興和煤熱解與甲烷水蒸氣重整耦合過程研究

【摘要】：我國(guó)石油和天然氣貯量嚴(yán)重不足,煤炭?jī)?chǔ)量卻十分豐富。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,如何優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)將成為社會(huì)發(fā)展的重中之重。在短時(shí)期內(nèi),我國(guó)仍會(huì)較為依賴煤炭的開采與使用。所以,如何更加高效地利用煤炭資源,具有十分重要的戰(zhàn)略意義。甲烷儲(chǔ)量豐富且價(jià)格低廉,且具有最高的氫碳比?？梢杂行娲嘿F的氫氣。因此,甲烷轉(zhuǎn)化與煤熱解耦合技術(shù)正逐漸得到國(guó)內(nèi)外研究者的重視。 本文以內(nèi)蒙古興和煤為研究對(duì)象,從提高焦油產(chǎn)率,改善半焦品質(zhì)出發(fā),研究了甲烷水蒸汽重整耦合熱解(SRMP)對(duì)焦油產(chǎn)率、半焦產(chǎn)率和半焦品質(zhì)的作用,并通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象討論了重整耦合熱解的機(jī)理。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),SRMP過程提高了焦油產(chǎn)率,改善了半焦品質(zhì)。造成這種現(xiàn)象的原因可能是重整反應(yīng)中間氣帶來的影響。 為了證實(shí)該觀點(diǎn),分別選用—氧化碳—水蒸氣、二氧化碳—?dú)錃膺@兩種混合氣來模擬重整反應(yīng)的中間氣體。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),一氧化碳與水蒸氣可以提高焦油產(chǎn)率。添加催化劑,促進(jìn)了水煤氣的變換反應(yīng),減少了反應(yīng)氣的量,使得焦油產(chǎn)率降低。二氧化碳與氫氣也可以提高焦油產(chǎn)率,加入催化劑,促進(jìn)了水煤氣逆向反應(yīng),生成了較多的一氧化碳與水,焦油增加量上升。這種現(xiàn)象證明了一氧化碳與水蒸氣作為重整反應(yīng)的中間氣體,對(duì)提高焦油產(chǎn)率起到了一定的作用。并且能夠改善半焦的燃燒特性。 【關(guān)鍵詞】：煤熱解 甲烷水蒸汽重整耦合 焦油 中間氣體
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TQ530.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 1 文獻(xiàn)綜述9-20
• 1.1 煤的熱解9-14
• 1.1.1 煤熱解過程9-10
• 1.1.2 煤熱解機(jī)理10-11
• 1.1.3 影響煤熱解的因素11-14
• 1.2 提高焦油產(chǎn)率的途徑14-16
• 1.3 甲烷催化轉(zhuǎn)化與煤熱解耦合16-18
• 1.4 選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容18-20
• 1.4.1 選題依據(jù)18-19
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容19-20
• 2 實(shí)驗(yàn)部分20-25
• 2.1 煤樣20
• 2.2 催化劑20
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及流程20-22
• 2.3.1 甲烷水蒸氣重整耦合實(shí)驗(yàn)流程及實(shí)驗(yàn)設(shè)備20-21
• 2.3.2 熱解反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)流程21-22
• 2.4 分析設(shè)備與分析方法22-23
• 2.4.1 元素分析22
• 2.4.2 工業(yè)分析22-23
• 2.4.3 發(fā)熱量分析23
• 2.4.4 熱重分析儀23
• 2.4.5 色譜儀23
• 2.5 產(chǎn)物的產(chǎn)率計(jì)算23-25
• 2.5.1 甲烷水蒸氣重整反應(yīng)23-24
• 2.5.2 熱解反應(yīng)24-25
• 3 煤樣在不同氣氛下熱解行為的研究25-30
• 3.1 煤樣的熱解和加氫熱解25-26
• 3.2 甲烷水蒸氣重整反應(yīng)與煤樣熱解耦合26-28
• 3.3 本章小結(jié)28-30
• 4 一氧化碳與水蒸氣對(duì)熱解過程的影響30-44
• 4.1 甲烷水蒸汽重整耦合熱解機(jī)理討論30
• 4.2 水蒸氣和一氧化碳?xì)夥諏?duì)煤熱解過程的影響30-32
• 4.3 水蒸氣和一氧化碳?xì)夥障碌臒峤猱a(chǎn)物分析32-37
• 4.3.1 半焦分析33-36
• 4.3.2 氣體產(chǎn)物分析36-37
• 4.4 氫氣和二氧化碳?xì)夥諏?duì)煤熱解過程的影響37-39
• 4.5 氫氣和二氧化碳?xì)夥障碌臒峤猱a(chǎn)物分析39-42
• 4.5.1 半焦分析39-41
• 4.5.2 氣體產(chǎn)物分析41-42
• 4.6 本章小結(jié)42-44
• 結(jié)論44-45
• 參考文獻(xiàn)45-48
• 致謝48-49

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