煤中矿物质对枣庄煤催化解聚的影响

发布时间：2021-10-29 06:30

　　热解是煤炭清洁高效分级利用的重要步骤。如何将我国储量丰富、富含油气资源的煤炭通过热解的方式转变成高附加值的焦油、热解气、半焦等产品是能源领域亟需研究的重大课题。尽管当前已经开发出了不同的热解技术,然而这些煤热解工艺还不成熟。除了工业化过程中遇到的如焦油粉尘含量高,焦油易冷却堵塞输送管道等工程类问题,基础研究方面,由于煤结构非常复杂,煤结构与其反应性尚未能较好的关联起来。因而通过提高具有高附加值的焦油品质及产率能够显著提高热解工艺的整体效益,但这方面的研究并不多。鉴于此,本课题组提出了催化解聚理念,该法以催化原理为基础,通过催化剂对煤中某些特定键的作用,以尽可能少地破坏煤中的原有结构（即打破化学键）基础上实现煤的温和解聚,提高出油率,获取高附加值化学品和液体燃料。本论文即在前期研究基础上,主要研究煤中矿物质组成以及催化剂对煤催化解聚过程的影响规律。论文选取枣庄煤（ZZ）作为实验煤样,采用物理脱灰方式,对枣庄煤进行脱灰处理,制得枣庄脱灰煤（ZZDM）。通过考察原煤及脱灰煤催化解聚产物的组成、分布规律、主要矿物质元素组成及煤结构变化,探究煤中矿物质与催化剂对煤热解过程的作用规律。首先,采用物... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：86 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
    1.1 序言
    1.2 煤结构分析
    1.3 煤热解反应
        1.3.1 煤热解反应历程
        1.3.2 煤热解在煤转化过程中的意义
    1.4 煤催化热解的研究
        1.4.1 煤热解研究进展
        1.4.2 提高催化效率的方式存在的问题
        1.4.3 催化剂种类及添加方式
    1.5 煤中灰分来源及其测定
        1.5.1 灰分的来源
        1.5.2 灰分的测定
    1.6 脱灰方法
        1.6.1 化学脱灰法
        1.6.2 物理脱灰法
    1.7 本课题的研究内容和目的
第二章 实验部分
    2.1 原煤脱灰煤的制备和性质
    2.2 催化剂的添加过程
    2.3 实验装置及流程
        2.3.1 实验药品及实验室常用设备
        2.3.2 催化解聚实验装置及实验流程
        2.3.3 脱灰煤制取装置及实验流程
    2.4 热解产物测试方法和相应的仪器
        2.4.1 热重分析（TGA）
        2.4.2 氮吸附表征（BET）
        2.4.3 傅里叶变换红外光谱分析（FT-IR）
        2.4.4 全二维气质联用（GC×GC/MS）
        2.4.5 X射线衍射法（XRD）
        2.4.6 分峰拟合方法的选择
    2.5 主要实验方案
第三章 不同煤种的浮沉脱灰研究
    3.1 内蒙兴和<8 目煤的浮沉脱灰处理
        3.1.1 内蒙兴和<8 目煤的浮沉脱灰方法
        3.1.2 对内蒙兴和<8 目煤的浮沉脱灰处理实验的改进
    3.2 内蒙兴和 4-8 目煤的浮沉脱灰处理
        3.2.1 放置时间对内蒙兴和 4-8 目煤的浮沉脱灰的影响
        3.2.2 重液密度对内蒙兴和 4-8 目煤的浮沉脱灰的影响
    3.3 云南五环煤的脱灰处理
    3.4 山东枣庄煤的脱灰处理
    3.5 本章小结
第四章 矿物质对枣庄煤热解特性的影响
    4.1 引言
    4.2 枣庄原煤和脱灰煤分析
        4.2.1 ZZ煤和ZZDM煤的工业分析和元素分析
        4.2.2 ZZ煤和ZZDM煤的矿物质成分分析
        4.2.3 ZZ煤和ZZDM煤热解产物分布
        4.2.4 ZZ煤和ZZDM煤孔结构分析
    4.3 焦油的GC-MS的分析
    4.4 焦油的热重分析
    4.5 总结
第五章 枣庄原煤脱灰煤的催化解聚
    5.1 添加不同质量分数钴基镍基催化剂的原煤脱灰煤产物分析
        5.1.1 催化剂的添加量
        5.1.2 焦油产率分析
        5.1.3 半焦、煤气、水的收率
        5.1.4 半焦的红外分析
        5.1.5 半焦的硫元素分析
    5.2 原煤添加铁基、铝基锌基催化剂的产物分析
        5.2.1 原煤添加不同质量分数铁基铝基和锌基的产物分布
        5.2.2 原煤加催化剂焦油GC×GC/MS分析
        5.2.3 半焦的全硫分析
    5.3 总结
第六章 结论和建议
    6.1 结论
    6.2 论文创新性
    6.3 建议
参考文献
致谢
硕士期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3464147