神府煤（催化）热解特性研究

发布时间：2021-11-06 11:07

　　我国是煤炭资源利用大国,相比天然气与石油,煤炭储量相对丰富。其中,低变质烟煤比例超过40%。该煤种具有“三低一高（低硫、低灰、低磷、高发热量）”的特点,因此,通过对此煤种的分质利用,提高利用效率,降低转化成本成为近年来备受关注的研究方向。鉴于此,本文以具有代表性的陕北低变质烟煤的一种——神府煤为研究对象,利用热重-傅立叶变换红外光谱联用仪对神府煤热解基础特性进行考察,及利用自建粉-粒流化床热解实验装置对神府煤流化特性、快速热解特性及产物特性进行了研究。利用热重-红外联用仪考察升温速率、热解气氛及添加催化剂对神府煤热解过程的影响,并进行动力学分析。结果表明,H2气氛对神府煤失重行为表现为促进作用。四种分子筛催化剂的添加均能促进反应的进行,并且以13X催化剂效果最好,其中,2%添加量表现的促进作用最为明显。动力学研究结果表明,H2气氛下及添加13X催化剂均能降低反应活化能。对自建25mm内径粉-粒流化床热解实验装置进行流化特性考察可知,床料石英砂最小流化速度为0.17m/s,随流化气速增大,半焦收集瓶中半焦质量增加,热态实验中,当流化气速为0.34m/s时,床料中半焦存留量不超过原煤质量的... 

【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１煤的快速热解反应过程??Ｆｉｇ．?１－１Ａ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｃｏａｌ?ｒａｐｉｄ?ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ??

始建于１９２５年，于１９３４年产量可达５００ｔ／ｄ，二战期间纳粹德国使用该工艺生产??烃类及焦油、焦炭产品，二战结束之后，由于廉价石油的兴起，该炉型逐渐减少。其工??艺流程如图１－３所示。煤料自顶部下行加入，热气从底部逆流上升进行加热，该炉型对??原料煤要求须先将粉煤压块，块煤经过干燥段（１５（ｒＣ左右）、干懷段（５００－８５（ｒＣ）及??冷却段（１００－Ｉ５（ｒｃ）三个环节，最后固态焦经排焦机构排出，而煤气及循环气由干馆??段引出，大部分煤气送到干馈段作为加热用燃料，液态焦油经冷凝后分离。??７??

图２－２神府煤Ｎ２气氛下热解特性??Ｆｉｇ．?２－２?Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ?ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ?ｏｆ?ＳＦ?ｃｏａｌ??图２－３是神府煤以不同升温速率热解气体析出情况。从图中可知，随升温速率升高，??各气体析出量呈上升趋势。这是由于升温速率较低，则挥发分的逸出被煤颗粒内部的传??热阻力所抑制，在较高升温速率下则不会出现此情况［５６］。Ｃ０２气体在２０（ｒｃ左右开始析??出，并且以双峰形式出现，前一个峰为神府煤中幾基官能团的断键，后一个峰为碳酸盐??的分解；４００°ｃ开始有大量气体产物出现，包括ＣＨ４、ＣＯ、脂肪经、芳香经类化合物，??并且于８０（ｒｃ左右不再析出。??由于原煤中存在不同强度的价键，随温度升高，各价键会按照由低到高的顺序发生??断键，故针对不同小分子气体产物来说，其来源以及析出顺序各不相同。ＣＯ自３５（ｒｃ??左右开始析出，在５３（ｒｃ左右出现峰值，其主要来源于原煤中親基及含氧杂环化合物的??裂解；Ｃ０２在２０（ｒｃ左右即开始析出

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3479722