開題報告-用滴管爐研究煤等物質(zhì)的氣化過程-wenkub
2023-05-20 17:33:49 本頁面
【正文】 、 H CO2等氣體，殘渣以熔渣形式排出氣化爐。用滴管爐研究煤等物質(zhì)的氣化過程 8 隨氣 流的運動，未反應(yīng)的氣化劑、熱解揮發(fā)物及燃燒產(chǎn)物裹挾著煤焦粒子高速運動，運動過程中進行著煤焦顆粒的氣化反應(yīng)。煤焦的氣化過程遠比成焦過程慢，原煤的氣化反應(yīng)可看作煤焦的氣化反應(yīng)。 煤氣化反應(yīng)機理 研究者對煤與 CO2, H2O, O2等氣化反應(yīng)進行了 大量的研究工作，提出了碳氧表面復(fù)合物的概念。其中熱解條件 分為熱解終溫和熱解氣氛 等的影響。 氣化條件 （ 1） 氣化劑種類 Kora 等 [10]發(fā)現(xiàn)，褐煤和煙煤焦的水蒸氣反應(yīng)速率是 CO2 反應(yīng)速率的 25倍，無煙煤焦與水蒸氣氣化反應(yīng)的活性與煤化程度相對應(yīng)，煤化程度越高，水蒸氣氣化反應(yīng)活性越?。疅o煙煤焦與 CO2氣化反應(yīng)的活性與煤中礦物質(zhì)的催化作用有密切關(guān)系，礦物質(zhì)催化作用越大， CO2氣化反應(yīng)活性越大．無煙煤焦與 CO2的氣化反應(yīng)活性明顯小于與水蒸氣氣化反應(yīng)活性，后者比前者大 10倍左右．根據(jù)氧交換機理，水蒸氣和 CO2氣化的共同點均是從形成碳氧化合物開始的．根據(jù)此特性，本實驗用水蒸氣作為氣化劑，使煤樣在極短的停留時間內(nèi)反 應(yīng)更充分得到更高的轉(zhuǎn)換率。顯然溫度越高越有利于反應(yīng)的進行。 煤氣化研究實驗儀器 在煤氣化反應(yīng)實驗研究裝置中主要有熱重分析儀，固定床反應(yīng)器，流化床反應(yīng)器和電熱網(wǎng)反應(yīng)器和滴管爐。當(dāng)被測物質(zhì)在加熱過程中有升華、汽化、分解出氣體或失去結(jié)用滴管爐研究煤等物質(zhì)的氣化過程 11 晶水時，被測的物質(zhì)質(zhì)量就會發(fā)生變化。從熱重曲線上我們就可以知道 CuSO4 絲網(wǎng)反應(yīng)器 WMR 基本工作原理 [1213]是利用過金屬質(zhì) (含鉻、鎳、鉬等 )的絲網(wǎng)，使其瞬間到達高溫狀態(tài)并加熱單層均勻分布在絲網(wǎng)上的煤粉。 滴管爐 滴管爐 (Drop Tube furnace DTF)中的固體反應(yīng)物依靠氣流夾帶進入反應(yīng)器，又稱 Entrained Flow Reactor。加熱元件均勻布置于爐管周圍，以實現(xiàn)爐內(nèi)良好的等溫性。與采用靜止煤粉方法的 WMR所不同的是， DTF中的煤粉流動的 (Continuous Solid Flow Technique)，反應(yīng)器具有很高的升溫速率 (104— 105℃ /s)，同工業(yè)反應(yīng)器中的實際升溫速率已十分接近。 ⑤快速的升溫速率和分離的顆粒相都有助于大大減少活性揮發(fā)物二次反應(yīng)的機會。第二部分為快速熱處理熱解焦在滴管爐內(nèi)水蒸氣氣化反應(yīng)性研究，包括不同煤階煤焦和石油焦的水蒸氣氣化，考察煤階、氣化溫度、氣化劑濃度 (水煤比 )對氣化氣 體釋放規(guī)律的影響，考察氣化過程焦的結(jié)構(gòu)和氣化活性變化。3— rotameter。 7— corundum tube。11— cylindrical filter。 15— gas sample collector。 實驗過程及條件 煤和石油焦的高溫快速熱處理實驗 實驗設(shè)置 800， 1000， 1200， 1400℃四個溫度點，吹掃氣 1 L 主要的 實驗 內(nèi)容包括：在 1400℃ 下 對 內(nèi)蒙褐煤、神府煙煤、遵義無煙煤 在水蒸氣過量條件下進行 水蒸氣氣化， 水蒸氣流量與進料量比值選為 、 1。氣化后的 氣化產(chǎn)物借助氣相色譜儀進行主要組成的分析，氣化半焦樣品借助孔隙分析儀、 XRD衍射儀和掃描電子顯微鏡進行結(jié)構(gòu)的分析，借助熱重分析儀進行氣化活性的分析。華中科技大學(xué)學(xué)報， 20xx 年 第 38 卷 第 11 期 [10] Kora K， Ida S． Gasification reactivities of metallurgical cokes with carbon dioxide， steam and their mixture[J]． Fuel， 1980， 59(1)： 59— 63． [1213] 12 許世森，張東亮，任永強．大規(guī)模煤氣化技術(shù)．北京：化 學(xué)工業(yè)出版社，20xx ； 13Eugene BH， Quah， Joseph F。 Fuels 1993， 9(7)： 928— 936 [15]Hindmarsh CJ， Thomas K M， Wang W X， et a1． A parison of the pyrolysis of coal in wire— mesh and entrained— flow reactors Fuel， 1995， 74(8)：1185— 1190 。 Interinfluence between reactions on the catalyst surface and reactions in the gas phase during the catalytic oxidation of methane with air． Journal of Catalysis 20xx，197： 315— 323 [14]Charles R Monson， Geoffrey J Germane． A high— pressure drop tube facility for coal bustion studies 29(3)：350— 353． [9] 徐朝峰。選用進料穩(wěn)定的樣品為研究對象，分析水蒸氣的加入量對氣化產(chǎn)物氣體的影響作用， 為了 排除熱解過程的 干擾， 脫除大部分揮發(fā)分，保證研究的是 煤焦和石油焦的水蒸氣氣化特性 。min 1，來研究煤和石油焦高溫?zé)崽幚須怏w釋放與 焦的結(jié)構(gòu)和氣化活性變化規(guī)律，分別對三種煤和兩種石油焦進行熱解實驗，收集其氣體和固體產(chǎn)物進行分析。17— stirrer 用滴管爐研究煤等物質(zhì)的氣化過程 13 滴管爐的操作 具體實驗操作步驟 (1)打開料倉，加入實驗樣品，向料倉及爐膛分別通入吹掃氣，將料倉及管路中的空氣全部置換后關(guān)閉吹掃氣及料倉出氣閥門； (2)設(shè)定升溫程序，在連續(xù)通入惰性氣 (氬氣、高純氮 )的條件下，加熱升溫(5℃ /min)；
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