兴和煤热解与甲烷水蒸气重整耦合过程研究

【摘要】：我国石油和天然气贮量严重不足,煤炭储量却十分丰富。随着国民经济水平的不断提高,如何优化能源结构将成为社会发展的重中之重。在短时期内,我国仍会较为依赖煤炭的开采与使用。所以,如何更加高效地利用煤炭资源,具有十分重要的战略意义。甲烷储量丰富且价格低廉,且具有最高的氢碳比。可以有效替代昂贵的氢气。因此,甲烷转化与煤热解耦合技术正逐渐得到国内外研究者的重视。 本文以内蒙古兴和煤为研究对象,从提高焦油产率,改善半焦品质出发,研究了甲烷水蒸汽重整耦合热解(SRMP)对焦油产率、半焦产率和半焦品质的作用,并通过实验现象讨论了重整耦合热解的机理。通过实验发现,SRMP过程提高了焦油产率,改善了半焦品质。造成这种现象的原因可能是重整反应中间气带来的影响。 为了证实该观点,分别选用—氧化碳—水蒸气、二氧化碳—氢气这两种混合气来模拟重整反应的中间气体。通过实验发现,一氧化碳与水蒸气可以提高焦油产率。添加催化剂,促进了水煤气的变换反应,减少了反应气的量,使得焦油产率降低。二氧化碳与氢气也可以提高焦油产率,加入催化剂,促进了水煤气逆向反应,生成了较多的一氧化碳与水,焦油增加量上升。这种现象证明了一氧化碳与水蒸气作为重整反应的中间气体,对提高焦油产率起到了一定的作用。并且能够改善半焦的燃烧特性。 【关键词】：煤热解 甲烷水蒸汽重整耦合 焦油 中间气体
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ530.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 1 文献综述9-20
• 1.1 煤的热解9-14
• 1.1.1 煤热解过程9-10
• 1.1.2 煤热解机理10-11
• 1.1.3 影响煤热解的因素11-14
• 1.2 提高焦油产率的途径14-16
• 1.3 甲烷催化转化与煤热解耦合16-18
• 1.4 选题依据及研究内容18-20
• 1.4.1 选题依据18-19
• 1.4.2 研究内容19-20
• 2 实验部分20-25
• 2.1 煤样20
• 2.2 催化剂20
• 2.3 实验设备及流程20-22
• 2.3.1 甲烷水蒸气重整耦合实验流程及实验设备20-21
• 2.3.2 热解反应的实验装置与实验流程21-22
• 2.4 分析设备与分析方法22-23
• 2.4.1 元素分析22
• 2.4.2 工业分析22-23
• 2.4.3 发热量分析23
• 2.4.4 热重分析仪23
• 2.4.5 色谱仪23
• 2.5 产物的产率计算23-25
• 2.5.1 甲烷水蒸气重整反应23-24
• 2.5.2 热解反应24-25
• 3 煤样在不同气氛下热解行为的研究25-30
• 3.1 煤样的热解和加氢热解25-26
• 3.2 甲烷水蒸气重整反应与煤样热解耦合26-28
• 3.3 本章小结28-30
• 4 一氧化碳与水蒸气对热解过程的影响30-44
• 4.1 甲烷水蒸汽重整耦合热解机理讨论30
• 4.2 水蒸气和一氧化碳气氛对煤热解过程的影响30-32
• 4.3 水蒸气和一氧化碳气氛下的热解产物分析32-37
• 4.3.1 半焦分析33-36
• 4.3.2 气体产物分析36-37
• 4.4 氢气和二氧化碳气氛对煤热解过程的影响37-39
• 4.5 氢气和二氧化碳气氛下的热解产物分析39-42
• 4.5.1 半焦分析39-41
• 4.5.2 气体产物分析41-42
• 4.6 本章小结42-44
• 结论44-45
• 参考文献45-48
• 致谢48-49

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