煤半焦在焦爐煤氣轉化制備合成氣中的作用

【摘要】：我國是全球第一焦炭生產(chǎn)大國,生產(chǎn)焦炭所產(chǎn)生的焦爐煤氣是優(yōu)質的碳氫資源。焦爐煤氣的合理利用不僅可以減輕環(huán)境污染,而且可以保證能源供應,滿足我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求。煤科學與技術實驗室提出了“潔凈焦化構想”和“雙氣頭多聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)模式”,本研究課題就是在以上背景下進行的,目的是考察半焦在焦爐煤氣轉化過程中的作用,提供一種全新的轉化焦爐煤氣的方法。 本研究以一定比例的CH_4/CO_2/H_2O模擬工業(yè)焦爐煤氣,在常壓平推流反應器中進行了800～1250℃范圍內的CH_4轉化反應,主要包括空管以及半焦存在時CH_4的熱分解、CH_4/CO_2重整、CH_4/H_2O重整及CH_4/CO_2/H_2O重整反應,考察了溫度、停留時間等因素對CH_4轉化的影響。用氣相色譜對氣相產(chǎn)物進行分析測定,并用元素分析儀、比表面分析儀對反應前后的半焦進行了分析 【關鍵詞】：CH_4 重整反應 合成氣 半焦
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TE665.3
【目錄】：

• 摘要2-6
• ABSTRACT6-10
• 目錄10-14
• 符號說明14-16
• 第一章 文獻綜述16-32
• 1．1 引言16-17
• 1．2 富含CH_4氣體的幾種利用途徑17
• 1．3 CH_4活化機理的研究17-18
• 1．4 富含 CH_4氣體轉化制備合成氣的方法18-22
• 1．4．1 CH_4的水蒸汽重整制備合成氣19-20
• 1．4．2 CH_4部分氧化法20
• 1．4．3 CH_4的 CO_2重整20-21
• 1．4．4 三元重整21-22
• 1．4．5 CH_4轉化制備合成氣的催化劑22
• 1．5 甲烷轉化制備合成氣過程的主要化學反應22-23
• 1．6 國內外制備合成氣的新工藝23-29
• 1．6．1 煤與甲烷共氣化制備合成氣24-25
• 1．6．2 利用太陽能轉化 CH_4氣體25-26
• 1．6．3 利用焦爐煤氣制氫技術26-27
• 1．6．4 利用焦爐煤氣制合成氣27-29
• 1．7 項目的研究內容和目標29-32
• 第二章 實驗裝置及實驗過程32-44
• 2．1 實驗方案32
• 2．1．1 實驗目的32
• 2．1．2 原料的選擇32
• 2．2 實驗裝置32-35
• 2．2．1 爐溫的控制和計算33-35
• 2．2．2 停留時間35
• 2．3 氣體產(chǎn)物的分析和計算35-42
• 2．3．1 色譜分析系統(tǒng)35-36
• 2．3．2 色譜工作條件36-37
• 2．3．3 色譜分析計算方法37-42
• 2．4 CH_4/CO_2轉化率的計算42
• 2．5 固體產(chǎn)物的分析42-44
• 2．5．1 元素分析42
• 2．5．2 比表面分析42-44
• 第三章 半焦在 CH_4轉化過程中的作用44-60
• 3．1 CH_4的分解轉化44-46
• 3．1．1 CH_4在空管中的熱分解44-45
• 3．1．2 非催化的 CH_4/CO_2與 CH_4/H_2O重整反應45-46
• 3．2 半焦存在時 CH_4的轉化情況46-48
• 3．2．1 半焦存在時 CH_4的熱分解46-47
• 3．2．2 半焦存在時 CH_4/CO_2與 CH_4/H_2O重整反應47-48
• 3．3 CH_4轉化過程中氣體產(chǎn)物組成的分析48-60
• 3．3．1 CH_4的熱分解反應49-50
• 3．3．2 CH_4/CO_2重整反應50-52
• 3．3．3 CH_4的水蒸氣重整反應52-55
• 3．3．4 CH_4/CO_2/水蒸氣重整反應55-57
• 3．3．5 水煤氣變換反應對氣體產(chǎn)物組成的影響57-59
• 3．3．6 結論59-60
• 第四章 半焦在 CH_4重整反應中的催化壽命60-68
• 4．1 CH_4熱分解實驗60-62
• 4．2 CH_4/CO_2重整反應62-63
• 4．3 半焦酸洗對CH_4轉化率的影響63-64
• 4．4 討論64-66
• 4．4．1 停留時間對 CH_4轉化率的影響64-65
• 4．4．2 半焦表面性質對 CH_4轉化率的影響65-66
• 4．5 結論66-68
• 第五章 CH_4熱分解的動力學研究68-80
• 5．1 動力學公式的推導68-71
• 5．1．1 膨脹因子δ68-69
• 5．1．2 平推流反應器設計方程的推導69-71
• 5．2 動力學實驗71-73
• 5．2．1 流量的控制72
• 5．2．2 CH_4分解的動力學計算公式72-73
• 5．3 實驗結果73-75
• 5．4 討論75-80
• 5．4．1 CH_4分解反應級數(shù)的確定75-76
• 5．4．2 氣體的流動狀態(tài)76-77
• 5．4．3 CH_4分解動力學77-78
• 5．4．4 CH_4/CO_2重整反應動力學78-80
• 第六章 分析表征80-86
• 6．1 元素分析80-82
• 6．2 比表面分析82-86
• 第七章 結論86-90
• 7．1 引言86
• 7．2 主要結論86-87
• 7．3 不足之處87-88
• 7．4 今后的工作方向88-90
• 參考文獻90-94
• 致謝94-96
• 發(fā)表論文96

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