碎焦催化气化研究

发布时间：2023-12-27 17:23

　　冶金焦炭是高炉炼铁的重要材料,需要一定的粒度,但是在生产运输装卸过程中部分焦炭会破碎为碎焦,无法在高炉应用,导致这部分碎焦成为了一种废弃物。利用气化技术将碎焦进行气化,并进一步加工为甲醇、烯烃等化工产品,不仅提高碎焦的附加值而且具有很好的经济效益与环保效益。由于碎焦特殊的结构性质决定了碎焦在气化过程中存在气化速率慢、气化温度高的问题,因此需要寻找合适的气化手段如催化气化技术。催化气化技术通过添加催化剂提高煤/焦的气化速率、降低气化温度,适用于解决碎焦气化温度高、气化速率慢的问题。本文主要针对碎焦催化气化及其在气化过程中结构的变化开展系列研究,主要研究内容为:首先,在热重-质谱联用仪上以水蒸气为气化剂考察了三种廉价催化剂Na2CO3、Fe2O3、CaO对碎焦气化性能与气化温度的影响,同时对合适的催化剂负载量以及碎焦催化气化反应动力学进行了探讨。三种催化剂通过浸渍法负载在了碎焦上进行实验,结果表明三种催化剂中Na2CO3的催化活性最高,CaO对于碎焦的气化反应速率没有提升;Fe2O3对碎焦的气化反应活性有着一定的提升。添加Na2CO3后,碎焦的气化温度降低约170℃,最大转化速率也由0.3...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 课题背景
    1.2 煤气化技术的发展与研究现状
        1.2.1 煤气化技术的发展
        1.2.2 煤气化反应机理
        1.2.3 煤气化反应动力学
    1.3 煤催化气化
        1.3.1 煤催化气化简介
        1.3.2 煤催化气化过程催化剂及催化机理的研究进展
    1.4 本文主要研究内容与创新点
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 创新点
第二章 碎焦催化气化性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料
        2.2.2 实验装置与流程
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 不同催化剂对冶金碎焦催化气化反应的影响
        2.3.2 催化剂负载量对碎焦催化气化的影响
        2.3.3 催化剂催化气化动力学
    2.4 本章小结
第三章 碎焦催化气化结构变化特性
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 管式炉实验
        3.2.2 焦样表征
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 孔隙结构变化
        3.3.2 碳有序化程度变化
        3.3.3 碳微晶结构变化
    3.4 本章小结
第四章 碎焦催化气化过程气化条件的影响
    4.1 引言
    4.2 实验部分
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 催化剂负载方式的影响
        4.3.2 反应温度的影响
        4.3.3 水碳比的影响
        4.3.4 水汽分压的影响
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3875558