基于煤的化学族组成的煤热解化学研究

摘要

煤炭是一种不可再生的资源，也是用途广泛、民生必备的重要能源。由于我国目前自然资源富煤、贫油、少气的现状，煤炭资源的合理、有效、清洁利用日益成为人们关注的焦点。而煤热解技术是煤炭洁净利用以及一切转化的基础以及前提条件。由于煤组成结构复杂，因此煤的热解反应是一系列复杂的物理反应和化学反应的综合，为了能充分了解热解反应的反应机理，从而对煤热解工艺进行优化，有必要对煤的热解反应进行充分的动力学研究。
　　本文对煤热解动力学一些基本模型进行了总结和回顾，对不同文献对煤热解进行的热分析方法进行了概括，依据煤对不同溶剂不同的溶解度，将四种不同的煤种进行了分级萃取，研究了不同溶剂对煤的萃取效果，以及抽提辅助手段对煤溶解影响。同时对不同的煤种进行工业分析，与抽提效果进行比较，得出的实验结果基本吻合，证明溶剂分级抽提对煤进行分族以研究煤热解机理是可行的。利用FTIR技术和热重技术对不同的组分进行分析，研究了这几种组分分别在热解动力学中的分解机理。由TG曲线和DTG曲线发现，热解过程大致可以分为三个阶段，随着升温速率的增加，初始热解的温度逐渐增大;最大失重速率逐渐增大，其对应的温度也升高。根据实验所得数据和阿伦尼乌斯公式建立的煤热解反应动力学微分方程，采用Goast-Redfem积分法对其动力学参数进行了求解，求出了主反应区间各种煤的族组成的活化能和频率因子，进而建立了煤的族组成的热解动力学模型。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 煤与煤的可溶化技术

1．2 煤热解

2 实验部分

2．1 引言

2．2 具体实验

2．3 本章小结

3 四种煤样不同族组成的红外表征

3．1 傅立叶变换红外光谱法

3．2 各煤样不同的族组成红外谱图分析

3．3 本章小结

4 基于煤的化学族组成的煤热解动力学分析

4．1 热重法

4．2 热重实验

4．3 实验结果与分析

4．4 煤的族组成对煤热解的影响

4．5 本章小结

5 煤热解动力学

5．1 煤热解动力学模型基本方程的建立

5．2 热解动力学处理方法

5．3 热解动力学机理函数

5．4 煤族组分热解动力学参数

5．5 本章总结

6 全文总结

参考文献

致谢