熔融盐催化煤气化反应研究

【摘要】： 本文设计并建立了一套小型熔融盐催化煤气化实验装置,在校内实验与理论研究相结合的基础上对熔融盐气化特性进行了深入研究。气化实验中充分考虑了温度、煤种、二氧化碳流量、催化剂类型等因素对气化结果的影响,得出了影响气化反应的主要因素及最佳取值范围;针对目前熔融盐催化机理不是很清楚的现状,结合实验结果利用已有气固反应动力学模型求得气化反应的动力学参数,建立了球形单颗粒煤样气化初步模型,模型中充分考虑了熔融盐气化过程受扩散和动力联合控制,模型计算结果与实验结果比较表明,模型值与实验值有一定的差距,但模型值在一定程度上反映了熔融盐对气化的催化作用,具有重要的理论和实用参考价值。 【关键词】：熔融盐 催化气化 二氧化碳 动力学模型
【学位授予单位】：华北电力大学（河北）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TQ541
【目录】：

• 中文摘要4
• 英文摘要4-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 课题背景及意义7-8
• 1.2 煤气化技术研究发展方向8-11
• 1.2.1 流化床气化技术9
• 1.2.2 气流床气化技术9-10
• 1.2.3 固定床气化技术10-11
• 1.3 熔融盐技术研究现状11-12
• 1.3.1 燃料电池技术11
• 1.3.2 熔融盐热载体技术11-12
• 1.4 本文研究目的与内容12-14
• 第二章 煤催化气化基础研究14-21
• 2.1 煤气化反应原理14
• 2.2 煤催化气化机理14-16
• 2.2.1 电子转移机理15
• 2.2.2 氧传递机理15-16
• 2.2.3 碱金属催化C-CO_2 反应机理16
• 2.3 煤气化催化剂类型与添加方式16-18
• 2.3.1 催化剂类型16-17
• 2.3.2 催化剂添加方式17-18
• 2.4 熔融盐催化气化18-21
• 2.4.1 熔融盐处理法18
• 2.4.2 熔融盐煤催化气化18-21
• 第三章 实验台设计及实验方法概述21-28
• 3.1 气化实验台设计21-24
• 3.1.1 气化反应器21-22
• 3.1.2 供气、冷凝系统22-23
• 3.1.3 碳、熔融盐回收系统23
• 3.1.4 产气吸收系统23-24
• 3.2 实验原料准备24-25
• 3.2.1 煤样性质与制备24
• 3.2.2 催化剂、热载体碳酸盐24-25
• 3.2.3 吸收溶液的配制25
• 3.3 实验操作25-26
• 3.3.1 实验方法25-26
• 3.3.2 实验步骤26
• 3.4 气化指标26-28
• 3.4.1 碳转化率26-27
• 3.4.2 气化反应速率27
• 3.4.3 二氧化碳转化率27-28
• 第四章 熔融盐催化煤气化实验研究28-40
• 4.1 实验工况28
• 4.2 实验分析28-40
• 4.2.1 温度对催化气化的影响28-31
• 4.2.2 二氧化碳流量对催化气化的影响31-34
• 4.2.3 煤种对催化气化的影响34-36
• 4.2.4 催化剂种类对气化的影响36-38
• 4.2.5 煤样添加方式对气化的影响38-40
• 第五章 催化气化动力学特性研究40-53
• 5.1 C–CO_2 反应动力学40-41
• 5.2 模型选择41-45
• 5.2.1 未反应缩核模型42-44
• 5.2.2 均相反应模型44-45
• 5.2.3 修正体积模型45
• 5.3 催化气化动力学45-53
• 5.3.1 反应速率常数45-49
• 5.3.2 活化能、频率因子49-53
• 第六章 球形单颗粒煤气化模型初步研究53-60
• 6.1 气化模型的建立53-57
• 6.1.1 模型假设53
• 6.1.2 气化模型53-56
• 6.1.3 模型参数56-57
• 6.2 气化模型的计算与分析57-60
• 第七章 结论60-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况65

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