气流床煤粉气化煤中微量元素的迁移与配分.pdf

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1、卡间务ｉｆ义誓（北京）ｉｉＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＭｌＢｅｎｉｎｉｎ＆Ｔｅｃｈｎｏｏ？ｙｇｇｙ，ｊｇ博±学位论义气流床煤粉气化煤中微量元素的迁移与配分作者Ｉ党钟涛学院；化学与环境王程学院学号：ＴＢＰ１３Ｑ３Ｑ３Ｑ１８学科专业：化学工艺导师：解强２０１７年１月：１１４１３中图分类号：Ｔ０５４６单位代码密级：樽±学位论文中文题目；气流床煤粉气化煤中微量元素的迁移与配分ｉｉｉｔｉＣｌｉ英文题目；Ｍｇ

2、ｒａｔｏｎａｎｄＰａｒｔｏｎｏｆＴｒａｃｅＥｌｅｍｅｎｔｓｉｎｏａｄｕｒｎｇＧａｓ－ｉｆｉｃａｔｉｏｎｉ打Ｅｎｔｒａｉｎｅｄ幻ｏｗＧａｓｉｆｉｅｒＴＢＰＱ１８作者：党钟涛学号１３Ｑ３Ｑ３；学科专业：化学工茗研究方向：煤化学工艺：教授：解强导师职称１论文提交日期：２０１６年２月１３曰：２０１６年１０月１９日论文答辩日期学位授予日期：２０年月曰中国矿业大学（北京）独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个入在导师指导下进巧的研究

3、工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别化队标注和致谢的地方外，论文中不包含其业（北）他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包为巧中国大学京或其含得矿使我一工他教学构的学位或证书娃的。的同志对研的机而用材料与同作本究所做献己的表意。任何贡均在论文中作了明确说巧并示谢。蛛１化Ａ化：霄名日：作者签名期关于论文使用授权的说明（北），即：本人全解中国矿业京有关保留、使用学位论文的规定完了大学学校有权保留送交论文的印件，允许论文被查阅或借阅；学校可切公布论文的复全或，存论。

4、部部分内容可采用影印、缩印或其他制手段保文从變（的论密后应遵此）保密文在解守规定。－左、ｉ化扯＾名：师签名：：作者签导／日期（＼摘要摘要煤气化作为一种清洁高效的煤转化技术，是现代煤化工的龙头。目前，能量利用效率高、生产强度大的气流床气化技术发展迅速，是现代煤气化技术发展的主要方向之一。煤中的微量元素尽管含量极低，但在现代煤化工的煤炭利用规模下，其累积效应对工艺安全、人体健康、环境生态都可能产生一定的影响。然而，对煤中微量元素在气化过程、尤其是气流床煤粉气化过程中的研究非常之少。为了解、

5、掌握气流床煤粉气化过程中煤中微量元素的转化形式与释放方向，需要研究煤中微量元素在气流床气化中的迁移与再分配行为，进而为煤中微量元素在现代煤气化条件下可能造成的环境生态污染的防治提供理论基础。煤中微量元素的赋存特点与煤加工转化过程的技术特点共同决定了煤中微量元素在现代煤气化过程中的行为特征。论文在完成深度煤质分析评价的基础上，结合煤中矿物质组成与含量、微量元素在煤中的分布与富集规律，研究现代气流床煤粉气化对典型微量元素释放、迁移、再分配等行为规律的影响，同时结合大型煤化工基地煤气化工艺现场样品的分析结果，

6、研究微量元素在气流床煤粉气化过程中“量”的再分配行为，获得微量元素在煤气化过程中的迁移规律。论文采制内蒙古胜利褐煤、内蒙古乌兰图嘎褐煤、宁夏灵武烟煤、山西大同烟煤、云南干河贫煤和宁夏太西无烟煤等典型煤种煤样，将气流床气化过程解耦为快速升温热解阶段(~900℃)、高温热解阶段(1000~1500℃)与煤（焦）接触到气化剂后的气化阶段，利用搭建的高速升温热解装置与气流床气化试验系统，在接近气流床气化升温速度的工况下获取气流床气化过程不同阶段的固态产物（残渣）样品，采用X射线衍射技术分析样品中矿物质的组成，利

7、用X射线荧光光谱技术定量分析样品的矿物质含量，使用傅里叶变换红外光谱技术解析样品表面含氧官能团的变化，通过气相色谱技术分析气化合成气组成的改变，运用汞分析仪、离子选择型电极、电感耦合等离子体质谱技术测定样品中微量元素的含量。论文开展的主要实验研究内容包括：（1）主要气化工艺参数（温度，氧煤比，水蒸气煤比，载气种类及流量）对不同煤种煤样气化过程的影响规律；（2）煤变质程度对煤样在快速升温热解阶段(~900℃)微量元素迁移、配分的影响及规律；（3）煤变质程度对煤样在高温热解阶段(1000~1500℃)微量元

8、素的迁移、配分的影响及规律；（4）煤的变质程度对煤样在气流床气化阶段微量元素的迁移、配分的影响及规律。基于实验研究结果，论文获得了微量元素在气流床气化过程中的配分机制，采用气流床气化“灰箱模型”解释了气流床煤粉气化煤中微量元素的迁移与配分规律。I中国矿业大学（北京）博士学位论文论文研究得到的主要结果有：1、低变质程度的烟煤（如灵武烟煤、大同烟煤）的气化性能优于胜利褐煤、干河贫煤与太西无烟煤；升高气化温度可以显著促进气化效果；CO2替代N2作