甲烷氣氛下煤快速液化反應(yīng)特性研究.pdf

1、在研究甲烷氣氛下煤熱解特性及甲烷在溶劑中溶解特性的基礎(chǔ)上，采用長(zhǎng)徑比較大的管式反應(yīng)器，對(duì)煤的高溫快速液化性能進(jìn)行研究，考察相關(guān)參數(shù)對(duì)液化反應(yīng)的影響，并對(duì)煤快速液化機(jī)理進(jìn)行初步探討。 以龍口褐煤為原料，在甲烷氣氛下分別進(jìn)行25、40、55及70℃.min-1四個(gè)加熱速率下的熱重分析，發(fā)現(xiàn)在熱解反應(yīng)過(guò)程中甲烷和煤之間具有協(xié)同效應(yīng)。根據(jù)熱重?cái)?shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)了系列不同揮發(fā)度下煤的活化能與指前因子等動(dòng)力學(xué)參數(shù)?；罨芎椭盖耙蜃与S揮發(fā)度的變化而變

2、化，指前因子的對(duì)數(shù)與活化能之間有很好的直線關(guān)系，顯示出良好的補(bǔ)償效應(yīng)，說(shuō)明龍口褐煤熱解反應(yīng)由許多具有不同的動(dòng)力學(xué)參數(shù)的平行反應(yīng)組成。用活化能分布模型計(jì)算了活化能和指前因子的分布函數(shù)，該模型能較好的表達(dá)褐煤在甲烷氣氛下的熱解特性。 自建了氣體高壓溶解度的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)定了甲烷在溶劑中的溶解度，并選擇Peng-Robinson狀態(tài)方程和兩種不同混合規(guī)則及基團(tuán)貢獻(xiàn)法對(duì)氣液平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明Peng-Robinson狀態(tài)

3、方程和基團(tuán)貢獻(xiàn)法都能對(duì)實(shí)驗(yàn)物系較好擬合。 在甲烷氣氛下對(duì)煤的快速液化性能進(jìn)行了研究，反應(yīng)溫度為400℃～800℃，停留時(shí)間為4s～12s，反應(yīng)壓力為10～15MPa。反應(yīng)產(chǎn)物分別用正己烷、苯和四氫呋喃萃取，通過(guò)轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)物收率的分析，未加催化劑的情況下，反應(yīng)溫度為750℃，停留時(shí)間為9s時(shí)，煤液化達(dá)到最佳效果，煤總轉(zhuǎn)化率為25.44％，油氣收率達(dá)到21.97％，說(shuō)明甲烷氣氛下煤的高溫快速液化是可行的。 應(yīng)用掃描電鏡、紅外