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煤的高温气化反应特征的研究

专 业: 化学工艺
关键词: 高温气化特征 煤 灰熔融行为 灰熔融温度
分类号: TQ530  TQ511.6
形 态: 共 114 页 约 74,670 个字 约 3.572 M内容
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内容摘要


该文以中国石油化工集团公司科技研究开发资助项目Shell炉高温煤气化煤种适应性的研究为背景,对不同煤种的高温气化反应特征进行了较为系统的测定、分析和研究。

主要内容如下:1.建立了测试温度范围宽最高可达1600℃、升温速率快最高可接近10<3>-10<4>K/S和能完整测定煤焦气化全过程的快推反应器评价装置。

2.研究了热处理温度对煤焦反应性的影响。

热处理温度接近或超过相应煤灰熔融温度时,煤焦中矿物质组分、相态和分布形式发生显著变化;处理温度提高,煤焦气化反应性和燃烧活性呈现单调下降趋势;处理温度超过相应煤灰熔融温度后,下降趋势明显减缓,高温焦随煤种变化所引起反应性的差异大大小于低温焦,反应活性逐步趋同。

3.从中、低灰熔点煤焦的研究结果表明:

低温区属化学动力学控制,且反应速率变化与煤焦转化率无关;在中温区气化反应严重受到传递过程影响,表观活化能仅为化学动力学的一半;在高温区气化反应速率随转化率的提高急骤下降,表观活化能为负值。

4。

研究了十二矿高灰熔点煤分别添加CaO、Fe<,2>O<,3>助熔剂后灰熔点的变化规律,同时,在1300-1550℃下考察了添加不同比例助熔剂煤焦的气化反应性变化规律。

5。

以后布连为低灰熔点煤种,十二矿、高庄和大庄为高灰熔点煤样,研究了不同掺混比煤焦的灰熔点变化规律,同时,在1300-1500℃下考察了不同掺混比煤焦的气化反应性变化规律。

结果表明:

不同灰熔点煤种的适度掺混是降低高灰熔点煤灰熔融温度的有效方法。

混煤焦不同反应阶段所呈现的反应速率与温度关系的变化同样也受灰熔融行为的影响。

6。

在1200-1500℃下研究了石油焦以及石油焦与煤焦混合焦的气化反应性变化规律。

结果表明:

石油焦与煤焦掺合成的混合焦在整个反应阶段出现二个明显的拐点,第一拐点是源于二种焦反应性存在的明显差异,第二拐点则源于在高气化温度下石油焦碳结构有序化程度的显著提高,由此,导致反应活性的急骤下降,这是完全不同于煤焦因灰熔融导致反应后期速率下降的另一个原因……

全文目录


文摘
英文文摘
前言
第一章 文献综述
1.1煤气化技术进展概述
1.1.1移动床气化炉
1.1.2流化床气化炉
1.1.3气流床气化炉
1.2影响煤焦气化反应性的主要因素
1.2.1煤变质程度
1.2.2矿物质催化
1.2.3孔结构和表面积
1.2.4催化剂
第二章 煤的高温气化反应性测试装置的建立
2.1前言
2.2煤焦气化反应性评价装置
2.2.1气化剂的选择
2.2.2快推反应器Flash Push Reactor,FPR评价装置
2.2.3实验步骤
2.2.4主要的实验仪器
2.2.5试样的制备
2.2.6实验条件的确定
2.3数据处理方法
2.3.1标准曲线绘制
2.3.2数据处理
2.3.3碳平衡的校验
2.3.4升温速率的估算
2.4 FPR评价装置的一些基本特征
2.5本章小结
第三章 制焦温度对煤焦特性、反应性的影响
3.1前言
3.2实验部分
3.2.1原料
3.2.2制焦实验
3.2.3煤焦反应性和燃烧失重的表征
3.2.4焦中矿物质的表征
3.2.5焦的结构表征
3.2.6焦的元素分析
3.2.7焦的密度测定
3.2.8焦的表面测定
3.3结果与讨论
3.3.1焦的H/C比、密度和总比表面积
3.3.2制焦温度的影响
3.3.3煤种的影响
3.3.4不同制焦温度所得焦的SEM剖析
3.4本章小结
第四章 不同煤阶焦的高温气化反应性
4.1前言
4.2实验部分
4.2.1试样制备
4.2.2脱灰方法
4.2.3测试方法
4.3结果与讨论
4.3.1低灰熔点煤焦的气化反应性
4.3.2中灰熔点煤焦的气化反应性
4.3.3高灰熔点煤焦的气化反应性
4.3.4不同转化率下煤焦的SEM比较
4.3.5脱灰煤焦与未脱灰煤焦的速率比较
4.4本章小结
第五章 助熔剂对煤焦高温气化反应性的影响
5.1前言
5.2实验部分
5.2.1原料
5.2.2试样的制备
5.2.3灰熔点的测定
5.2.4煤焦气化反应性测定与数据处理
5.3结果与讨论
5.3.1助熔剂添加量与灰熔点的关系
5.3.2适宜CaO添加量下煤焦的反应性
5.3.3适宜Fe203添加量下煤焦的反应性
5.3.4灰熔融与煤焦气化速率
5.3.5助熔剂的作用
5.4本章小结
第六章 混煤焦的高温气化反应性
6.1前言
6.2实验部分
6.2.1原料
6.2.2试样的制备
6.2.3灰熔点的测定
6.2.4混煤焦气化反应性测定与数据处理
6.3结果与讨论
6.3.1后布连煤灰的添加量与混煤灰灰熔点的关系
6.3.2混煤焦的掺混比与反应性的关系
6.3.3混煤焦的灰熔融与反应速率的关系
6.3.4适宜掺混比的选择
6.4本章小结
第七章 石油焦对煤焦高温气化反应性的影响
7.1前言
7.2实验部分
7.2.1原料
7.2.2试样的制备
7.2.3气化反应性测定与数据处理
7.3结果与讨论
7.3.1石油焦的反应性
7.3.2石油焦与煤焦混合焦的反应性
7.3.3石油焦与后布连煤焦的XRD比较
7.3.4煤焦与石油焦混合焦的适宜使用场合
7.4本章小结
第八章 结论
参考文献

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中图分类: > TQ530 > 工业技术 > 化学工业 > 煤化学及煤的加工利用 > 煤化学基础理论
其他分类: > TQ511.6 > 工业技术 > 化学工业 > 燃料化学工业(总论) > 基础理论

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