煤熱解過程中熱解氣停留時間對熱解產(chǎn)物的影響

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1、萬方數(shù)據(jù)浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文致謝回首初臨西子湖畔、老和山腳之時，只覺得白駒過隙、逝者如斯夫。山下的兩年多時光非常美好，無論是在熱能所大鐵門實驗室，還是從山腳下的F201辦公室，到教七影視廳209，再到出版社215。在這里要特別感謝那些幫助過我的人們。特別感謝王勤輝教授和方夢祥教授，王老師知識豐富，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，給我樹立了一個學(xué)習(xí)榜樣，從課題選題、實驗裝置設(shè)計、實驗研究、工作方面都給予了我非常多的幫助。方老師為人友善，認(rèn)真負(fù)責(zé)，在科研上、生活上也給予了我非常多的幫忙。感謝循環(huán)流化床課題組的岑可法院士、倪明江教授、駱仲泱教授、施正倫研究員、程樂鳴教授、高翔教授、周勁松教授、王樹榮教授、余春江副

2、教授、肖剛副教授等各位老師在我讀碩期間給予的幫忙和指導(dǎo)，你們的科研精神和高尚品德讓我收益匪淺。感謝財務(wù)處的黃貴芝、王詩依、龔玲玲和工作間的李師傅、徐師傅在各方面的幫忙。特別感謝楊玉坤、郭志航、朱凱、胡召永、賈鑫在科研中給予的幫忙，感謝同課題組的榮鼐、張睿、趙亮、樊宏韜、孟永杰、葉超、熊園斌、唐佳，我會記住我們在同一個課題組中奮斗的時光，記住我們一起做過的大實驗。祝你們科研順利，碩果累累。感謝熱能碩士1201班的全體同學(xué)，包括車宇、龔彬、洪巧巧、黃磊、江文敏、蔣一奇、李均、李敏、魯梨、孟永杰、沙東輝、史建勇、孫武星、孫洋洋、覃睿、王準(zhǔn)、吳越瓊、夏良燕、徐秀林、許霖杰、嚴(yán)亮、游淑淋、俞晉頻

3、、張軍、趙華鋒、鄒陽軍。我們在辦公室里留下了很多歡聲笑語，我們在實驗室里借過扳手借過乙醇。希望每個人都前程似錦。感謝2舍3099的朱潔豐、張曉林、林振敏。你們陪伴我度過了這兩年多的時光，我們一起逛過西湖，一起爬過靈隱寺，一起吃過自助餐，一起在KTV唱歌。感謝你們給了我一個穩(wěn)定、愉快的生活環(huán)境。最后感謝我的家人和女朋友王海霞，感謝父母在生活上無微不至地關(guān)心和王海霞在我身邊的陪伴，你們是我生活和科研的動力。謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給你們。陳昭睿2014年12月于出版社215萬方數(shù)據(jù)浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要煤熱解是煤轉(zhuǎn)化技術(shù)的關(guān)鍵過程，而煤熱解產(chǎn)物及其特性是以煤熱解為主的煤轉(zhuǎn)化工藝的關(guān)鍵參數(shù)。煤熱解析出的

4、產(chǎn)物在離開反應(yīng)器后的過程中，如熱解反應(yīng)器后保溫管道的流動過程等，仍可能繼續(xù)發(fā)生分解、加氫、縮聚等氣相組分的二次反應(yīng)，從而導(dǎo)致最終煤熱解產(chǎn)物發(fā)生變化。在該過程中，裂解溫度(煤熱解產(chǎn)物離開反應(yīng)器后反應(yīng)溫度)和熱解氣停留時間(煤熱解產(chǎn)物離開反應(yīng)器后氣體輸運時間)是兩個主要的影響因素。針對目前關(guān)于熱解氣停留時間的系統(tǒng)研究較少，所研究的熱解氣停留時間較短的情況，本文以典型煤種為原料，在所建的兩段式固定床反應(yīng)器上開展了不同裂解溫度下熱解氣停留時間影響最終熱解產(chǎn)物特性的實驗研究，為煤熱解反應(yīng)器的設(shè)計與運行提供依據(jù)。首先，建立了由煤初始熱解段和熱解氣二次反應(yīng)段組成的兩段式固定床反應(yīng)器實驗裝置。通過控制

5、載氣流量及反應(yīng)器長度，控制初始熱解段氣體停留時間在1～3s之間，而二次反應(yīng)段流動停留時間在2～16秒之間。在所建的實驗裝置上以準(zhǔn)南煙煤為原料開展了一定熱解條件下所產(chǎn)生的熱解產(chǎn)物(煤氣及焦油組分等)經(jīng)歷二次反應(yīng)段(裂解溫度500～800℃、熱解氣停留時間2-16s)后的最終產(chǎn)物的變化特性的實驗研究。實驗結(jié)果表明：(1)裂解溫度低于600℃時，熱解氣停留時間對熱解最終產(chǎn)物的產(chǎn)率及組成影響不明顯；而裂解溫度高于600"C時，熱解氣的二次反應(yīng)影響明顯，導(dǎo)致大分子組分分解成小分子氣體，焦油產(chǎn)率減少，氣體產(chǎn)率增加。裂解溫度越高，熱解氣停留時間越長，二次反應(yīng)程度越劇烈。(2)提高裂解溫度、延長熱解氣

6、停留時間會明顯促進(jìn)焦油發(fā)生二次裂解，在降低焦油產(chǎn)率的同時，焦油的輕質(zhì)組分比例有所增加。在二次反應(yīng)過程中，焦油趨于形成熱穩(wěn)定更高、結(jié)構(gòu)更簡單的液體組分，包括苯、甲苯、二甲苯(BTX)和萘、菲、蒽等多環(huán)芳烴(PAHs)等。(3)裂解溫度700"C時，隨著熱解氣停留時間的延長，焦油產(chǎn)率逐漸減少，煤氣產(chǎn)率逐漸增加。煤氣中CH4產(chǎn)率保持逐漸增加的趨勢，這主要是脂肪側(cè)鏈斷裂和少量芳甲基脫甲基的結(jié)果；C2～C3烴類產(chǎn)率表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，這是它們從脂肪側(cè)鏈中分解產(chǎn)生，在高溫下自身又發(fā)生了裂解。(4)裂解溫度800"C時，隨著熱解氣停留時間的延長，焦油產(chǎn)率迅速減少，煤氣產(chǎn)率快速增加。煤氣eeCU

7、4產(chǎn)率在2s內(nèi)驟然增加，10s后增長速度逐漸放緩，此時芳甲基脫除生成CH4反應(yīng)變得劇烈；C2～C3烴類產(chǎn)率短暫增加后迅速減少，此時脂肪烴類的裂解反應(yīng)已經(jīng)非常劇烈；H2、CO直線增加，這說明縮聚反應(yīng)、酚羥基分解反應(yīng)和雜環(huán)氧斷裂反應(yīng)等在高溫下變得劇烈。焦油@BTX和PAHs急劇增加，酚、甲酚、二甲酚(PCX)明顯減少。此時脫甲基、脫羥基反應(yīng)和縮聚反應(yīng)比較劇烈。(5)以橫山1T萬方數(shù)據(jù)浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要煙煤和小龍?zhí)逗置簽樵系膶嶒炑芯勘砻?，熱?/p>