褐煤熱改性提質耦合氣化利用的實驗研究.pdf

1、褐煤在我國儲量豐富，但其水分高、熱值低、自燃傾向高，運輸和儲存困難，無法直接利用，開發(fā)利用程度較低，褐煤“提質+氣化”耦合利用不僅可以解決這些問題，還可以顯著拓寬褐煤資源的利用范圍。本文選取中國典型勝利褐煤（SL煤）作為研究對象，在固定床管式爐中進行等溫和非等溫提質后，對提質煤的物理化學結構特性、煤質特性進行表征，評價提質過程效率和分析提質過程的主要影響因素；針對褐煤“提質+氣化”耦合利用方式，研究提質褐煤的氣化反應性和產氣能力，探究提

2、質條件對提質煤氣化特性的影響機制。此外，還對勝利褐煤的固有礦物及鐵基催化劑對氣化特性的影響進行了研究。得出了以下主要結論：
　　1、溫度和升溫速率是提質過程的主要影響因素，溫度決定了提質煤的產率和有機物成熟度，升溫速率對提質煤化學組成和揮發(fā)分裂解形式有明顯影響；提質溫度升高，孔隙結構漸趨發(fā)達，但揮發(fā)分分解形成的大分子基團在一定條件下會對大孔和中孔造成一定堵塞；含氧官能團在550℃提質后基本分解完成，煤中部分雜環(huán)會在550℃以后分解

3、形成脂肪族組織；在450℃-550℃溫度區(qū)間內提質后，提質煤的物化結構特性發(fā)生本征性變化；
　　2、提質過程中殘留的揮發(fā)分組分對提質煤的化學活性有著明顯的影響；提質溫度導致氣化反應性逐漸降低而提質升溫速率會增加氣化活性；提質煤的孔隙結構參數(shù)與氣化反應性并無直接的對應關系，提質過程中大分子基團物質對孔隙造成的堵塞不會對氣化活性造成影響；在氣化過程中提質煤的比氣化速率呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢；提質褐煤氣化反應性與產氣潛能存在矛盾關系，隨

4、著提質溫度的升高，產氣能力逐漸增大，同一終溫下的非等溫提質煤產氣能力相似；450℃-550℃溫度段是SL煤進行“提質+氣化”耦合利用的關鍵溫度段；
　　3、水洗過程促進了氣化劑分子和氣化產物的擴散，有利于熱解和氣化反應的進行；鹽酸洗去的礦物質組分對熱解和氣化過程有著顯著的催化作用，而氫氟酸洗出的礦物質對氣化過程有著一定的阻礙作用；鐵基催化劑對SL煤的氣化過程有著明顯的催化效果，但催化劑添加量對催化效果的影響不夠明顯，其催化效果可能