低阶煤对微波的介电响应及其微波热解特性研究

发布时间：2021-12-02 00:48

　　微波加热由于其具有独特的选择性加热、加热均匀以及热效率高、能耗低、易于控制等特点,可以改善煤的热解特性,在煤炭分级转化中具有良好的发展潜力和应用前景。论文通过测试及理论计算得到煤样及热解过程中半焦对微波的介电响应参数,综合评价低阶煤对微波的介电响应能力。通过对热解产品进行深度分析,揭示了影响煤微波热解的主要工艺条件。深度剖析煤的微波热解特性及规律,提出了强化和催化工艺、方法及参数,为基于微波效应的煤的清洁高效利用提供理论依据及工艺基础。论文选取华夏长焰煤、神山长焰煤、胜利褐煤和乌兰察布褐煤四种低阶煤作为研究对象,深度剖析了煤炭性质对微波介电响应的影响,以及微波热解过程中半焦性质、结构的转变对介电损耗机理转变的影响,进而明晰煤炭微波热解全过程的微波响应机理。在此基础上,以华夏长焰煤为主要研究对象,对比常规热解,系统地研究了不同热解工艺条件影响升温特性、热解产物分布及组成的规律。根据研究结果,提出了吸波剂促进作用下煤的强化微波热解工艺,系统考察了不同吸波剂对微波的介电响应能力及微波加热升温特性,通过吸波剂强化实验,筛选并确定了最优吸波剂以及其用量。结合微波热解的优势和催化热解的特点,进一步... 

【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：201 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

热解过程示意图

部分物质的ε非常小，所以实际生产中，一般使用 和tan 表示物质的介电性能。1.3.2 微波加热特点图1.3 传统加热和微波加热的温度分布和热传导的方向Fig. 1.3 The temperature distribution of traditional heating and microwave heating and the direction of heatconduction微波加热是电介质材料对传播到其内部的微波产生介电损耗将微波能直接转化为热能，从而引起材料温度升高的过程。与传统加热方式对比，如图1.3所示，具体特点[41-44]如下：1. 快速加热：传统加热方式主要通过热传导、对流、辐射等换热方式加热物料，热量需要一个传递过程。而微波则直接渗透到物料内部被吸收转化为热能，不要需要传热过程。

2 实验方法及产品分析方法13图1.5 技术路线图Fig. 1.5 Technical roadmap1.6 本章小结本章介绍了论文的背景、目的及研究意义，简要介绍了近年来我国能源生产、消费结构及低阶煤的资源概况，总结了我国低阶煤热解提质的工业化现状，论述对新工艺和新技术探索、开发、研究的必要性，提出微波热解技术，并综述了国内外关于煤炭微波热解技术的研究现状，进而明确了论文的研究目的及意义，制定具体研究内容和技术路线。


本文编号：3527386