CO 2 气氛煤气化焦油气非平衡态等离子体转化研究
发布时间：2024-02-06 21:44
新一代煤化工技术和开发适合我国国情的洁净煤技术对我国能源使用及环境问题解决具有重要意义,其中煤气化是现代煤化工的龙头。在不以制取焦油为目的煤炭加工过程中,焦油就成为了副产物,煤气化过程中会伴随焦油的生成,如果这些焦油组分不能得到很好的去除将会对气化系统及用气设备产生极大危害,因此研究煤气化合成气中焦油等污染物净化及重整转化技术具有重要意义。此外,非平衡态等离子体在化学反应转化领域具有独特的优势,正成为新的研究热点。本文提出将非平衡态等离子体技术运用于煤气化焦油重整转化中,建立无焦油煤气化系统,并研究煤气化焦油非平衡态等离子体重整转化特性。针对无焦油煤气化系统,本文首先对煤气化系统部分进行一定程度的研究,提出了一种以CO2为介质的间壁式加热两段式煤气化圆管移动床反应器,通过数值模拟研究对间壁式加热段的加热效果进行评估并对该段中的煤热解反应特性进行分析。结果表明间壁式加热移动颗粒床能够获得理想的加热效果,热解反应也能够顺利发生。对于非平衡态等离子体作用下焦油苯在CO2气氛下的重整转化特性研究,本文以焦油组分苯为研究对象,为获得焦油主要组分苯在CO2气氛下的非平衡态等离子体转化特性及机理。本...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号对照表
第一章 绪论
1.1 课题的背景及意义
1.1.1 煤气化的意义
1.1.2 煤气化焦油的危害
1.2 煤气化技术研究综述
1.2.1 常规煤气化研究综述
1.2.2 等离子体煤气化研究综述
1.3 煤气化焦油净化及重整转化研究现状综述
1.3.1 煤焦油净化
1.3.1.1 炉内净化
1.3.1.2 炉外净化
1.3.2 煤焦油重整转化
1.4 非平衡态等离子体反应转化研究综述
1.5 非平衡态等离子体化学反应理论综述
1.6 本文的研究内容及章节安排
1.6.1 本课题研究内容
1.6.2 本论文各章具体工作简述
第二章 CO2气氛间壁式加热煤气化反应器研究
2.1 概述
2.2 间壁式加热移动床传热模型
2.2.1 基本假设与数值模型
2.2.2 求解条件
2.3 间壁式加热移动床传热特性模拟分析与讨论
2.3.1 移动床尺寸影响
2.3.2 进料量影响
2.3.3 孔隙率影响
2.4 间壁式加热移动床热解特性模拟结果分析与讨论
2.5 本章小结
第三章 煤气化焦油气非平衡态等离子体转化实验装置
3.1 概述
3.2 实验系统及装置
3.2.1 模拟气制取部分
3.2.2 反应装置
3.2.2.1 反应器设计
3.2.2.2 放电电路设计
3.2.3 测试部分
3.2.3.1 产物组分测量及分析方法
3.2.3.2 非平衡态等离子体发射光谱诊断及分析方法
3.2.4 其他装置
3.2.5 系统气密性评估
3.3 实验内容
3.3.1 焦油组分苯非平衡等离子体转化机理概述
3.3.2 实验内容及步骤
3.4 本章小结
第四章 CO2非平衡态等离子体反应研究
4.1 概述
4.2 CO2非平衡态等离子体反应实验结果分析与讨论
4.2.1 实验现象说明
4.2.2 产物组分及反应物转化率分析与讨论
4.2.3 光谱分析与讨论
4.2.3.1 光谱谱线分析与讨论
4.2.3.2 离子体场光谱分析与讨论
4.3 CO2非平衡态等离子体反应数值模拟研究
4.3.1 CO2非平衡态等离子体反应数学模型
4.3.2 CO2非平衡态等离子体反应体系
4.3.3 气体放电方式
4.3.4 求解条件
4.4 数值模拟结果分析与讨论
4.4.1 等离子体特性分析与讨论
4.4.2 变放电电压模拟工况结果分析与讨论
4.4.2.1 等离子体场的分析与讨论
4.4.2.2 CO生成及分布规律的分析与讨论
4.4.2.3 O自由基生成及分布规律的分析与讨论
4.4.3 变气速模拟结果分析与讨论
4.4.3.1 等离子体场的分析与讨论
4.4.3.2 CO生成及分布规律的分析与讨论
4.4.3.3 O自由基生成及分布规律的分析与讨论
4.5 本章小结
第五章 CO2气氛焦油气非平衡态等离子体转化实验研究
5.1 概述
5.2 实验现象说明
5.3 产物组分及反应物转化率的分析与讨论
5.3.1 变苯浓度实验结果分析与讨论
5.3.2 变气速实验结果分析与讨论
5.4 光谱分析与讨论
5.4.1 光谱谱线分析与讨论
5.4.2 离子体场光谱分析与讨论
5.5 本章小结
第六章 CO2气氛焦油气非平衡态等离子体转化机理研究
6.1 概述
6.2 CO2气氛苯非平衡态等离子体化学反应机理模型
6.3 基于Chemkin pro软件的反应动力学模型及控制方程
6.3.1 Chemkin pro软件及系统模型介绍
6.3.2 控制方程
6.4 求解条件
6.5 模拟结果分析与讨论
6.5.1 高温热力学转化模拟结果分析与讨论
6.5.2 等离子体场分析与讨论
6.5.3 转化率分析与讨论
6.5.4 产物组分分析与讨论
6.5.5 自由基分析与讨论
6.5.6 积碳说明
6.6 本章小结
第七章 全文总结与工作展望
7.1 全文总结
7.2 进一步研究建议
参考文献
致谢
作者攻读硕士学位期间的学术成果
附录A C6H6基元反应方程组
本文编号：3896237
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号对照表
第一章 绪论
1.1 课题的背景及意义
1.1.1 煤气化的意义
1.1.2 煤气化焦油的危害
1.2 煤气化技术研究综述
1.2.1 常规煤气化研究综述
1.2.2 等离子体煤气化研究综述
1.3 煤气化焦油净化及重整转化研究现状综述
1.3.1 煤焦油净化
1.3.1.1 炉内净化
1.3.1.2 炉外净化
1.3.2 煤焦油重整转化
1.4 非平衡态等离子体反应转化研究综述
1.5 非平衡态等离子体化学反应理论综述
1.6 本文的研究内容及章节安排
1.6.1 本课题研究内容
1.6.2 本论文各章具体工作简述
第二章 CO2气氛间壁式加热煤气化反应器研究
2.1 概述
2.2 间壁式加热移动床传热模型
2.2.1 基本假设与数值模型
2.2.2 求解条件
2.3 间壁式加热移动床传热特性模拟分析与讨论
2.3.1 移动床尺寸影响
2.3.2 进料量影响
2.3.3 孔隙率影响
2.4 间壁式加热移动床热解特性模拟结果分析与讨论
2.5 本章小结
第三章 煤气化焦油气非平衡态等离子体转化实验装置
3.1 概述
3.2 实验系统及装置
3.2.1 模拟气制取部分
3.2.2 反应装置
3.2.2.1 反应器设计
3.2.2.2 放电电路设计
3.2.3 测试部分
3.2.3.1 产物组分测量及分析方法
3.2.3.2 非平衡态等离子体发射光谱诊断及分析方法
3.2.4 其他装置
3.2.5 系统气密性评估
3.3 实验内容
3.3.1 焦油组分苯非平衡等离子体转化机理概述
3.3.2 实验内容及步骤
3.4 本章小结
第四章 CO2非平衡态等离子体反应研究
4.1 概述
4.2 CO2非平衡态等离子体反应实验结果分析与讨论
4.2.1 实验现象说明
4.2.2 产物组分及反应物转化率分析与讨论
4.2.3 光谱分析与讨论
4.2.3.1 光谱谱线分析与讨论
4.2.3.2 离子体场光谱分析与讨论
4.3 CO2非平衡态等离子体反应数值模拟研究
4.3.1 CO2非平衡态等离子体反应数学模型
4.3.2 CO2非平衡态等离子体反应体系
4.3.3 气体放电方式
4.3.4 求解条件
4.4 数值模拟结果分析与讨论
4.4.1 等离子体特性分析与讨论
4.4.2 变放电电压模拟工况结果分析与讨论
4.4.2.1 等离子体场的分析与讨论
4.4.2.2 CO生成及分布规律的分析与讨论
4.4.2.3 O自由基生成及分布规律的分析与讨论
4.4.3 变气速模拟结果分析与讨论
4.4.3.1 等离子体场的分析与讨论
4.4.3.2 CO生成及分布规律的分析与讨论
4.4.3.3 O自由基生成及分布规律的分析与讨论
4.5 本章小结
第五章 CO2气氛焦油气非平衡态等离子体转化实验研究
5.1 概述
5.2 实验现象说明
5.3 产物组分及反应物转化率的分析与讨论
5.3.1 变苯浓度实验结果分析与讨论
5.3.2 变气速实验结果分析与讨论
5.4 光谱分析与讨论
5.4.1 光谱谱线分析与讨论
5.4.2 离子体场光谱分析与讨论
5.5 本章小结
第六章 CO2气氛焦油气非平衡态等离子体转化机理研究
6.1 概述
6.2 CO2气氛苯非平衡态等离子体化学反应机理模型
6.3 基于Chemkin pro软件的反应动力学模型及控制方程
6.3.1 Chemkin pro软件及系统模型介绍
6.3.2 控制方程
6.4 求解条件
6.5 模拟结果分析与讨论
6.5.1 高温热力学转化模拟结果分析与讨论
6.5.2 等离子体场分析与讨论
6.5.3 转化率分析与讨论
6.5.4 产物组分分析与讨论
6.5.5 自由基分析与讨论
6.5.6 积碳说明
6.6 本章小结
第七章 全文总结与工作展望
7.1 全文总结
7.2 进一步研究建议
参考文献
致谢
作者攻读硕士学位期间的学术成果
附录A C6H6基元反应方程组
本文编号：3896237
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3896237.html
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