神木烟煤CO气氛下热解及其荒煤气中水蒸气消除

【摘要】：本研究课题通过在煤热解后附加催化反应降低热解水生成量,从而降低煤热解生成的废水,从根源上减少废水的生成,从而减少煤化工中废水处理的工作量,降低废水对环境的负面影响。 1.热解压力0.4Mpa,煤样粒度0～6mm的情况下,对神木烟煤的热解终温(460～580℃)、载气流量(50～250ml/min)、停留时间(0～30min)三个条件进行单因素考察。以焦油产率高低为指标考察得出在N2或CO气氛下,神木烟煤较佳热解条件一致为：热解终温520℃,停留时间20min,载气流量170ml/min时,热解所得煤焦油干基产率最大,分别为10.28%、10.22%,半焦产率分别为81.60%、81.36%,热解水产率分别为3.75%、4.45%。 2.利用固定床装置,在热解终温520℃,压力0.4Mpa,载气流量170ml/min,停留时间20min的条件下对神木烟煤进行热解实验。收集煤焦油进行酸碱洗,得到酸性分、碱性分、脂肪分、芳香分和极性分。煤焦油中的酸性分、碱性分和极性分的干基产率由CO气氛下的0.88%、0.42%、0.91%分别下降至N2气氛下的0.82%、0.40%、0.85%；而脂肪分和芳香分则由2.30%、1.80%上升至2.33%和1.85%。 3.在煤固定床热解装置的反应管后,串联一段装有Co-Mo系催化剂的反应器。神木烟煤在0.40Mpa、CO气氛、520℃热解终温的条件下进行热解,热解产生的荒煤气进入装有催化剂的反应器,荒煤气中水蒸气与CO发生反应达到消除水蒸气的目的。 (1)实验分别对变换反应温度、CO气体流量、停留反应时间进行单因素实验。其中变换反应温度是最重要的影响因素。在载气流量90ml/min,停留时间20min的条件下,变换反应温度由200℃上升至400℃时,热解水空干基产率由5.19%降低到0.6%。 (2)热解气中的CO2与H2含量增加。串联反应器温度400℃,载气流量90ml/main,停留时间20min条件下,热解气中CO2与H2产量分别为45.29ml/g、71.09ml/g,分别为同条件空白实验热解气中CO2与H2产量的15倍和6倍。 【关键词】：烟煤热解 气氛 水煤气变换 煤焦油 GC-MS
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ530.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文献综述10-28
• 1.1 煤热解10-18
• 1.1.1 煤热解过程10-11
• 1.1.2 煤在热解过程的化学反应11-13
• 1.1.3 煤热解的影响因素13-18
• 1.2 低温热解技术18-23
• 1.2.1 国外主要热解技术18-22
• 1.2.2 国内热解技术22-23
• 1.3 水煤气变换23-27
• 1.3.1 水煤气变换反应机理24-25
• 1.3.2 变换催化剂25-27
• 1.4 本论文研究内容27-28
• 2 神木烟煤基础分析28-31
• 2.1 工业分析与元素分析28
• 2.2 铝甑低温干馏实验28-29
• 2.3 煤样热重分析29-31
• 3 神木烟煤固定床热解31-42
• 3.1 固定床热解实验装置31-32
• 3.2 N_2、CO气氛下固定床热解实验32-35
• 3.2.1 热解终温对反应产物的影响32-33
• 3.2.2 停留时间对热解产物的影响33-34
• 3.2.3 载气流量对热解产物的影响34-35
• 3.3 热解因素对煤气产率影响35-39
• 3.3.1 热解终温影响36-37
• 3.3.2 停留时间影响37-38
• 3.3.3 载气流量影响38-39
• 3.4 气氛和热解终温对半焦性质的影响39-42
• 3.4.3 红外光谱分析41-42
• 4 N_2、CO气氛下焦油产率及组成分析42-61
• 4.1 焦油组分分离实验过程42-44
• 4.1.1 酸碱洗实验过程42-43
• 4.1.2 硅胶柱层析43-44
• 4.2 焦油酸碱洗各成分产率44
• 4.3 焦油各组分GC-MS分析44-61
• 4.3.1 N_2气氛热解焦油各组分GC-MS分析45-52
• 4.3.2 CO气氛热解焦油各组分GC-MS分析52-61
• 5 热解-脱水实验61-70
• 5.1 热解-脱水实验装置61-62
• 5.2 热解-脱水实验62-65
• 5.2.1 变换温度对反应产物的影响62-63
• 5.2.2 停留时间对热解产物的影响63-64
• 5.2.3 载气流量对热解产物的影响64-65
• 5.3 热解-脱水实验中煤气产率影响因素65-68
• 5.3.1 变换反应温度对热解气组分的影响65-66
• 5.3.2 载气流量对热解气组分的影响66-67
• 5.3.3 停留时间对热解气组分的影响67-68
• 5.4 反应程度计算68-70
• 6 热解焦油GC-MS分析70-79
• 6.1 热解-脱水实验焦油GC-MS分析70-73
• 6.2 热解-脱水空白实验煤焦油GC-MS73-77
• 6.3 串联反应器内反应热力学计算77-79
• 结论79-81
• 参考文献81-84
• 附录A GC-MS谱图解析84-90
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况90-91
• 致谢91-92

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