麦秆与蒙东褐煤共气化特性研究

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1、硕士学位论文麦秆与蒙东褐煤共气化特性研究StudyonCo-gasificationCharacteristicsofWheatStrawandMengdongLignite作者：陈楠楠导师：周敏教授中国矿业大学二〇一五年五月中图分类号TQ522.5学校代码10290UDC661.9密级公开中国矿业大学硕士学位论文麦秆与蒙东褐煤共气化特性研究StudyonCo-gasificationCharacteristicsofWheatStrawandMengdongLignite作者陈楠楠导师周敏申请学位工学硕士培养单位化工学院学科专业化学工程与技术研究方向煤转化理论与技术答辩

2、委员会主席张双全评阅人张双全吴诗勇二○一五年五月论文审阅认定书研究生陈楠楠在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢在本论文完成之际，谨向我的指导老师，家人以及所有帮助、关心我的老师、同学和朋友致以诚挚的谢意。本论文是在导师周敏教授的悉心指导下完成的。从论文选题，实验方案设计，研究路线选定以及后来实验过程中各种问题的解决，周老师都给予了很多宝贵建议，倾注了大量心血，特

3、别是在论文撰写过程中给予的指导与帮助。三年的研究生生活，周老师不仅教会了我许多专业的知识，学习的方法，而且周老师渊博的学识、严谨的治学态度、敬业的工作作风和高尚的人格潜移默化的影响着我，使我明白许多做人做事的道理。我谨向周老师表示真诚的谢意和崇高的敬意，祝周老师身体健康、工作顺利。感谢化工专业实验室郝娟、张丽芳老师对我实验操作和仪器方面的大量支持和帮助，感谢张双全老师，丁玉老师，王月伦老师在论文开题过程中给予的指导意见。感谢叶普海、钱春梅、赵东梅、陈恒宝、杨絮、王化阳、宗志俊等同门师兄妹的支持和帮助，使我能够很快很好的完成实验，祝大家都能心想事成。感谢我的舍友、同学、朋友

4、对我的关心和帮助，特别感谢戈晴一直以来的鼓励和帮助，使我在遇到困难的时候能够勇往直前，得以顺利完成学业。特别感谢我的亲人，一直以来对我的理解和支持，是你们的鼓励和爱使我遭受困难时能够有勇气走出困境。祝我的家人健康、平安、幸福。感谢七年来母校对我的培养，在矿大四年本科生活和三年研究生生活将是我人生中最宝贵的时光，母校生活的点点滴滴我将用一生去慢慢品味，衷心祝愿母校明天更加美好。最后感谢在百忙之中抽出宝贵时间为我论文评审和答辩的各位老师，由于时间仓促，以及自己对专业知识认识不够深刻，论文中难免有谬误之处，恳请各位评委老师给予批评指正。摘要随着化石资源迅速消耗，生态环境不断恶化

5、，生物质能源作为清洁、可再生资源得到世界广泛关注。生物质与煤共气化有助于降低碳排放，减少环境污染，实现生物质能源的清洁转化以及低品质煤的充分利用。本文选取麦秆和蒙东褐煤为研究对象，利用热重分析仪研究了麦秆和褐煤的共热解特性，以及麦秆与褐煤按不同比例掺混后于马弗炉中热解所制焦样的CO2气化特性，并进行动力学分析；利用管式炉气化装置研究了焦样在气化温度为900-1050℃时的水蒸气气化、CO2气化和空气-水蒸气气化特性。得到以下结论：热解实验表明：麦秆比褐煤的热解活性高，410℃左右热解失重已经基本完成，褐煤在300℃左右开始分解。麦秆与褐煤共热解过程中几乎不存在协同效应。提

6、高热解升温速率，热解的特征温度升高，热解最终失重率变化不大。CO2热重实验表明：麦秆与褐煤共热解所制焦样气化的反应性指数和平均比气化速率随着麦秆掺混比例的增加而提高。采用三种动力学模型对焦样的CO2气化过程进行模拟发现，未反应芯缩核模型最适用于描述焦样的CO2气化行为，对于褐煤焦样在900℃的气化以及褐煤掺混20%麦秆所制焦样在1000℃的气化，分别采用均相模型和抛物线模型拟合吻合性更好。焦样的非等温气化显示气化温度升高，反应活化能不断升高，气化反应活化能E和和指前因子A之间存在动力学补偿效应。随着麦秆掺混比例的增加，对应温度区间气化所需的活化能呈增加趋势。水蒸气气化实验

7、表明：随着气化温度从900℃提高到1050℃，碳转化率和煤气的热值提高，煤气中H2含量变少，CO含量提高，H2和CO总含量提高；麦秆掺混比例对煤气组成和热值影响不大，但有利于提高碳转化率。CO2气化实验表明：随着气化温度从900℃提高到1050℃，焦样气化煤气中CO的含量不断升高；气化温度一定，麦秆与褐煤共热解焦样气化煤气中CO含量随着麦秆掺混比例的提高呈现上升趋势。空气-水蒸气气化实验表明：采用体积比为1:2的空气-水蒸气的混合气为气化剂,随着气化温度从900℃提高到1050℃，褐煤焦样气化煤气中H2含量、CO含量增加，煤气