發(fā)布時(shí)間：2021-04-19 05:20

　　中國(guó)新疆、澳大利亞維多利亞等國(guó)內(nèi)外高堿煤因富含大量Na、Ca等堿和堿土金屬（AAEMs）,在燃燒/氣化高溫條件下導(dǎo)致鍋爐嚴(yán)重結(jié)渣與沾污。而低溫?zé)峤夥仲|(zhì)轉(zhuǎn)化可直接利用煤炭原有部分結(jié)構(gòu)、不具備發(fā)生結(jié)渣與沾污的條件,為高堿煤利用開辟了新的途徑。但AAEMs對(duì)煤熱解二次反應(yīng)的催化作用降低了高附加值焦油收率,釋放的AAEMs也會(huì)腐蝕油氣提質(zhì)和利用設(shè)備。為有效消除AAEMs對(duì)高堿煤熱解利用的不利影響,本論文以淋濾和熱解過(guò)程動(dòng)力學(xué)等基礎(chǔ)理論為指導(dǎo),在逐級(jí)化學(xué)萃取、動(dòng)態(tài)淋濾結(jié)合光學(xué)顯微鏡、SEM-EDX和XRD等先進(jìn)儀器表征高堿煤中Na/Ca賦存形式基礎(chǔ)上,采用固定床對(duì)典型高堿煤（富惰質(zhì)組準(zhǔn)東煤和富鏡質(zhì)組白石湖煤）組分分選、溶液處理和水熱處理前后熱解特性和Na、Ca遷移規(guī)律進(jìn)行研究。研究成果為高堿煤熱解分質(zhì)轉(zhuǎn)化工藝運(yùn)行和產(chǎn)物提質(zhì)提供理論依據(jù)。獲得主要結(jié)論如下:1.高堿煤中鈉鈣賦存形式（1）高堿煤主要特征是煤灰Na₂O和CaO含量高;Na元素具親有機(jī)質(zhì)特性。準(zhǔn)東煤中Na摩爾含量比Cl高一個(gè)數(shù)量級(jí)、白石湖煤中Na略高于Cl,表明NaCl是白石湖煤但不是準(zhǔn)東煤中Na主要賦存形式。高堿煤... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：139 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

準(zhǔn)東煤顯微組分結(jié)構(gòu)及其隨熱解溫度演化過(guò)程

圖 1.2 260℃水熱處理褐煤熱解自由基變化示意圖[47]Fig.1.2 Change rule of free radicals during pyrolysis of hydrothermal treated lignite適當(dāng)條件的水熱處理，可以提高處理煤在 NMP/CS2 混合溶劑中的溶解度利于加氫液化反應(yīng)。200-250℃左右褐煤和長(zhǎng)焰煤液化總轉(zhuǎn)化率和油、氣產(chǎn)率對(duì)達(dá)到最高值，溫度超過(guò) 250℃時(shí)，液化反應(yīng)性均降低[48]。Wang 等[49]發(fā)現(xiàn)處理對(duì)神華煤具有加氫作用，H/C 原子比高于原煤。但較高溫度則會(huì)導(dǎo)致醚鍵鍵等弱共價(jià)鍵水解以及芳環(huán)側(cè)鏈斷裂。Shi 等[50]對(duì)在 250℃下對(duì)白音華褐煤進(jìn)熱處理，處理過(guò)程中因羰基和羧基的脫除導(dǎo)致較多 CO 和 CO2生成，水熱處液化性能顯著改善，油產(chǎn)率從 32.9%提高至 37.8%。但水熱處理不利于煤的反應(yīng)，如葛立超等[51]發(fā)現(xiàn)水熱處理過(guò)程中煤結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致氣化特性曲線向高移動(dòng)，也會(huì)導(dǎo)致氣化反應(yīng)活化能升高，反應(yīng)級(jí)數(shù)發(fā)生變化。氣氛對(duì)煤熱解產(chǎn)布也有重要影響，如劉源等[52]發(fā)現(xiàn)不同氣氛對(duì)焦油產(chǎn)率的影響為:H2>CH4>HO>N2,但氣氛變化對(duì)氣體和半焦產(chǎn)率影響較小。1.3 煤中堿和堿土金屬含量及存在形式研究進(jìn)展

Na 析出而對(duì)堿土金屬析出無(wú)影響。另外，煤或金屬釋放受顆�？紫稊U(kuò)散控制，增加氣氛階段特征 K、Na 元素氣態(tài)釋放與燃燒過(guò)程的脫揮發(fā)分發(fā)分階段的 K、Na 釋放速率由溫度決定；釋在兩個(gè)峰值[115]。van Eyk 等[116]探討單顆粒褐圖 1 所示的鈉釋放機(jī)理：（1）脫揮發(fā)分階段：以 Na (g)釋放；（3）灰分階段：以 NaOH(g)釋式和有機(jī)形式鈉，以及有機(jī)形式鈣可在 600℃ 50%左右；而 1100℃以上主要為無(wú)機(jī) Ca 以 可達(dá) 80%。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]準(zhǔn)東煤預(yù)處理及快速熱解過(guò)程中鈉的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究[D]. 孫琪琪.華中科技大學(xué) 2016
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[3]丁集礦煤質(zhì)變化特征[D]. 張代波.安徽理工大學(xué) 2015
[4]全氧燃燒特殊氣氛對(duì)煤中堿金屬與堿土金屬遷移規(guī)律的影響[D]. 王立營(yíng).太原理工大學(xué) 2015
[5]不同水熱解條件下煤結(jié)構(gòu)變化的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 曾維薇.清華大學(xué) 2011



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