预处理对褐煤结构及低温热解特性的影响

发布时间：2021-07-09 12:37

　　低温热解是褐煤高效利用的一个有效途径。褐煤热解过程中,含氧官能团之间由于氢键的存在会发生交联反应,而矿物质中的可交换离子可充当交联反应的交联点,生成二氧化碳和水,使焦油产率下降。水在热解过程中需要吸收热量用于蒸发,同时参与煤的热解反应。本文通过热重及实验室自制固定床热解反应器,考察了反应釜热压干燥和固定床气氛干燥等预处理方式对褐煤物理化学结构及热解特性的影响。并对酸洗脱灰、预热及溶胀等预处理方式对褐煤热解的影响进行了验证。主要结果如下:1、酸洗预处理的影响。酸洗脱除灰分使羧酸盐转化为羧基,减少热解过程中由矿物质引起的交联反应,并且酸洗褐煤表面形成新孔道,有利于挥发分的逸出,减少二次反应。热解水及二氧化碳产率降低,焦油产率从6.88%提高到8.57%,提高了1.69个百分点,但焦油品质降低。2、预热和溶胀的影响。预热和溶胀能够破坏褐煤中的氢键,使氢键重新分布,减少热解过程中的交联反应,抑制二氧化碳和水生成。溶胀可使褐煤的比表面积减小,平均孔径增大,但褐煤的主体结构基本不发生变化。预热后,褐煤焦油产率从6.88%提高到7.23%,提高了0.35个百分点,焦油正己烷可溶物产率提高了2.18个... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 文献综述及选题
    1.1 序言
    1.2 煤热解概述
        1.2.1 煤热解过程
        1.2.2 煤热解的影响因素
    1.3 煤的预处理
        1.3.1 热预处理
        1.3.2 水热预处理
        1.3.3 脱灰预处理
        1.3.4 溶胀预处理
    1.4 褐煤水分对热解的影响
    1.5 课题研究意义和研究内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验煤样选取、试剂
        2.1.1 煤样选取
        2.1.2 实验试剂
    2.2 褐煤预处理及固定床热解实验
    2.3 褐煤及热解产物表征
        2.3.1 红外光谱分析（FTIR）
        2.3.2 热重分析
        2.3.3 扫描电镜分析（SEM）
        2.3.4 褐煤比表面积和孔结构测定
        2.3.5 X射线衍射分析（XRD）
        2.3.6 褐煤中水分测定
        2.3.7 热解气体分析
        2.3.8 焦油分析
    2.4 褐煤的干燥及复吸实验
第三章 酸洗对褐煤结构及热解产物的影响
    3.1 实验结果及分析
        3.1.1 褐煤及酸洗预处理褐煤的FTIR结果分析
        3.1.2 褐煤及酸洗预处理褐煤的表面形貌分析
        3.1.3 褐煤及酸洗预处理褐煤的XRD分析
        3.1.4 酸洗预处理对褐煤热解产物分布的影响
    3.2 小结
第四章 预热及溶胀对褐煤结构及热解产物的影响
    4.1 预热对褐煤结构和热解特性的影响
        4.1.1 褐煤及预热褐煤的FTIR结果分析
        4.1.2 褐煤和预热褐煤的热重实验
        4.1.3 预热对褐煤热解产物分布的影响
    4.2 预热对酸洗褐煤结构和热解产物分布的影响
        4.2.1 酸洗煤及酸洗预热煤的FTIR结果分析
        4.2.2 酸洗褐煤及酸洗预热褐煤的热重实验
        4.2.3 预热对酸洗褐煤热解产物分布的影响
    4.3 溶胀预处理对褐煤结构和热解特性的影响
        4.3.1 溶胀预处理对褐煤孔隙结构的影响
        4.3.2 溶胀预处理对褐煤化学结构的影响
        4.3.3 褐煤及溶胀预处理褐煤的热重实验
        4.3.4 溶胀预处理对褐煤热解产物分布的影响
    4.4 小结
第五章 干燥对褐煤结构及热解产物的影响
    5.1 不同水分含量褐煤的热解特性
    5.2 干燥脱水对煤结构及热解特性的影响
        5.2.1 不同干燥温度下褐煤的脱水效果
        5.2.2 褐煤及干燥褐煤孔结构特征
        5.2.3 褐煤及干燥褐煤低温氧化及复吸特性
        5.2.4 脱水褐煤热解特性
    5.3 不同气氛下干燥对褐煤结构及热解特性的影响
        5.3.1 干燥对褐煤化学结构变化的影响
        5.3.2 干燥对褐煤热解特性的影响
    5.4 小结
第六章 总结
    6.1 结论
    6.2 不足与建议
参考文献
硕士研究生期间发表论文及研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]高灰煤中矿物质及碳结构的振动光谱分析[J]. 尹艳山,张轶,陈厚涛,刘亮,鄢晓忠,陈冬林.  燃料化学学报. 2015(10)
[3]基于煤炭分级转化的发电技术前景[J]. 岑可法,倪明江,骆仲泱,方梦祥,王勤辉,王智化,岑建孟.  中国工程科学. 2015(09)
[4]水热处理对褐煤提质及其热解产物分布的影响[J]. 刘鹏,王岚岚,张德祥,鲁锡兰,潘铁英.  洁净煤技术. 2015(01)
[5]脱水褐煤中矿物质对复吸性能的影响[J]. 尚晓玲,武建军,张一昕,商玉坤,周国莉,苗真勇.  中国矿业大学学报. 2014(06)
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[9]热预处理影响褐煤热解行为研究[J]. 董鹏伟,岳君容,高士秋,许光文.  燃料化学学报. 2012(08)
[10]热分解气氛对流化床煤热解制油的影响[J]. 张晓方,金玲,熊燃,汪印,刘云义,许光文.  化工学报. 2009(09)

博士论文
[1]神华煤的预处理及其新型固体酸催化液化研究[D]. 王知彩.华东理工大学 2007
[2]中国典型动力煤及含氧模型化合物热解过程的化学基础研究[D]. 刘生玉.太原理工大学 2004



本文编号：3273762