發(fā)布時間：2020-11-20 15:58

　　 本文以韓家灣煤為原料,采用自主設(shè)計的裝置進行熱解實驗。與傳統(tǒng)固定床熱解不同的是,該裝置主體為臥式布置,不僅能夠滿足粉煤樣品的熱解還能滿足大直徑塊煤的熱解,并且能實時監(jiān)測樣品的溫度和重量變化。本文實驗部分主要分為四組:正圓柱形塊煤熱解、圓餅形塊煤熱解、正圓柱形型煤熱解和正圓柱形碎煤堆熱解。其中型煤和碎煤的熱解實驗可作為塊煤熱解實驗的補充和對比。本文考察了塊煤直徑大小對煤塊熱解的影響,結(jié)果表明塊煤直徑越大,內(nèi)部傳熱阻力越大,煤表面與中心的最大溫差越大,半焦產(chǎn)率越小,焦油和水產(chǎn)率先增大后減小,熱解氣產(chǎn)率越大,半焦的熱解程度也越大。說明了直徑影響著傳熱,傳熱決定了傳質(zhì)。還考察了溫度對塊煤熱解的影響,以熱解氣中三種主要成分H_2、CH_4和CO為例,計算它們在不同溫度區(qū)間內(nèi)的產(chǎn)率,結(jié)果表明其數(shù)值是隨著溫度的升高而增大的。對比實驗結(jié)果表明,正圓柱形塊煤熱解時的內(nèi)部傳熱過程可以簡化為二維傳熱模型,圓餅形塊煤熱解時的內(nèi)部傳熱過程可以簡化為一維傳熱模型,煤塊在熱解時熱量在從煤表面到煤塊中心的傳遞過程中會優(yōu)先選擇較短的路徑(熱阻小的方向)進行傳遞。同形的型煤與塊煤的熱解過程相似,熱解規(guī)律相近,兩者相當于把一整塊煤作為一個傳熱單元,熱阻主要來源于系統(tǒng)內(nèi)部,主要影響因素是直徑。但碎煤堆的熱解情況與前兩者不同,原因在于每一個煤顆粒都是一個獨立的熱解單元,由于顆粒直徑較小可忽略內(nèi)部傳熱熱阻,所以碎煤堆的熱解程度主要與溫度有關(guān)。通過塊煤熱解氣體產(chǎn)物生成動力學分析,計算不同直徑不同溫度下的動力學參數(shù),結(jié)果表明煤塊直徑的變化對氣體產(chǎn)物生成活化能的影響不大,而氣體產(chǎn)物生成活化能主要隨溫度變化。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TQ530.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    1.1 我國煤炭資源現(xiàn)狀
    1.2 煤炭資源的綜合利用
    1.3 煤的熱解
        1.3.1 煤的熱解過程
        1.3.2 煤熱解的反應機理
        1.3.3 煤熱解的分類
        1.3.4 煤熱解的影響因素
    1.4 本文研究目的與實驗設(shè)計
2 原煤性質(zhì)及實驗方法
    2.1 煤樣的性質(zhì)分析
        2.1.1 煤樣的工業(yè)分析及元素分析
        2.1.2 煤樣的鋁甑實驗
    2.2 實驗裝置及操作流程
        2.2.1 實驗裝置和使用方法
        2.2.2 實驗操作流程
        2.2.3 實驗其他設(shè)備和儀器
    2.3 實驗前的準備
        2.3.1 加熱速率的選擇
        2.3.2 空白實驗
3 韓家灣塊煤熱解實驗
    3.1 正圓柱形塊煤熱解實驗
        3.1.1 煤塊直徑對煤熱解時內(nèi)部溫度的影響
        3.1.2 煤塊直徑對煤熱解時失重的影響
        3.1.3 煤塊直徑對煤熱解產(chǎn)率的影響
        3.1.4 煤塊直徑對熱解氣成分及生成速率的影響
        3.1.5 熱解產(chǎn)物半焦的分析
        3.1.6 塊煤熱解實驗小結(jié)
    3.2 圓餅形塊煤熱解實驗
        3.2.1 二維傳熱與一維傳熱的溫差對比
        3.2.2 二維傳熱與一維傳熱的時間對比
    3.3 塊煤熱解過程中傳熱模型的建立
        3.3.1 基本假設(shè)
        3.3.2 模型建立
        3.3.3 初始條件與邊界條件
        3.3.4 數(shù)值模擬與結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
4 韓家灣型煤、碎煤熱解對比實驗
    4.1 粉煤壓成正圓柱型煤的熱解實驗
        4.1.1 型煤的制作
        4.1.2 型煤直徑對煤熱解時內(nèi)部溫度的影響
        4.1.3 型煤直徑對煤熱解產(chǎn)率的影響
        4.1.4 型煤直徑對熱解氣成分及生成速率的影響
    4.2 正圓柱形鋼籠內(nèi)碎煤堆熱解實驗
        4.2.1 碎煤堆直徑對煤熱解時內(nèi)部溫度的影響
        4.2.2 碎煤堆直徑對煤熱解產(chǎn)率的影響
    4.3 實驗結(jié)果比較分析
5 韓家灣塊煤熱解氣體產(chǎn)物動力學分析
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝

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本文編號：2891654