新疆低阶烟煤的中低温热解过程及其动力学研究

来源 :西安科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangyang03
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
新疆低阶烟煤储量约占全国低阶烟煤储量的39.62%。低阶烟煤是常用的热解和气化原料。因此,开展新疆低阶烟煤的热解过程和热解动力学研究,对于我国低阶烟煤的利用具有非常重要的指导意义。  本文选用四种新疆低阶烟煤为研究对象,它们分别是金马长焰煤(JM)、雨田长焰煤(YT)、乌鲁木齐不粘煤(WQ)和哈密弱粘煤(HM),利用热重技术、常压二段管式热解炉进行中低温下的热解实验。借助热动力学模型对热解过程的动力学参数进行计算。主要工作如下:  (1)利用热重技术获得四种煤的热失重曲线,可看出四种煤热解过程均可分为三个阶段:第一阶段(<150℃),主要是煤样析出自然水、脱除结合水和吸附气体过程;第二阶段(300~600 ℃),主要发生解聚和分解反应,生成大量焦油;第三阶段(>600 ℃),形成半焦。升温速率对热解活性指数P和R挥发的影响较小,JM、YT、WQ和HM煤(升温速率为10℃·min-1)的P值为4.05E-11、4.61E-11、3.36E-11和1.05E-11及R挥发值为2.15E-09、2.31E-09、1.10E-09和1.40E-10。JM、YT和WQ煤均有很好的热解活性, HM煤热解活性较差。  (2)在常压热解炉中对四种煤进行了热解实验,热解炉结果显示,四种煤样随着变质程度的加深,气相产率减少,但是半焦产率增加。400~500℃主要生成焦油,400~700℃析出大量气体,CO2最大生成速率对应温度范围为450℃~500℃,CH4和C2-C4对应温度范围为500℃~550℃,CO对应温度范围为550℃~600℃。反应生成CO2和CO气体较少, CH4和C2-C4气体较多。  (3)采用Multi-Stage Parallel模型对剧烈热解阶段即第二阶段进行数据处理,应用Gauss Fitting法将第二阶段的反应剥离成两个平行的子反应1#和2#,结合二段炉实验结果说明1#子反应对应煤焦油的生成、逸出,温度范围为350~550℃,比重为S≈0.65;2#子反应对应CO2、CO、CH4和C2-C4等气体的逸出过程,温度范围为400~700℃,比重为S≈0.35。  (4)应用FWO法、KAS法和FRL法计算四种煤样的反应活化能。同一煤样,FWO法、KAS法和FRL法活化能均随反应进度的加深活化能稍有增加,三者活化能偏差较小,相较FWO法和KAS法活化能更为接近。四种煤样,第一阶段活化能相近,约90 kJ·mol-1;第二阶段活化能随着煤质程度的加深依次增加,变质程度最高的HM样活化能(400 kJ·mol-1)明显大于其他三者(345 kJ·mol-1、347 kJ·mol-1和363 kJ·mol-1)。  (5)应用Málek法经过对47种机理函数比对,升温速率对机理函数的影响很小,四种煤样的1#峰均对应9#机理模型(Z-L-T三维扩散)和37#机理模型(化学反应),表明该过程主要为煤中有机质(350~550℃)受热软化、熔融、生成焦油蒸气进而从煤粒内部扩散出来。2#峰对应扩散模型,但是具体模型不一致,此阶段(500~700℃)主要是CO2、CO、CH4和C2-C4等气体的扩散过程。
其他文献
我国能源利用率低,节能潜力巨大,流量计量在节能研究中发挥着重要作用,这为研究新的测量方法、开发新的测量仪表提供了动力,而目前我国的供热系统由于多种原因导致水处理环节薄弱,水质比较差,极易造成分户计量供热系统中所使用的户用型热量表内的流量计被堵塞。本文针对目前国内供热系统中流量计存在的问题,本文设计提出了一种新型流量测量装置,来满足分户计量供热系统中户用型热量表对流量检测的要求。新型流量计主要适用于
伴随着国家经济的发展以及科技的不断进步,在最近几年中,人民生活水平得到了一定的提高,其对于房地产项目工程质量提出了极高的要求.在本篇文章当中,站在房地产项目部角度进
通风系统是矿井安全生产的重要组成部分。大红山铜矿目前有十一个中段同时处于生产状态,通风系统由60余台散布于井下的、功率为11KW~110KW的轴流式风机构成,全部采用直接启动
随着煤矿瓦斯爆炸事故的不段涌现,国内外对瓦斯爆炸危害的研究越来越多,对瓦斯爆炸传播过程中障碍物的影响也也越来越被人们重视。但由于矿井中可能对火焰传播造成影响的障碍物
制造业是国民经济的支柱产业之一,然而,随着自然资源的日趋紧缺和环境的日益恶化,资源与环境问题逐渐成为制约制造企业发展的因素。其中作为制造业母机的数控机床,其能耗与排
目的:本文研究在老年冠心病的护理工作中采用中双心医学模式相关理论的应用价值和临床效果.方法:本次研究时间选择为2018年7月-2019年8月,实验对象我院收取的110例老年冠心病
我国伊利石分布广、储量大、品质优良。虽然伊利石在很多方面已有成功应用,但以伊利石为原料制备絮凝剂还未见报道。我国水资源匮乏,污水总量持续增加,污水处理刻不容缓,作为
矿产资源是人类科学与技术进步、社会及经济发展的物质基础,是世界文明的动力之源。我国正处于快速工业化和经济腾飞的关键时期,需要消耗大量矿产资源,正面临着日益严峻的资