煤粉悬浮裂解特性研究
煤炭在我国的能源结构中占据重要地位，研究煤炭清洁高效利用技术需求迫切、意义重大。煤炭分级转化多联产技术作为煤炭清洁高效利用技术中的一种，充分发挥了煤炭的自身价值，在煤炭燃烧前提取煤炭中活性较高的组分，达到了气、电、热联产，具有广阔前景。现有的多联产工艺主要是与流化床锅炉相耦合，设计给料粒径为厘米级。我国绝大部分电站都是煤粉锅炉，因此研究耦合煤粉锅炉的多联产系统具有重要意义，煤粉热解多联产系统中热解单元是整个系统的基础，目前对煤粉裂解系统还缺乏全面认识，未能形成完整的理论体系，因此急需开展煤粉热解特性研究，为煤粉热解多联产系统提供基础实验数据。 本文选取平庄褐煤为典型煤种，设计并搭建了4.5m分段加热下行床反应器，该反应器能够实时在线检测热解气成分，捕捉热解焦油，收集半焦，实现对热解过程全产物分析。 鉴于热解温度、反应器长度是煤粉热解单元中最为关键的两个参数，本文开展了不同热解温度、加热长度煤粉悬浮裂解实验研究，利用煤气分析仪、GC-MS、傅里叶红外光谱仪、BET比表面积分析仪、扫描电镜等技术手段对热解气体、焦油、半焦进行表征，并采用热重分析方法对热解后半焦进行燃烧特性分析。实验结果表明： 热解温度对煤粉热解特性具有显著影响，热解温度增加，热解气中H2、CO含量增加；焦油中脂肪烃含量降低，脂肪烃碳分子数增加，平均分子量增大；焦油中芳香烃含量增加，并且出现五环，甚至六环、七环芳香烃化合物，焦油芳香度增加；杂环化合物成分发生变化，酚类含量降低；半焦挥发分随热解温度增加而减少，比表面积随热解温度增加呈先增大后减小的趋势，表面官能团含量随热解温度增加而较少，半焦芳香度增加；高温半焦挥发分含量较低，表面官能团含量较少，反应活性较低，燃烧特性差。 不同加热长度（热解时间）对热解特性影响较小，热解停留时间增加，甲烷重整反应有所增强，H2、CO含量略有增大，但整体变化不大。焦油中脂肪烃含量降低，不同热解时间半焦燃烧特性相似，主要原因是不同加热长度条件下煤粉停留时间相差不大，煤粉粒径较小，给料量也相对较小，传热传质阻力较小，热解可以在较短的时间内迅速完成。加热长度与给料量，煤粉颗粒尺寸，热解温度共同起作用。
煤粉悬浮;裂解特性;半焦理化;燃烧性能
浙江大学
硕士
工程热物理
张彦威;王智化
2017
中文
TQ536.1;TQ534.9
70
2018-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）