準(zhǔn)東脫灰煤熱解過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著全球變暖問(wèn)題日益突出，CO2減排已經(jīng)成為國(guó)際上關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。煤-氧-水蒸氣燃燒零排放系統(tǒng)（OCCSS）作為新型的減排技術(shù)，采用脫灰煤作為燃料，脫灰煤的熱解過(guò)程的研究對(duì)其利用過(guò)程具有重要的影響，因此本文以準(zhǔn)東煤為研究對(duì)象，采用高溫沉降爐，研究了脫灰煤的熱解過(guò)程，與原煤進(jìn)行對(duì)比，分析了脫灰煤熱解過(guò)程中的孔隙結(jié)構(gòu)、碳骨架結(jié)構(gòu)、以及表面碳官能團(tuán)的變化規(guī)律。
　　對(duì)準(zhǔn)東煤，采用了HCl/HF/HCl處理以及HNO3處理，可將煤中的灰分

2、降低到0.2％與0.09%。HCl/HF/HCl對(duì)煤的揮發(fā)分、固定碳影響不大，但HNO3的加入導(dǎo)致?lián)]發(fā)分急劇增加，同時(shí)，氧和氮含量增加，說(shuō)明了HNO3的硝化作用的存在導(dǎo)致煤質(zhì)的變化，F(xiàn)TIR結(jié)果表明酸洗過(guò)程大量無(wú)機(jī)元素的脫除會(huì)使羧基、羥基等含氧官能團(tuán)增加。對(duì)不同酸洗方案得到脫灰煤與原煤進(jìn)行反應(yīng)性對(duì)比，發(fā)現(xiàn)酸洗之后，反應(yīng)性明顯的下降。
　　在1200℃條件下，對(duì)原煤與脫灰煤在不同停留時(shí)間下的揮發(fā)分釋放過(guò)程進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明脫灰煤熱解

3、速率快于原煤，但最終的揮發(fā)分析出比例基本相同。表明酸洗使部分交聯(lián)鍵斷裂，有助于熱解的進(jìn)行，但未對(duì)整體的揮發(fā)分有影響。對(duì)不同的溫度條件下的熱解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，選用一步反應(yīng)模型求得脫灰煤的活化能E=58.88kJ/mol，指前因子k0=792.857s-1。原煤的活化能E=18.53kJ/mol，指前因子k0=16.27s-1，說(shuō)明酸洗將煤中在熱解過(guò)程中起到催化作用的金屬元素脫除，使得脫灰煤具有較高的熱解活化能。
　　在1200℃的

4、熱解過(guò)程（t=0.1~1.0s）中，原煤與脫灰煤形成了大量的微孔，但脫灰煤微孔數(shù)量明顯小于原煤，說(shuō)明了灰分脫除不利于微孔的形成。Raman結(jié)果表明隨著停留時(shí)間的增加，ZD-d-char與ZD-raw-char表面石墨化程度不斷增加，煤中的不定型碳含量不斷增加。這是由于在較短停留時(shí)間內(nèi)，有機(jī)分子官能團(tuán)碎片構(gòu)成的不定型結(jié)構(gòu)不斷增加，而酸洗過(guò)程已經(jīng)脫除了一部分結(jié)合能較弱的側(cè)鏈，使得脫灰煤的表面石墨化進(jìn)程在熱解前期變化幅度比原煤小。XPS分析結(jié)