褐煤熱改性提質(zhì)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(zhì)+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(zhì)后，對提質(zhì)煤的物理化學結(jié)構(gòu)特性、煤質(zhì)特性進行表征，評價提質(zhì)過程效率和分析提質(zhì)過程的主要影響因素；針對褐煤“提質(zhì)+氣化”耦合利用方式，研究提質(zhì)褐煤的氣化反應(yīng)性和產(chǎn)氣能力，探究提

2、質(zhì)條件對提質(zhì)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(jié)論：
　　1、溫度和升溫速率是提質(zhì)過程的主要影響因素，溫度決定了提質(zhì)煤的產(chǎn)率和有機物成熟度，升溫速率對提質(zhì)煤化學組成和揮發(fā)分裂解形式有明顯影響；提質(zhì)溫度升高，孔隙結(jié)構(gòu)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(zhì)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(nèi)提質(zhì)后，提質(zhì)煤的物化結(jié)構(gòu)特性發(fā)生本征性變化；
　　2、提質(zhì)過程中殘留的揮發(fā)分組分對提質(zhì)煤的化學活性有著明顯的影響；提質(zhì)溫度導致氣化反應(yīng)性逐漸降低而提質(zhì)升溫速率會增加氣化活性；提質(zhì)煤的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與氣化反應(yīng)性并無直接的對應(yīng)關(guān)系，提質(zhì)過程中大分子基團物質(zhì)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(zhì)煤的比氣化速率呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢；提質(zhì)褐煤氣化反應(yīng)性與產(chǎn)氣潛能存在矛盾關(guān)系，隨

4、著提質(zhì)溫度的升高，產(chǎn)氣能力逐漸增大，同一終溫下的非等溫提質(zhì)煤產(chǎn)氣能力相似；450℃-550℃溫度段是SL煤進行“提質(zhì)+氣化”耦合利用的關(guān)鍵溫度段；
　　3、水洗過程促進了氣化劑分子和氣化產(chǎn)物的擴散，有利于熱解和氣化反應(yīng)的進行；鹽酸洗去的礦物質(zhì)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(zhì)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