煤的催化氣化技術(shù)與現(xiàn)代煤氣化技術(shù)相比具有反應(yīng)溫度低、能耗小等優(yōu)點,是未來煤氣化技術(shù)發(fā)展方向之一和主要研究熱點。大同煤反應(yīng)性低限制了其作為煤氣化原料煤,所以提高大同煤反應(yīng)性是目前迫切需要解決的主要問題。本文選取大同煤田煤樣,進行HC1-HF法脫灰并熱解制焦,分別研究了脫灰煤焦(TH)和原煤焦(DT)的孔隙結(jié)構(gòu)以及煤的碳結(jié)構(gòu)組成、氣化反應(yīng)特性等。以堿金屬K2CO3、堿土金屬CaO、過渡金屬Fe(NO3)3負載TH煤焦為研究對象,對三種催化劑的催化活性進行了探討,并利用SEM-EDX研究了催化劑的分散性。利用動力學計算研究了負載催化劑前后TH煤焦的氣化反應(yīng)活化能E和指前因子A的變化情況,并根據(jù)均相模型、收縮核模型、隨機孔模型的物理假設(shè)找到影響氣化反應(yīng)過程的主要因素。主要得出以下結(jié)論:利用HC1-HF法可脫除煤中灰分85.32%,而脫灰不改變孔類型以及脂肪族碳和芳香族碳的分配比例,但煤焦比表面積增加16%,孔隙結(jié)構(gòu)變的更發(fā)達。熱重CO2反應(yīng)性試驗結(jié)果表明,脫灰使煤焦碳轉(zhuǎn)化率達到50%時所對應(yīng)的溫度(T0.5)增加1.39%,主要原因是脫灰使煤焦中具有催化活性金屬礦物鐵白云石等被脫除,但由于脫灰...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第一章 文獻綜述
    1.1 煤氣化技術(shù)發(fā)展歷程
    1.2 脫灰對煤焦氣化影響
    1.3 煤焦催化氣化研究現(xiàn)狀
        1.3.1 煤氣化催化劑的研究
        1.3.2 煤氣化反應(yīng)影響因素
    1.4 煤氣化反應(yīng)動力學研究現(xiàn)狀
    1.5 研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 試驗原料
        2.1.1 煤樣
        2.1.2 煤樣酸洗脫灰
        2.1.3 煤焦樣的制備
        2.1.4 催化劑負載制備流程
    2.2 熱重CO₂反應(yīng)性
    2.3 煤焦碳結(jié)構(gòu)分析
        2.3.1 固體核磁碳譜儀
        2.3.2 X-射線衍射儀
        2.3.3 紅外光譜分析
    2.4 煤焦孔隙結(jié)構(gòu)與微觀形貌分析
        2.4.1 比表面積分析
        2.4.2 SEM-EDX分析
第三章 脫灰對煤及煤焦特性的影響研究
    3.1 煤碳結(jié)構(gòu)組成
    3.2 煤焦碳晶結(jié)構(gòu)
    3.3 煤焦表面官能團
    3.4 煤焦孔隙結(jié)構(gòu)
    3.5 煤焦微觀形貌
    3.6 脫灰對煤焦氣化反應(yīng)性變化影響分析
    3.7 本章小結(jié)
第四章 負載催化劑對煤焦氣化影響研究
    4.1 單一催化劑對煤焦氣化的影響
        4.1.1 碳酸鉀催化劑對煤焦氣化的影響
        4.1.2 氧化鈣催化劑對煤焦氣化的影響
        4.1.3 硝酸鐵催化劑對煤焦氣化的影響
    4.2 復(fù)配催化劑對煤焦氣化的影響
        4.2.1 含鉀二元復(fù)配催化劑對煤焦氣化的影響
        4.2.2 鐵鈣二元復(fù)配催化劑對煤焦氣化的影響
        4.2.3 鉀鐵鈣三元復(fù)配催化劑對煤焦氣化的影響
    4.3 本章小結(jié)
第五章 大同煤焦氣化動力學研究
    5.1 氣固反應(yīng)的動力學方程的求解
    5.2 氣化反應(yīng)過程擬合及動力學參數(shù)
        5.2.1 脫灰前后煤焦氣化試驗動力學計算
        5.2.2 負載催化劑煤焦氣化試驗動力學計算
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果



本文編號：3866085