準東脫灰煤熱解過程的實驗研究.pdf

1、隨著全球變暖問題日益突出，CO2減排已經成為國際上關注的熱點問題。煤-氧-水蒸氣燃燒零排放系統(tǒng)（OCCSS）作為新型的減排技術，采用脫灰煤作為燃料，脫灰煤的熱解過程的研究對其利用過程具有重要的影響，因此本文以準東煤為研究對象，采用高溫沉降爐，研究了脫灰煤的熱解過程，與原煤進行對比，分析了脫灰煤熱解過程中的孔隙結構、碳骨架結構、以及表面碳官能團的變化規(guī)律。
　　對準東煤，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對煤的揮發(fā)分、固定碳影響不大，但HNO3的加入導致?lián)]發(fā)分急劇增加，同時，氧和氮含量增加，說明了HNO3的硝化作用的存在導致煤質的變化，F(xiàn)TIR結果表明酸洗過程大量無機元素的脫除會使羧基、羥基等含氧官能團增加。對不同酸洗方案得到脫灰煤與原煤進行反應性對比，發(fā)現(xiàn)酸洗之后，反應性明顯的下降。
　　在1200℃條件下，對原煤與脫灰煤在不同停留時間下的揮發(fā)分釋放過程進行對比，結果表明脫灰煤熱解

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，有助于熱解的進行，但未對整體的揮發(fā)分有影響。對不同的溫度條件下的熱解實驗數(shù)據(jù)進行分析，選用一步反應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，說明酸洗將煤中在熱解過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，說明了灰分脫除不利于微孔的形成。Raman結果表明隨著停留時間的增加，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間內，有機分子官能團碎片構成的不定型結構不斷增加，而酸洗過程已經脫除了一部分結合能較弱的側鏈，使得脫灰煤的表面石墨化進程在熱解前期變化幅度比原煤小。XPS分析結