CO 2 对煤气化过程中矿物质变迁规律及煤灰熔融特性的影响

发布时间：2024-02-20 22:58

　　煤灰熔融特性是碎煤加压干法排灰气化工艺操作的重要指标之一,为了保证干法排灰,在实际气化操作过程中通入过量蒸汽以控制炉温,导致含酚废水处理量大。采用CO₂替代部分水蒸气作为气化剂为节约蒸汽用量、减少含酚废水排放和实现CO₂的资源化利用提供了可能。由于CO₂与H₂O的物化性质的差异,同时煤焦与CO₂的反应速率较与H₂O慢,O₂在CO₂中的扩散速率较在H₂O中慢。CO₂作为气化剂引入气化炉后必然会对气化炉内各床层的热化学性质造成影响。因此,获得CO₂对煤焦结构及其气化反应性的影响规律,研究煤在CO₂气氛下加压气化过程中矿物质的变迁规律,探究CO₂气氛对煤灰熔融特性及积灰结渣行为的影响,建立相关理论支撑,具有重要的理论和实际价值。基于以上研究背景,本文以已用于碎煤加压气化生产的部分用煤为原料,利用固定床反应器和水...

【文章页数】：152 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 选题背景及意义
    1.2 煤气化概述
        1.2.1 煤气化简介
        1.2.2 碎煤加压煤气化技术简介
    1.3 煤灰熔融特性影响因素
        1.3.1 煤中矿物质组成
        1.3.2 煤灰组分对煤灰熔点的影响
        1.3.3 气氛对煤灰熔点的影响
    1.4 矿物质热转化过程中的变迁及其对气化反应性的影响
        1.4.1 燃烧过程中矿物质的热转化行为
        1.4.2 热解和气化过程中矿物质的热转化行为
        1.4.3 矿物质对煤焦气化反应性的影响
    1.5 本文研究内容
    参考文献
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂
    2.2 实验装置
        2.2.1 加压固定床反应器
        2.2.2 水平管式炉
        2.2.3 微波消解仪
    2.3 样品的分析和表征
        2.3.1 X射线衍射分析
        2.3.2 氮吸附表征
        2.3.3 扫描电子显微镜表征
        2.3.4 电感耦合等离子体发射光谱表征
        2.3.5 灰熔点表征
        2.3.6 X射线荧光光谱表征
        2.3.7 拉曼光谱表征
        2.3.8 热分析表征
    参考文献
第三章 CO₂对煤焦结构及气化反应性的影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验装置及实验方法
            3.2.2.1 煤焦的制备
            3.2.2.2 酸洗脱灰煤焦的制备
        3.2.3 焦的分析及表征
        3.2.4 数据处理
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 CO₂气氛对煤焦结构和气化反应性的影响
            3.3.1.1 CO₂气氛对煤焦产率的影响
            3.3.1.2 CO₂气氛对煤焦比表面积的影响
            3.3.1.3 CO₂气氛对煤焦化学结构的影响
            3.3.1.4 CO₂气氛对煤焦气化反应性的影响
        3.3.2 不同恒温时间下CO₂气氛对煤焦结构和气化反应性的影响
            3.3.2.1 CO₂气氛对煤焦产率的影响
            3.3.2.2 CO₂气氛对煤焦化学结构的影响
            3.3.2.3 CO₂气氛对煤焦比表面积的影响
            3.3.2.4 CO₂气氛对煤焦气化反应性的影响
    3.4 主要结论
    参考文献
第四章 CO₂对煤焦气化过程中矿物质变迁规律影响
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
            4.2.1.1 煤焦的制备
            4.2.1.2 待测溶液的制备
        4.2.2 样品的表征
        4.2.3 数据处理
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 CO₂气氛对煤焦产率的影响
        4.3.2 CO₂气氛对煤焦中矿物质组成的影响
        4.3.3 气氛对矿物质释放规律的影响
            4.3.3.1 原煤中不同元素的赋存形态
            4.3.3.2 CO₂气氛对金属元素赋存形态的影响
        4.3.4 CO₂气氛对煤焦物理结构的影响
    4.4 主要结论
    参考文献
第五章 CO₂气氛对煤灰熔融特性的影响
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验原料
        5.2.2 灰样制备
        5.2.3 灰样表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 CO₂对伊宁煤灰矿物质变迁规律及煤灰熔融特性的影响
            5.3.1.1 CO₂气氛对伊宁煤灰中矿物质组成的影响
            5.3.1.2 CO₂气氛对伊宁煤灰中矿物质含量的影响
            5.3.1.3 CO₂气氛对伊宁煤灰表面形貌的影响
            5.3.1.4 CO₂气氛对伊宁煤灰熔点的影响
        5.3.2 CO₂对准东煤灰矿物质变迁规律及煤灰熔融特性的影响
            5.3.2.1 CO₂气氛对准东煤灰中矿物质组成的影响
            5.3.2.2 CO₂气氛对准东煤灰中矿物质含量的影响
            5.3.2.3 CO₂气氛对准东煤灰熔点的影响
    5.4 主要结论
    参考文献
第六章 CO₂返炉的工业试验研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 实验原料
        6.2.2 灰样表征
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 CO₂返炉对义马煤灰性质的影响
            6.3.1.1 不同粒度义马煤灰的残炭分析
            6.3.1.2 不同粒度义马煤灰的组成分析
            6.3.1.3 不同粒度义马煤灰熔点
        6.3.2 CO₂返炉对伊宁煤灰性质的影响
            6.3.2.1 不同粒度伊宁煤灰的残炭分析
            6.3.2.2 不同粒度伊宁煤灰的组成分析
            6.3.2.3 不同粒度伊宁煤灰熔点
    6.4 主要结论
    参考文献
第七章 结论与建议
    7.1 主要结论
    7.2 创新点
    7.3 进一步工作建议
个人简介
在校期间发表的学术论文
在学期间参与的科研项目
致谢



本文编号：3904647