加压双流化床煤分级转化：煤热解特性主中试反应器设计

发布时间：2022-02-20 11:43

　　加压煤分级转化技术是煤炭高效洁净利用的有效方法,为促进以煤热解-半焦燃烧为核心的煤分级转化工艺的发展,结合加压双流化床煤分级转化的工程需求,本文开展了煤加压热解动力学特征及其加压低温热解规律的研究,在此基础上,进行了加压双流化床煤分级转化中试热解反应器的结构设计及其优化,提出了加压喷动流化床煤热解中试反应器的运行方案,并完成了中试装置的建设、调试和验证。开展煤加压热解动力学特征及其低温加压热解规律的研究,以陕西黑龙沟煤为研究对象,通过热重质谱（GC-MS）曲线,分析挥发分的析出特性,利用加压热重实验探究煤加压热解反应动力学特征。建立煤加压热解实验系统,研究不同温度（500℃⁷00℃）、压力（0.1MPa⁰.5MPa）、气氛（氮气与煤气）、粒径（0³mm与0⁶mm）对煤热解产物（半焦、焦油、煤气）产率的影响,并检测分析不同热解条件下的半焦孔隙结构、煤气特性及焦油品质。结果表明:热解挥发分主要在400℃⁷00℃阶段析出,压力抑制挥发分析出的同时,会增加煤气热值,促进热解焦油的轻质化... 

【文章来源】：东南大学江苏省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 煤热解工艺的研究现状
        1.2.2 煤热解特性的研究现状
        1.2.3 流化床数值模拟的研究现状
        1.2.4 研究现状的综合评述
    1.3 课题技术路线和研究内容
        1.3.1 课题技术路线
        1.3.2 主要研究内容
第二章 煤的热重质谱及加压热解动力学分析
    2.1 引言
    2.2 实验煤种的基础特性
    2.3 煤热解反应的热重质谱(TG-MS)实验
        2.3.1 实验仪器及条件
        2.3.2 煤的热重分析
        2.3.3 质谱(MS)分析
    2.4 煤加压热解动力学分析
        2.4.1 煤加压热重分析
        2.4.2 加压热解动力学参数计算
    2.5 本章小结
第三章 煤加压低温热解及产物特性
    3.1 引言
    3.2 煤加压低温热解特性的实验研究
        3.2.1 实验方法
        3.2.2 温度对热解特性的影响
        3.2.3 气氛对煤加压热解特性的影响
        3.2.4 粒径对加压热解特性的影响
    3.3 煤加压低温热解对煤气特性的影响
        3.3.1 温度对热解煤气特性的影响
        3.3.2 气氛对加压热解煤气特性的影响
        3.3.3 粒径对加压热解煤气特性的影响
    3.4 煤加压低温热解对焦油品质的影响
        3.4.1 GC-MS分析条件
        3.4.2 压力对焦油品质的影响
    3.5 煤加压低温热解对半焦特性的影响
        3.5.1 实验分析条件
        3.5.2 压力对半焦组成的影响
        3.5.3 压力对半焦孔隙结构的影响
        3.5.4 压力对半焦表观形态的影响
    3.6 本章小结
第四章 加压喷动流化床中试热解反应器的设计与中试试验
    4.1 引言
    4.2 加压喷动流化床中试热解反应器设计
        4.2.1 喷动流化床热解反应器设计基本参数及要求
        4.2.2 喷动流化床热解反应器尺寸计算
        4.2.3 喷动流化床热解反应器的热力计算
    4.3 加压喷动流化床中试热解反应器的数值模拟
        4.3.1 三维数理模型的建立
        4.3.2 数值求解
        4.3.3 加压喷动流化床中试热解反应器的结构优化
        4.3.4 压力对喷动流化床煤热解过程的影响
    4.4 加压喷动流化床中试煤热解中试试验
        4.4.1 加压喷动流化床中试热解反应器的运行方案
        4.4.2 加压双流化床中试装置的搭建
        4.4.3 加压喷动流化床煤热解的中试试验
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要研究成果与结论
    5.2 进一步工作建议
致谢
参考文献
作者简介及攻读硕士期间的成果
论文资助项目/基金


【参考文献】：
期刊论文
[1]影响煤炭热解产物分布的因素[J]. 刘源,杨伏生,贺新福,张亚刚,周安宁.  湖南科技大学学报(自然科学版). 2016(01)
[2]可燃固废流化床气化的欧拉-拉格朗日数值模拟[J]. 谢俊,钟文琪,金保异.  工程热物理学报. 2014(11)
[3]淮南烟煤热解及焦油析出特性[J]. 石振晶,夏芝香,方梦祥,李超,王勤辉,骆仲泱.  燃烧科学与技术. 2014(01)
[4]循环流化床煤粉气化炉内气固三维流动特性数值模拟[J]. 李巍,宋廷钰,谢立军,李伟,沈志恒.  石油化工设备. 2012(05)
[5]高硫煤中形态硫的热解迁移特性[J]. 么秋香,杜美利,王水利,刘静,杨建利,上海涛.  煤炭转化. 2012(02)
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[9]美国LFC和ACCP褐煤提质工艺概述[J]. 张慧荣,张永发.  能源与节能. 2011(02)
[10]煤分级利用多联产技术及其发展前景[J]. 岑建孟,方梦祥,王勤辉,骆仲泱,岑可法.  化工进展. 2011(01)

博士论文
[1]低阶煤热解半焦的燃烧特性和NOx排放特性试验研究[D]. 巩志强.中国科学院研究生院(工程热物理研究所) 2016
[2]煤的部分气化及半焦燃烧系统集成研究[D]. 王俊琪.浙江大学 2009

硕士论文
[1]加压流化床中煤加氢气化过程的数值模拟研究[D]. 李旭升.北京交通大学 2014
[2]褐煤流化床热解特性的实验研究[D]. 陈勋瑜.浙江大学 2011
[3]煤、油页岩热解与共热解研究[D]. 何德民.大连理工大学 2006



本文编号：3634975