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褐煤热解与气化反应特性的实验研究

作 者: 王晟孚
导 师: 姚洪
学 校: 华中科技大学
专 业: 热能工程
关键词: 褐煤 热解 气化 粒径 反应动力学
分类号: TQ541
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要


气化技术是煤炭高效利用的重要手段之一,因而受到全世界的广泛关注。大量学者对此做出了深入探讨与研究。有关煤热解气化反应的研究有很多,然而其中绝大多数的研究对象都是煤粉或煤颗粒,对于大尺寸煤块鲜有涉及,相关理论研究也十分欠缺。本文利用自行研制的可控气氛立式热天平炉以及热重分析仪研究常压条件下不同粒径煤块热解与气化特性,为地下煤气化工业提供有力的理论依据。本文使用可控气氛立式热天平炉和常压热重分析仪对不同粒径的煤样进行了热重试验。研究了内蒙古褐煤在常压条件下热解特性,并深入探讨了热解终温、升温速率、粒径等因素对煤热解过程的影响。本文共选取了5mg、10g以及20g三种不同粒径煤样进行热解试验。根据热解实验所得的热重曲线,对煤的热解特性进行了分析。对实验数据进行处理,探讨了反应机理。热解反应初期,粒径较大煤样脱水效果更好,且煤分子表面吸附气体析出更加彻底。煤样粒度越大,热解反应活化能也越高。利用高温水平管式炉和便携式气相色谱仪研究了热解过程中H2、CO、CO2以及CH4等气态产物的分布,以及升温速率和热解温度对其排放特性的影响。研究发现当升温速率较低时H2逸出量增加,CO和CO2则与之相反。探讨了二氧化碳气氛下的煤焦气化机理。通过计算考察了煤粒径对煤焦气化反应活性的影响。发现小粒径煤焦的气化反应活性远大于大粒径煤焦。本文通过对褐煤的热解与气化反应特性的研究,为地下煤气化提供了数据支持与理论依据。有利于地下煤气化技术的进一步发展。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 选题依据及研究意义  8-10
  1.2 煤气化技术发展现状  10-12
  1.3 煤热解与气化研究概况  12-14
  1.4 本文研究内容  14-17
2 实验设备与实验过程  17-23
  2.1 实验设备  17-19
  2.2 实验样品  19-22
  2.3 实验过程  22-23
3 褐煤热解特性研究  23-34
  3.1 煤热解机理  23
  3.2 煤热解过程  23-24
  3.3 实验研究  24-33
  3.4 本章小结  33-34
4 褐煤热解过程气体产物排放特性实验研究  34-44
  4.1 实验样品与实验仪器  34
  4.2 实验过程  34
  4.3 实验方案  34-35
  4.4 实验结果与讨论  35-42
  4.5 本章小结  42-44
5 褐煤气化特性研究  44-51
  5.1 煤气化机理  44-45
  5.2 褐煤气化实验研究  45-50
  5.3 本章小结  50-51
6 全文总结及下一步工作建议  51-55
  6.1 全文总结  51-53
  6.2 建议与展望  53-55
致谢  55-56
参考文献  56-60

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 煤炭气化工业 > 气化理论(可燃气体、瓦斯)
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