發(fā)布時(shí)間：2020-11-20 15:58

　　 本文以韓家灣煤為原料,采用自主設(shè)計(jì)的裝置進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)。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(shí)時(shí)監(jiān)測樣品的溫度和重量變化。本文實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)可作為塊煤熱解實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)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(jì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,正圓柱形塊煤熱解時(shí)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(shí)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(shí)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(jìn)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(dāng)于把一整塊煤作為一個(gè)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(gè)煤顆粒都是一個(gè)獨(dú)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(xué)分析,計(jì)算不同直徑不同溫度下的動力學(xué)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(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ530.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)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(yīng)機(jī)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2 原煤性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)
    2.2 實(shí)驗(yàn)裝置及操作流程
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置和使用方法
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)操作流程
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)其他設(shè)備和儀器
    2.3 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備
        2.3.1 加熱速率的選擇
        2.3.2 空白實(shí)驗(yàn)
3 韓家灣塊煤熱解實(shí)驗(yàn)
    3.1 正圓柱形塊煤熱解實(shí)驗(yàn)
        3.1.1 煤塊直徑對煤熱解時(shí)內(nèi)部溫度的影響
        3.1.2 煤塊直徑對煤熱解時(shí)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(shí)驗(yàn)小結(jié)
    3.2 圓餅形塊煤熱解實(shí)驗(yàn)
        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(shí)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(shí)驗(yàn)
    4.1 粉煤壓成正圓柱型煤的熱解實(shí)驗(yàn)
        4.1.1 型煤的制作
        4.1.2 型煤直徑對煤熱解時(shí)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(shí)驗(yàn)
        4.2.1 碎煤堆直徑對煤熱解時(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果比較分析
5 韓家灣塊煤熱解氣體產(chǎn)物動力學(xué)分析
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

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本文編號：2891654