煤/生物质共热解过程中生物质碱金属迁移与催化特性的研究

发布时间：2022-10-09 22:23

　　煤和生物质共气化是缓解能源危机和减轻环境污染的有效方法之一,具有较好的开发前景。然而,生物质中富含大量易挥发的碱金属,在促进煤焦气化的同时也会造成聚团、沉积、高温腐蚀等问题。因此,为了降低生物质碱金属带来的负面影响并发挥其催化作用,有必要对煤/生物质共气化过程中生物质碱金属的迁移和催化特性展开研究。本文首先在固定床反应器中探究了不同热解时间下生物质碱金属的释放和迁移规律,明确了共热解过程中生物质碱金属的释放和迁移过程。然后,探究了共热解阶段中煤焦成分和结构对生物质碱金属迁移的影响。最后,考察了迁移到煤焦中的生物质碱金属的催化性能。主要结果如下:（1）在生物质800 o C热解过程中,生物质碱金属的释放主要发生在热解初期的脱挥发分阶段。热解过程中生物质钾的释放速率比钠慢。在晋城煤800 o C热解过程中,煤中碱金属含量变化很小。在煤和生物质共热解过程（以下简称共热解）的初期,迁移到煤焦中的生物质碱金属含量很少,生物质焦中碱金属含量几乎不变。而在共热解的后期,生物质焦中的碱金属逐渐向煤焦中迁移。（2）在共热解过程中,生物质中碱金属会向煤焦中迁移。生物质碱金属向煤焦中的迁移途径是从生物质中挥... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 我国能源利用现状
    1.2 生物质能源的利用
    1.3 共气化技术研究现状
        1.3.1 共气化技术的优点
        1.3.2 共气化研究现状
    1.4 煤/生物质共气化中碱金属问题的研究现状
        1.4.1 生物质热转化过程中碱金属的迁移规律
        1.4.2 生物质碱金属的催化性能
    1.5 本文主要研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料的选取及制备
        2.1.1 煤和生物质的选取
        2.1.2 石墨的选取
        2.1.3 酸洗煤的制备
        2.1.4 不同孔性质煤焦的制备
    2.2 实验装置及热解过程
    2.3 计算方法
    2.4 分析表征方法
        2.4.1 煤中矿物质含量的测定
        2.4.2 气化反应性测定
        2.4.3 傅里叶变换红外光谱分析
        2.4.4 X射线衍射分析
        2.4.5 比表面积及孔结构测定
        2.4.6 元素分析
        2.4.7 碱金属含量的测定
第三章 共热解过程中生物质碱金属的迁移过程
    3.1 实验部分
    3.2 热解过程中焦产率和焦油产率
    3.3 生物质热解过程中碱金属的释放过程
    3.4 煤热解过程中碱金属的释放过程
    3.5 共热解过程中生物质碱金属的迁移过程
    3.6 本章小结
第四章 煤焦成分和结构对生物质碱金属迁移的影响
    4.1 生物质/石墨共热解中生物质碱金属迁移
    4.2 煤中矿物质含量对生物质碱金属迁移的影响
        4.2.1 酸洗条件对煤中矿物质含量的影响
        4.2.2 酸洗脱除的煤中矿物质成分
        4.2.3 煤中矿物质含量对生物质碱金属迁移的影响
    4.3 孔性质对生物质碱金属迁移的影响
        4.3.1 不同热解气氛下煤焦的孔性质
        4.3.2 煤焦的比表面积对生物质碱金属迁移的影响
    4.4 煤焦中氧含量对生物质碱金属迁移的影响
    4.5 本章小结
第五章 生物质碱金属催化作用的研究
    5.1 气化反应性的评价方法
    5.2 碱金属复合物的催化作用
    5.3 矿物质含量对煤焦反应性的影响
        5.3.1 矿物质含量对单独热解煤焦反应性的影响
        5.3.2 矿物质含量对共热解煤焦反应性的影响
    5.4 比表面积对煤焦反应性的影响
    5.5 本章小结
第六章 总结
    6.1 结论
    6.2 不足与建议
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质气化过程中碱金属和碱土金属的析出特性研究[J]. 韩旭,张岩丰,姚丁丁,钱柯贞,杨海平,王贤华.  燃料化学学报. 2014(07)
[2]煤(焦)气化反应活性评价研究进展[J]. 黄于益,何璐,解强.  煤炭转化. 2013(04)
[3]石油焦与稻草焦共气化研究[J]. 刘鑫,张保申,陈雪莉,周志杰,王辅臣.  燃料化学学报. 2012(02)
[4]煤焦与水蒸气及CO2共气化反应性研究[J]. 徐春霞,徐振刚,步学朋,董卫果,文芳,边文.  煤炭学报. 2009(07)

博士论文
[1]生物质热解气化过程中内在碱金属、碱土金属的迁移及催化特性研究[D]. 江龙.华中科技大学 2013



本文编号：3689460