加壓固定床反應(yīng)器中煤加氫氣化的特性研究.pdf

1、傳統(tǒng)的煤炭燃燒利用方式有諸多弊端，近幾年新發(fā)展起來(lái)的潔凈煤技術(shù)因其能夠?qū)崿F(xiàn)近零排放而受到越來(lái)越多的青睞，然而煤在氣化爐中的高溫高壓下生成以甲烷為主要生成物的全部過(guò)程包含許多復(fù)雜的化學(xué)變化和尚未確定的規(guī)律，研究煤加氫氣化的反應(yīng)特性對(duì)煤氣化技術(shù)有很大的幫助。本文立足于煤加氫氣化系統(tǒng)，利用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬手段，針對(duì)固定床反應(yīng)器中的煤加氫氣化的影響因素對(duì)氣化產(chǎn)物的影響進(jìn)行了研究。
　　搭建了用于煤加氫氣化實(shí)驗(yàn)的固定床反應(yīng)器，建立了固定床反應(yīng)

2、器上的煤加氫氣化和熱解的實(shí)驗(yàn)操作流程。之后進(jìn)行了一系列的氣體密封性實(shí)驗(yàn)，以考察實(shí)驗(yàn)臺(tái)的密封性能。進(jìn)行了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)煤樣的全工況系列的煤加氫氣化實(shí)驗(yàn)，以考察反應(yīng)溫度和壓力對(duì)氣化產(chǎn)物組分的影響。進(jìn)行了四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)煤樣的正交系列煤加氫氣化實(shí)驗(yàn)，以考察壓力、溫度和煤樣對(duì)氣化產(chǎn)物組分的影響，并利用正交實(shí)驗(yàn)原理找出最優(yōu)氣化反應(yīng)條件。最后又針對(duì)以上四個(gè)煤樣進(jìn)行了相應(yīng)的熱解實(shí)驗(yàn)，以考察熱解過(guò)程對(duì)加氫氣化產(chǎn)物CH4產(chǎn)量的影響。
　　實(shí)驗(yàn)表明，在某一特定的溫

3、度下，存在一個(gè)拐點(diǎn)，當(dāng)壓力大于該拐點(diǎn)的壓力值之后隨著壓力的增大，煤粉中的碳更多地轉(zhuǎn)化生成甲烷，生成其他產(chǎn)物的量則隨之減少，即碳得到了更加有效的利用。在所考察的正交試驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi)，壓力、溫度、煤樣三個(gè)因素對(duì)氣化產(chǎn)物CH4產(chǎn)量的影響的主次順序?yàn)椋簻囟?、煤樣、壓力。其中，溫度和煤樣?duì)產(chǎn)物CH4的產(chǎn)量有高度顯著的影響，壓力對(duì)其無(wú)顯著性影響。熱解過(guò)程生成的甲烷量非常小，其對(duì)加氫氣化過(guò)程產(chǎn)生的甲烷貢獻(xiàn)很小。
　　使用ChemKin軟件，利用化