生物质与低阶煤低温共热解转化研究

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1、分类号：UDC：密级：武虞利

2、l微走·晕硕士学位论文生物质与低阶煤低温共热解转化研究StudyonLowTemperatureCo-pyrolysisofbiomassandlowrankcoal潘叶指导教师姓名：何选明教授武汉科技大学化学工程与技术学院申请学位级别：硕士专业名称：化学工艺论文定稿日期：2013年5月13日论文答辩日期：2013年5月18日学位授予单位：学位授予日期：武汉科技大学答辩委员会主席：评阅人：薛改凤高工吕早生教授0MIIIIllIlllIII武汉科技大学Y2374065研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取

3、得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：渣q日期：研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门(按照《武汉科技大学关于研究生学位论文收录工作的规定》执行)送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编

4、入学校认可的国家相关数据库进行检索和对外服务。、dp．’——f，论文作者签名：．堕VJ指导教师签名：之垒型日期：迦!主：!：兰7武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要在我国丰富的煤炭资源中，褐煤、长焰煤、不黏煤等低阶煤储量约占煤炭总储量的40％以上。由于低阶煤H／C(原子比)和挥发分高，通过低温干馏可获得附加值较高的煤焦油。而生物质作为一种富氢物质，具有储量大、成本低、可再生、并可实现C02零排放等优点，但其单独利用率低。基于以上特点，将两者进行共热解时，提前热解的生物质可作为一种廉价的供氢剂，替代传统煤加氢热解工艺中的H2发生加氢反应，在提高煤的转化率同时，降低生产成本，实现低温煤焦油

5、的轻质化。本实验以浮萍与长焰煤为原料，采用煤干馏实验装置对两者进行低温共热解实验研究，对不同掺混比例下的液体产物煤焦油进行GC．MS检测，研究生物质添加量变化对煤焦油轻质化的影响。并从动力学角度，采用热重分析仪及动力学模型，分析共热解时热重曲线变化规律，求得热解参数，进而探讨两者共热解的协同作用机理。研究表明：(1)随着混合样中生物质的掺混比例增加，焦油产率逐渐增大，当生物质的掺混比例为40％时，焦油产率由8．74％增大到18．58％，且焦油中直链烷烃，以及一些高附加值的化合物如：萘、酚、苯、芴等含量不断增大，实现了低温煤焦油中高附加值化工产品的富集。(2)从TG—DTG曲线可以看出

6、，随着生物质掺混比例的增大，样品失重率也逐渐增大，TG曲线逐渐向低温区移动，热解起始温度提前。当生物质的掺混比例低于30％时，样品失重量比理论值大，两者之间存在有利的协同作用，促使了样品向热解方向进行，且这些协同作用均在高温处较为明显；当生物质掺混比例高于30％，样品失重量比理论值小，两者之间的协同作用越来越弱，甚至可能抑制样品向热解方向的进行。(3)随着生物质掺混比例的增大，混合后热解表观活化能和指前因子明显减小，热解所需能量逐渐降低，系统反应速率加快，热分解动力学模型符合一级动力学方程。关键词：低阶煤；生物质；共热解；气质联用；热重分析第1I页武汉科技大学硕士学位论文Abstra

7、ctChinaaboundswithcoalresources，especiallyforlowrankcoalreserveswhichaccountedforabout40％ofthetotalreserves．AndlOWrankcoalhashigherratioofH／Candvolatile．Throughthelow-temperaturepyrolysisCanobtainhighervaluetar．Whilebiomassasakindofhydrogen-richresource，withmanyadvantages，suchaslargereserves，lo

8、w-cost，renewable，andCanachievezeroemissionofC02．butitsutilizationrateiSvery10W．Basedontheabovefeatures．biomassCanbeusedashydrogendonorduringtheco-pyrolysisprocess．Inaddition，theproductioncostCanbereducedandtheconversionrateofcoalC