D]. 左成月.华东理工大学 2016
[4]德士古水煤浆加压气化废锅流程技术运行与改进[D]. 徐广伟.华东理工大学 2016
[5]醇基燃料热值的影响因素与计算方法研究[D]. 刘洋.中南大学 2011
本文编号：3262906
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１第二液体含量对悬浮液流体状态的影响??
?第１章引言???＾？Ｌｉｑｕｉｄａ?Ｖ＾＾９??６?＜＜９０°，?ｗｅｔｔｉｎｇ?０?ａ?９０°，?ｎｏｎｗｅｔｔｉｎｇ??图１．２分散相的稳定状态??（Ａ）液桥状态，（Ｂ）毛细管状态，（Ｃ）皮克林乳液状态??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ?ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ?ｐｈａｓｅｓ??（Ａ）?Ｐｅｎｄｕｌａｒ?ｓｔａｔｅ，?（Ｂ）?Ｃａｐｉｌｌａｒｙ?ｓｔａｔｅ，?（Ｃ）Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ?ｅｍｕｌｓｉｏｎ??水煤浆体系中，也可通添加不溶于水的第二液体来改变煤浆的性质。ｘＪ６９，１％??和Ｚｈａｎｇ［１Ｍ采用两种方式将不溶于水的第二液体与煤、水分混合制备煤浆。结果??表明，当先将第二液体与煤混合再与水混合制浆时，随第二液体含量增加，水煤??浆粘度先下降后增加再迅速减小，煤浆依次存在分散状（ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｓｔａｔｅ）、团簇状??（〇１收６＾〖３１幻和胞囊状（＾１１５１３１６）三种不同状态。处于分散状态时，第二液体在颗??粒表面形成疏水性薄膜，使煤颗粒表面疏水性增强，从而使煤浆粘度降低。处于??团簇状态时，过量的第二液体会在颗粒间形成液桥，使煤浆中形成强大的网络结??构，最终导致煤浆粘度增加。处于胞囊状态时，进一步升高的第二液体包裹颗粒??形成胞囊状。这些胞囊状体与水接触面积较小，使煤浆中具有更多的自由水，从??而使煤浆粘度降低。此外，煤种会影响第二液体对水煤浆的降粘作用，疏水性的??烟煤制浆时，第二液体的降粘最佳；褐煤制浆时，褐煤较强的亲水性及发达的孔??隙结构将削弱第二液体的降粘作用；无烟煤制浆时，第二液体通常会形成液桥和??弹性较高的网络结构，使体系处于团簇状态而导致浆体粘度增加。但是，当先将
?．ｉｌｌ１??ｑ?８０?＇?？?■?ｆ?！??ｒ?■?！敏：１?■?ＸＦ??＞?？?ＸＬＴ??？?６０?＂?▲?ＧＹ??Ｉ?▼?ＳＭ??Ｕ?？?ＢＬＧ??４０?－?ａＴ?？?ｘｓ??？?ｐｄｓ??？?ｃｚ??２０?－?９?★?ＬＰＳ??．ｍ?？?ｙｑ??ｑ?ｍ?．?ｉ?．?ｉ?■?ｉ?■?ｉ?，?ｉ?■?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．??０?２０?４０?６０?８０?１００?１２０?１４０?１６０?１８０??Ｐａｒｔｉｃｌｅ?Ｓｉｚｅ?（ｊｉｍ）??图２．１煤样的粒度分布??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｓｉｚｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏａｌ?ｓａｍｐｌｅｓ．??十种煤样的工业分析和元素分析结果如表２．１所示，工业分析的结果以空气??干燥基为基准，元素分析结果以干燥无灰基为基准。??２５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Texaco水煤浆气化技术现状与展望[J]. 高培培,张忠孝,郭欣维,白昊. 煤化工. 2019(04)
[2]生物柴油调和燃料理论热值比对分析[J]. 申加旭,李法社,王华各,申逸骋,徐文佳. 中国油脂. 2017(11)
[3]棉秆炭吸附糠醛机理研究[J]. 王贤华,邓勇,李允超,李斌,杨海平,陈汉平. 农业机械学报. 2015(05)
[4]竹炭对生物油模型组分的吸附特性试验[J]. 李允超,王贤华,隋海清,杨海平,胡海涛,陈汉平. 农业机械学报. 2013(11)
[5]煤与生物油的成浆性能研究[J]. 汪永威,王泽,宋文立,林伟刚,吴文龙. 燃料化学学报. 2013(05)
[6]焦化中水中主要有机污染物在焦煤上的竞争吸附[J]. 蔡昌凤,唐传罡. 煤炭学报. 2012(10)
[7]超声波辅助法测定煤及其衍生物中酸性含氧官能团的研究[J]. 康士刚,宗志敏,水恒福,王知彩,魏贤勇. 煤化工. 2012(04)
[8]生物油水蒸气气化实验研究[J]. 汪永威,王泽,宋文立,林伟刚. 燃料化学学报. 2012(02)
[9]低阶煤中酸性含氧基团测定方法的改进[J]. 刘春莲,徐怀利,王知彩,水恒福. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2009(03)
[10]污泥对水煤浆静态稳定性的影响研究[J]. 李伟东,李明,李伟锋,刘海峰,亢万忠,于遵宏. 环境工程. 2008(S1)
博士论文
[1]生物油煤浆的制备及其气化特性研究[D]. 封萍.中国科学院研究生院(过程工程研究所) 2016
[2]基于水萃取和分子蒸馏的生物油分级分离研究[D]. 王誉蓉.浙江大学 2016
[3]以酚油醚化为核心的生物质热解液提质研究[D]. 党丹.中国科学院研究生院(过程工程研究所) 2015
[4]生物油催化提质催化剂制备及工艺研究[D]. 叶俊.华南理工大学 2015
[5]基于生物焦的生物油在线催化与离线分离提质研究[D]. 李允超.华中科技大学 2014
[6]褐煤水热脱水提质制备高浓度水煤浆的基础研究[D]. 虞育杰.浙江大学 2013
[7]颗粒级配优化及界面改性提高褐煤成浆浓度的研究[D]. 涂亚楠.中国矿业大学（北京） 2013
[8]石油焦成浆特性及不同添加物对石油焦气化反应活性的影响研究[D]. 展秀丽.华东理工大学 2011
[9]生物油的分离与精制研究[D]. 熊万明.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]生物油模型化合物加氢转化工艺模拟研究[D]. 王凯.郑州大学 2018
[2]原位供氢条件下以糠醛为生物油模型化合物的加氢脱氧研究[D]. 伏朝林.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2017
[3]生物油精制过程中模型的建立[D]. 左成月.华东理工大学 2016
[4]德士古水煤浆加压气化废锅流程技术运行与改进[D]. 徐广伟.华东理工大学 2016
[5]醇基燃料热值的影响因素与计算方法研究[D]. 刘洋.中南大学 2011
本文编号：3262906
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3262906.html
最近更新
教材专著
