煤与油页岩热解提质工艺的实验研究

摘要

我国煤炭资源丰富,供求基本保持平衡,而石油资源相对匮乏,供求关系极不平衡,长期依赖于进口。《BP世界能源统计2012》统计结果显示:截止到2011年年底,我国石油已探明储量为2×109t,仅占2011年年底世界石油已探明总储量的0.9％,可见,我国石油资源严重匮乏。相反,我国2011年年底煤炭已探明储量占世界总探明储量的比重高达13.3%,可见,我国煤炭储量比重远远高于我国石油储量比重。长久以来,直接燃烧一直是我国煤炭资源的主要利用方式。事实证明,这一利用方式能源利用率低、环境污染严重等问题突出。因此,发展煤炭资源清洁高效利用技术刻不容缓。
　　煤与油页岩的热解提质工艺不仅能够有效提高煤炭能源利用率,改善环境污染。该工艺还能够生产焦油,进一步提炼得到重油、轻油等液体燃料,对缓解我国石油供求矛盾具有重要意义。
　　本文首先对STY、SZY和NMSN进行了基础实验研究,实验结果表明:三种燃料的动态安息角均小于30°,三种实验原料的堆积密度分别为710.31kg/m3、731.12kg/m3、688.56kg/m3。
　　为了在中试试验前充分了解三种燃料的热解特性,本文采用热重法,分别考察了热解温度、升温速率以及颗粒粒度对三种燃料热解特性的影响。研究结果表明:在50~950℃范围内,随着热解温度的升高,挥发分析出量逐渐增加,热解转化率增加,当热解温度达到550℃时,三种燃料的热解转化率均高达75%左右,分别为75.24%、74.49%和75.73%;对于不同的升温速率,三种燃料的总失重率没有明显变化,随着升温速率的增大,热解失重率逐渐增大,热解失重速率达到最大时所对应的温度有所提高。
　　最后,设计和搭建了水平回转式反应器冷态实验装置,实验探究了转速对最大出料速率的影响、扬料板倾角对物料在反应器内的平均停留时间的影响。经过对比,最终确定了中试试验热解反应器内部结构及转速:扬料板倾角取25℃,反应器转速取4r/min。

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第1章 绪 论

1.1课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外煤热解工艺的研究现状

1.3 本文的主要研究内容及预期目标

1.4 本章小结

第2章 煤与油页岩基础特性的实验研究

2.1 实验原料及制备

2.2粒径分布实验

2.3 安息角实验

2.4 堆积密度实验

2.5 格金分析

2.6 本章小结

第3章 煤与油页岩热解特性的实验研究

3.1 实验仪器

3.2 实验方法

3.3 实验条件

3.4 实验结果

3.5煤与油页岩热解动力学分析

3.6 本章小结

第4章 回转式热解反应器内物料运动的实验研究

4.1实验原料

4.2实验装置

4.3 实验方法

4.4实验条件

4.5 实验结果与分析

4.6 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

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