【摘要】：我國的化石燃料能源目前呈現(xiàn)出的特點是“富煤、少油、貧氣”,煤炭作為最主要化石能源的格局將長時間不會改變。散煤在燃燒過程中排放的氣態(tài)污染物不易擴散,距離地表近,會嚴重危害環(huán)境。低階粉煤是散煤的主要來源,炭化型煤具有抗壓強度高、對環(huán)境污染微乎其微的特點。將低階粉煤制備炭化型煤技術(shù)是低階煤科學(xué)、合理轉(zhuǎn)化的一條重要技術(shù)途徑。本文以型煤為主要原料,考察了炭化條件對型煤性能的影響,并對型煤炭化過程中熱失重和揮發(fā)分釋放規(guī)律進行研究;利用Aspen Plus軟件對炭化過程進行數(shù)值模擬和評價;最后,研究了實際生產(chǎn)工藝并進行了物料衡算。經(jīng)研究獲得的主要結(jié)果和結(jié)論如下。(1)炭化條件對炭化型煤的抗壓強度、燃燒特性和炭化產(chǎn)率有不同程度的影響。在相同的炭化終溫時,炭化型煤的抗壓強度隨著炭化時間增加而升高;在相同的保溫時間下,炭化型煤的抗壓強度隨著炭化溫度增加而升高。炭化型煤的炭化產(chǎn)率也符合相同的規(guī)律。從熱重分析結(jié)果可知,隨溫度升高和時間增加,型煤中的揮發(fā)分不斷析出,在453℃達到最大失重速率。在炭化終溫750℃,保溫時間為15min的工藝條件下生產(chǎn)的產(chǎn)品性能就能達到現(xiàn)行潔凈型煤標(biāo)準。(2)Aspen Plus軟件模擬炭化型煤生產(chǎn)流程結(jié)果與實驗室結(jié)果相符合。采用Aspen Plus軟件建立炭化型煤制備過程的簡化模型,將型煤炭化熱解的過程簡化為CPD模型,將得出的炭化產(chǎn)率模擬值與實驗室實際值進行了比較,認為使用該模型是可靠的。針對干燥過程、炭化產(chǎn)率隨溫度變化情況和型煤含碳量隨溫度變化的結(jié)果進行了分析,分析結(jié)果與實驗室實驗結(jié)果基本一致,600℃-800℃時有利于熱解。為熱解炭化型煤工藝的優(yōu)化提供了參考依據(jù)。(3)根據(jù)實驗研究結(jié)果,和Aspen Plus軟件模擬結(jié)果,結(jié)合物料平衡和熱量平衡,優(yōu)化設(shè)計方案,本論文采用立式熱解一體爐中低溫型煤干餾工藝技術(shù),研究核心工藝流程和工藝參數(shù),分析核心設(shè)備干餾爐的結(jié)構(gòu)和特點,對干餾爐進行物料平衡和熱量衡算,為實際生產(chǎn)時調(diào)整工藝提供參考。熱解炭化項目建成后可以回收炭化熱解低階粉煤過程中副產(chǎn)物煤焦油和煤氣,實現(xiàn)低階煤的分級利用。
【圖文】：

第二章 實驗原料、裝置及測試方法二章 實驗原料、裝置及測試方用原料破碎、配煤、均化、成型得到未炭化型煤表 2. 1 所示。表 2. 1 原料工業(yè)分析和元素分析結(jié)果元素分析（wt%，ad） 工業(yè)分析H N S OaM A 3.99 6.04 0.67 1.2 1.34 18.65ence 2. 1 所示。

熱解炭化型煤工藝研究及優(yōu)化12圖 2. 2 管式爐結(jié)構(gòu)示意圖2.2.3 熱重分析儀熱重分析儀（Pyris1 TGA）主要由溫度控制系統(tǒng)和重量測試系統(tǒng)組成。熱重分析儀裝置圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況如圖 2. 3 所示。圖 2. 3 Pyris1 TGA 型熱重分析儀2.2.4 在線氣體分析質(zhì)譜儀在線氣體分析質(zhì)譜儀（QIC20 型）用來在線檢測在模擬型煤炭化過程中釋放的H2、CO 和 CH4 氣體。在線氣體分析質(zhì)譜儀（QIC20 型）結(jié)構(gòu)如圖 2. 4 所示。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ530.2

【參考文獻】

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本文編號：2695501