胜利褐煤提质及提质褐煤反应性能的研究

摘要

内蒙古褐煤储量大,但由于其自身含水量高、含氧量高等的特点,降低了其利用率,增加了使用成本,故掌握褐煤的处理方法及其基本特性是褐煤高效利用的关键。本文针对内蒙古锡林郭勒盟胜利煤田褐煤在热解提质过程的行为变化及提质褐煤反应性特性展开研究。
　　对胜利褐煤(SL)在自制的固定床上进行热解提质试验,主要考察了提质终温等对提质产物分布的影响;采用工业分析、元素分析、热值分析等对提质得到的半焦进行基础分析;通过SEM、XRD、FTIR等方法分析不同提质温度下得到半焦的物理和化学结构的改变情况。结果表明:在提质过程中有不同官能团的分解,依次有气体CO2、CO、CH4、H2等逸出,随着提质温度的升高,半焦中氧含量显著降低。随着提质温度的升高,半焦收缩,结构更趋于典型石墨结构,脂肪氢、含氧官能团等含量降低。
　　利用热重分析仪对SL进行热解特性试验的研究,采用不同的方法对褐煤热解动力学特性进行分析,估算热解动力学参数。结果表明:热解过程整体上可以分成低温区和高温区两个阶段,分别计算其动力学参数;随着升温速率的增加,在低温区活化能逐渐减低,在高温区活化能逐渐增大;采用等转化率法描述整个热解过程活化能的变化,随着转化率的增大,活化能先降低后升高。
　　采用热重分析仪对热解提质后半焦的反应性进行研究,分别考察提质终温、气氛(CO2、O2)、粒径、显微组分等对反应性的影响;采用未反应收缩芯模型,对反应过程进行描述,估算在反应过程的动力学参数。结果表明:随着提质温度的升高, CO2反应性逐渐增强,氧气的反应活化能在逐渐的增加。

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第一章 文献综述

1.1背景

1.2褐煤提质工艺

1.3热化学性质的研究

1.4本文研究内容

参考文献

第二章 试验装置及测试方法

2.1煤样的选取

2.2固定床热解装置及试验步骤

2.3热解终温的选取

2.4气体分析

2.5煤/半焦工业分析、元素分析和热值分析

2.6煤样的红外分析

2.7半焦的XRD分析

2.8热重-差热分析

2.9 扫描电镜分析

2.10 提质煤显微组分的分离

参考文献

第三章 胜利褐煤固定床热解提质

3.1试验部分

3.2结果和讨论

3.3结论

参考文献

第四章 胜利褐煤热解动力学

4.1试验部分

4.2计算动力学参数的方法

4.3试验结果及分析

4.4结论

参考文献

第五章 提质褐煤反应性能的研究

5.1试验部分

5.2结果和讨论

5.3结论

参考文献

第六章 结论和建议

6.1结论

6.2论文中的不足和展望

致谢