神木煙煤CO氣氛下熱解及其荒煤氣中水蒸氣消除

【摘要】：本研究課題通過在煤熱解后附加催化反應降低熱解水生成量,從而降低煤熱解生成的廢水,從根源上減少廢水的生成,從而減少煤化工中廢水處理的工作量,降低廢水對環(huán)境的負面影響。 1.熱解壓力0.4Mpa,煤樣粒度0～6mm的情況下,對神木煙煤的熱解終溫(460～580℃)、載氣流量(50～250ml/min)、停留時間(0～30min)三個條件進行單因素考察。以焦油產率高低為指標考察得出在N2或CO氣氛下,神木煙煤較佳熱解條件一致為：熱解終溫520℃,停留時間20min,載氣流量170ml/min時,熱解所得煤焦油干基產率最大,分別為10.28%、10.22%,半焦產率分別為81.60%、81.36%,熱解水產率分別為3.75%、4.45%。 2.利用固定床裝置,在熱解終溫520℃,壓力0.4Mpa,載氣流量170ml/min,停留時間20min的條件下對神木煙煤進行熱解實驗。收集煤焦油進行酸堿洗,得到酸性分、堿性分、脂肪分、芳香分和極性分。煤焦油中的酸性分、堿性分和極性分的干基產率由CO氣氛下的0.88%、0.42%、0.91%分別下降至N2氣氛下的0.82%、0.40%、0.85%；而脂肪分和芳香分則由2.30%、1.80%上升至2.33%和1.85%。 3.在煤固定床熱解裝置的反應管后,串聯一段裝有Co-Mo系催化劑的反應器。神木煙煤在0.40Mpa、CO氣氛、520℃熱解終溫的條件下進行熱解,熱解產生的荒煤氣進入裝有催化劑的反應器,荒煤氣中水蒸氣與CO發(fā)生反應達到消除水蒸氣的目的。 (1)實驗分別對變換反應溫度、CO氣體流量、停留反應時間進行單因素實驗。其中變換反應溫度是最重要的影響因素。在載氣流量90ml/min,停留時間20min的條件下,變換反應溫度由200℃上升至400℃時,熱解水空干基產率由5.19%降低到0.6%。 (2)熱解氣中的CO2與H2含量增加。串聯反應器溫度400℃,載氣流量90ml/main,停留時間20min條件下,熱解氣中CO2與H2產量分別為45.29ml/g、71.09ml/g,分別為同條件空白實驗熱解氣中CO2與H2產量的15倍和6倍。 【關鍵詞】：煙煤熱解 氣氛 水煤氣變換 煤焦油 GC-MS
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TQ530.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文獻綜述10-28
• 1.1 煤熱解10-18
• 1.1.1 煤熱解過程10-11
• 1.1.2 煤在熱解過程的化學反應11-13
• 1.1.3 煤熱解的影響因素13-18
• 1.2 低溫熱解技術18-23
• 1.2.1 國外主要熱解技術18-22
• 1.2.2 國內熱解技術22-23
• 1.3 水煤氣變換23-27
• 1.3.1 水煤氣變換反應機理24-25
• 1.3.2 變換催化劑25-27
• 1.4 本論文研究內容27-28
• 2 神木煙煤基礎分析28-31
• 2.1 工業(yè)分析與元素分析28
• 2.2 鋁甑低溫干餾實驗28-29
• 2.3 煤樣熱重分析29-31
• 3 神木煙煤固定床熱解31-42
• 3.1 固定床熱解實驗裝置31-32
• 3.2 N_2、CO氣氛下固定床熱解實驗32-35
• 3.2.1 熱解終溫對反應產物的影響32-33
• 3.2.2 停留時間對熱解產物的影響33-34
• 3.2.3 載氣流量對熱解產物的影響34-35
• 3.3 熱解因素對煤氣產率影響35-39
• 3.3.1 熱解終溫影響36-37
• 3.3.2 停留時間影響37-38
• 3.3.3 載氣流量影響38-39
• 3.4 氣氛和熱解終溫對半焦性質的影響39-42
• 3.4.3 紅外光譜分析41-42
• 4 N_2、CO氣氛下焦油產率及組成分析42-61
• 4.1 焦油組分分離實驗過程42-44
• 4.1.1 酸堿洗實驗過程42-43
• 4.1.2 硅膠柱層析43-44
• 4.2 焦油酸堿洗各成分產率44
• 4.3 焦油各組分GC-MS分析44-61
• 4.3.1 N_2氣氛熱解焦油各組分GC-MS分析45-52
• 4.3.2 CO氣氛熱解焦油各組分GC-MS分析52-61
• 5 熱解-脫水實驗61-70
• 5.1 熱解-脫水實驗裝置61-62
• 5.2 熱解-脫水實驗62-65
• 5.2.1 變換溫度對反應產物的影響62-63
• 5.2.2 停留時間對熱解產物的影響63-64
• 5.2.3 載氣流量對熱解產物的影響64-65
• 5.3 熱解-脫水實驗中煤氣產率影響因素65-68
• 5.3.1 變換反應溫度對熱解氣組分的影響65-66
• 5.3.2 載氣流量對熱解氣組分的影響66-67
• 5.3.3 停留時間對熱解氣組分的影響67-68
• 5.4 反應程度計算68-70
• 6 熱解焦油GC-MS分析70-79
• 6.1 熱解-脫水實驗焦油GC-MS分析70-73
• 6.2 熱解-脫水空白實驗煤焦油GC-MS73-77
• 6.3 串聯反應器內反應熱力學計算77-79
• 結論79-81
• 參考文獻81-84
• 附錄A GC-MS譜圖解析84-90
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況90-91
• 致謝91-92

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