煤氣化特性及氮的遷徙規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究

【摘要】：隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的需求迅速增大，環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越突出。煤炭在我國(guó)的能源消費(fèi)中占支配地位，傳統(tǒng)的利用大都采取直接燃燒方式，不僅效率低而且污染嚴(yán)重，煤的高效清潔利用逐漸引起人們的廣泛關(guān)注。大規(guī)模高效清潔煤氣化技術(shù)具有氣化效率高、污染物排放少等優(yōu)點(diǎn)，是解決我國(guó)煤炭利用問(wèn)題的根本措施。 本文利用加壓熱重分析儀、元素分析儀、TriStar3000自動(dòng)吸附儀、GASMET FTIRDx4000便攜式紅外氣體分析儀以及水平管式爐對(duì)府谷煤、小龍?zhí)睹?、勝利煤、棉稈和金山焦的熱解和氣化過(guò)程進(jìn)行了研究，并對(duì)熱解氣化過(guò)程中氮的遷徙規(guī)律進(jìn)行了探討。具體內(nèi)容和結(jié)果如下： 采用加壓熱重分析儀研究了壓力、煤種等對(duì)煤熱解特性的影響，并采用非等溫積分法進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，計(jì)算了熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)。小龍?zhí)睹号c棉稈混合熱解發(fā)生了協(xié)同作用，混和熱解的活化能隨棉稈比例的增加而降低。隨著壓力的升高，煤樣的失重量先增加后減小，失重峰向低溫區(qū)移動(dòng)。加壓促進(jìn)了含氧官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化，隨著壓力的增加高溫段活化能逐漸降低。 在水平管式爐上研究了不同煤樣的熱解特性，分析了三態(tài)產(chǎn)物的分布，并對(duì)不同溫度下制得煤焦的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。府谷煤焦和小龍?zhí)睹航沟腂ET比表面積隨著溫度的升高先增加后減小，勝利煤焦的BET比表面積隨溫度升高逐漸增大。 采用固定床氣化系統(tǒng)與紅外氣體分析儀聯(lián)用研究了不同煤種熱解氣化過(guò)程中氮的遷徙規(guī)律以及煤中無(wú)機(jī)礦物質(zhì)對(duì)其的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)：煤熱解過(guò)程中含氮污染氣體主要以NH_3和HCN的形式析出，而在CO2氣化下主要以NO的形式析出，HCN的釋放受到了限制，水蒸汽氣化下仍然以NO的析出為主，且析出量大大增加。煤經(jīng)過(guò)酸洗脫灰后， HCN和NH_3的析出降低，而礦物質(zhì)對(duì)N析出的影響與煤種以及礦物質(zhì)種類有一定的依賴性。 基于氣化過(guò)程中CO的析出特性提出了一種新的煤焦CO2氣化反應(yīng)性指數(shù)表達(dá)式，并采用七種變質(zhì)程度不同的煤樣進(jìn)行了驗(yàn)證?；旌蠚饣慕Y(jié)果表明，隨著生物質(zhì)比例的增加，煤的氣化反應(yīng)性得到顯著改善。 【關(guān)鍵詞】：熱解 氣化 NH_3 HCN 反應(yīng)性
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TQ541
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 課題的提出及意義9-10
• 1.2 煤氣化技術(shù)的基本理論10-11
• 1.3 煤氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)11-13
• 1.4 煤氣化的影響因素13-16
• 1.5 氮遷徙的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.6 本文主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 2 煤和生物質(zhì)混合加壓熱解特性研究21-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)樣品及方法21-22
• 2.2 煤與生物質(zhì)的熱解特性研究22-32
• 2.3 本章小結(jié)32-34
• 3 固定床煤熱解特性實(shí)驗(yàn)研究34-44
• 3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與方法34-35
• 3.2 煤熱解實(shí)驗(yàn)研究35-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 4 煤熱解氣化過(guò)程中氮的遷徙規(guī)律44-58
• 4.1 煤熱解過(guò)程中含氮?dú)怏w的析出規(guī)律44-47
• 4.2 煤氣化過(guò)程中含氮?dú)怏w的析出規(guī)律47-49
• 4.3 煤與棉稈混合氣化過(guò)程中含氮?dú)怏w析出規(guī)律49-50
• 4.4 氣化介質(zhì)對(duì)含氮?dú)怏w析出的影響50-51
• 4.5 礦物質(zhì)對(duì)煤熱解過(guò)程中含氮?dú)怏w的影響51-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 5 基于 CO 的新型煤 CO2氣化活性指數(shù)58-66
• 5.1 實(shí)驗(yàn)樣品與方法58-59
• 5.2 煤氣化反應(yīng)性研究59-63
• 5.3 煤與生物質(zhì)混合氣化反應(yīng)性研究63-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 6 全文總結(jié)與展望66-68
• 6.1 全文總結(jié)66-67
• 6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)67
• 6.3 建議與展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位論文期間發(fā)表的論文及參與項(xiàng)目74

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