煤焦的co,2气化反应性热重研究

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1、分类号：!Q￡§!密级：——单位代码：!Q§2Z学号：—20042—1017西北大学硕士学位论文指导教师：墨壹垫专业技术职务：塾撞学科(专业)：垡鲎墨猩答辩日期：2007．6．5学位授予日期：二00七年四月摘要随着我国经济的长期高速发展，对能源的需求日益增长。但是我国石油、天然气资源严重不足，以相对充足的煤炭资源作为我国能源消费的主要支柱的局面必将长期存在。开发先进的洁净煤技术来替代我国目前落后的煤炭利用技术已迫在眉睫。本课题组提出的“煤催化热解．煤焦气化耦合”技术是一项先进的煤炭梯级利用技术，该技术涉及到如何经济有效地提高煤焦的气化反应性。本课题主要利用热重对铜川

2、烟煤、新疆长焰煤、云南褐煤的原煤、脱灰煤及经无水乙醇萃取后的萃余煤所制得的煤焦进行了气化研究，着重考察了制焦条件、萃取条件和灰分等因素对煤焦气化反应性的影响。论文首先对在不同制焦条件下的原煤焦的气化反应性进行了分析，结果发现：在低温下气化时，低温煤焦的反应性要高于高温煤焦，但在高温下情况却相反。研究还表明较高的热解升温速率有利于提高煤焦的气化反应性。9000C左右的制焦温度是个分界线，在高于此温度下制得的煤焦气化反应性的高低主要取决于制焦终温和停留时间；但在低于此制焦温度的煤焦气化反应性则在很大程度上取决于停留时间。在对萃余煤焦的气化反应性研究中，发现超声处理可以显

3、著提高萃取率，尤其是对高阶煤。一般情况下，超声萃余煤焦的气化反应性要远高于原煤焦和普通萃余煤焦。较高的超声波功率能够更快地提高萃余煤焦的反应速率，但随着超声时间的延长，无论超声功率高低，所得萃余煤焦的反应性都逐渐接近。在相同的功率下，萃余煤焦的反应性随超声时间的延长而升高，但超声时间的作用有一定限度，时间过长反而会降低萃余煤焦反应性。由于煤中灰分的成分复杂，它对煤焦的气化反应性影响也是多方面的。研究表明，铜川煤煤灰在低温下对煤焦的气化具有明显的催化作用，但在高温下，脱灰煤的气化反应性却远高于原煤。此外，‘气化前置’现象也是由灰分的催化作用和煤焦中残留的活性物质共同作

4、用的结果，两者缺少其一都会使该现象减弱甚至消失。萃余煤焦的气化反应性对脱灰处理非常敏感，灰分的脱除能极大地降低萃余煤焦的气化反应活性。本文还计算了部分煤焦的动力学参数，所得的动力学数据基本与前文的实验现象和结论相吻合。关键词：煤焦、萃余煤，灰分、气化反应性ⅡABSTRACTWiththerapiddevelopmentofChineseeconomy,tlaedemandforenergyisincreasing．Oilandnaturalgasresources戤inadequateseriously,andthesituationthatcoalisusedas

5、themaine,ncl'gywilllastforalongtimeinourcountry．It'simminenttodevelopclearcoaltechnologyinsteadofoutdateddomestictoelmology．Acouplingtechnologyofcoalcatalyticpyrolysisandcoalchargasificationtoproducesynthesisgasisanewwaytoimprovethesituation．Animoortantissueproposedinthiswayishowtoimpr

6、ovecoalcharreactivityofgasificationmorleeconomicalandeffectively,whichisthepurposeofthisre∞arcla．Tongehuanbituminouscoal，Xinjianglongflaillecoal,Ytumanbrowncoal,demineralizationcoalandcoalresiduesfromultrasonicextractionwei'einvestigatedbyTGAintheaimoffindingouttheeffectofdifferentfact

7、orsOncoalchargasificationreactivity．TheeffectofdifferentconditionsOllgasificationreactivityofcoalcharwasinvestigatedinthispaper．Underlowgasificationtemperature,theexperimentalresultsshowedthatthereactivityofcoalcharmadeinlowtemperaturewasmuchhigherthanthatofthecoalcharmadeinhightempe