生物质半焦催化提质煤低温热解焦油研究

发布时间：2025-02-08 16:01

　　中国煤炭资源相对丰富,其中低阶煤的储量约占55%。以煤热解为基础的煤炭分级转化技术是实现低阶煤清洁高效利用的重要途径。然而,目前运行的热解装置所得焦油产率较低且其重质组分含量较高,较高的重质组分不仅使焦油品质变差难以加工利用,而且易冷凝堵塞设备,影响热解系统的稳定运行。实现焦油轻质化的有效途径主要有两种,一是引入富氢物质与煤共热解,通过向煤热解中间产物供氢影响挥发分的生成获得更多轻质焦油;二是引入具有催化裂解能力的物质,催化裂解煤热解产生的挥发分,通过调控二次反应提高焦油品质。生物质富氢且热解生成的生物质半焦具有催化裂解煤热解挥发分的作用,本论文在课题组前期工作基础上,采用原料与生物质半焦隔离的方法针对共热解体系中生物质半焦催化裂解煤热解挥发分的能力及其机理进行了研究。实验以呼伦贝尔褐煤为热解原料,选取两种具有代表性的生物质为制焦原料。对比考察了煤单独热解及两种生物质半焦作用下煤热解焦油产率、轻质化程度、馏分分布、元素分布以及热解气分布等产物产率变化规律;并对不同制备条件所得生物质半焦及使用后生物质半焦的理化结构变化进行表征分析,揭示生物质半焦作用煤热解挥发分的作用机理、影响因素等。本文...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 研究背景及文献综述
    1.1 引言
    1.2 低阶煤特点及其利用前景
    1.3 煤热解
        1.3.1 煤热解过程
        1.3.2 煤热解影响因素
    1.4 煤中有机质主要元素分布
        1.4.1 煤中氧元素的赋存状态
        1.4.2 煤热解过程氧元素的迁移规律
    1.5 煤热解研究进展
        1.5.1 煤热解技术
        1.5.2 提高油气品质的途径
    1.6 炭基催化剂用于焦油提质的研究进展
        1.6.1 炭基催化剂的优势
        1.6.2 炭基催化剂提质焦油的研究进展
    1.7 课题来源及研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 实验过程及方法
        2.2.1 实验装置
        2.2.2 实验方法
    2.3 生物质半焦的制备
    2.4 热解产物分析及表征方法
        2.4.1 热解气分析
        2.4.2 焦油分析
        2.4.3 热解产物产率计算公式
    2.5 生物质半焦表征
第三章 生物质半焦作用下煤热解产物分析
    3.1 水稻秸秆半焦对褐煤热解产物分布的影响
        3.1.1 水稻秸秆半焦用量对褐煤热解产物分布的影响
        3.1.2 水稻秸秆半焦制备温度对褐煤热解产物分布的影响
        3.1.3 水稻秸秆半焦制备方式对褐煤热解产物分布的影响
    3.2 松木屑半焦及其负钴半焦对褐煤热解产物分布的影响
        3.2.1 松木屑半焦制备温度对褐煤热解产物分布的影响
        3.2.2 负载钴松木屑半焦对褐煤热解产物分布的影响
    3.3 生物质半焦作用下煤热解焦油分析
        3.3.1 焦油的元素分析
        3.3.2 焦油模拟蒸馏分析
        3.3.3 轻质焦油的GC-MS分析
    3.4 两种生物质半焦作用效果对比分析
    3.5 本章小节
第四章 生物质半焦作用煤热解机制分析
    4.1 酸洗生物质半焦作用效果考察
        4.1.1 酸洗水稻秸秆半焦对热解产物分布影响
        4.1.2 酸洗不同制备温度水稻秸秆半焦对热解产物分布影响
    4.2 生物质半焦理化结构分析
        4.2.1 生物质半焦对焦油的吸附作用分析
        4.2.2 生物质半焦孔结构及比表面分析
        4.2.3 生物质半焦表面形貌及元素分析
        4.2.4 水稻秸秆半焦碳结构分析
        4.2.5 水稻秸秆半焦表面官能团分析
    4.3 生物质半焦作用机理分析
    4.4 本章小节
第五章 总结
    5.1 主要研究内容及结论
    5.2 不足与建议
参考文献
致谢
个人简历
在学期间参与的科研项目
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：4031614