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煤半焦在焦炉煤气转化制备合成气中的作用

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:51:14
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煤半焦在焦炉煤气转化制备合成气中的作用【摘要】:我国是全球第一焦炭生产大国,生产焦炭所产生的焦炉煤气是优质的碳氢资源。焦炉煤气的合理利用不仅可以减轻环境污染,而且可以保证能源供应,

【摘要】:我国是全球第一焦炭生产大国,生产焦炭所产生的焦炉煤气是优质的碳氢资源。焦炉煤气的合理利用不仅可以减轻环境污染,而且可以保证能源供应,满足我国经济可持续发展的要求。煤科学与技术实验室提出了“洁净焦化构想”和“双气头多联产生产模式”,本研究课题就是在以上背景下进行的,目的是考察半焦在焦炉煤气转化过程中的作用,提供一种全新的转化焦炉煤气的方法。 本研究以一定比例的CH_4/CO_2/H_2O模拟工业焦炉煤气,在常压平推流反应器中进行了800~1250℃范围内的CH_4转化反应,主要包括空管以及半焦存在时CH_4的热分解、CH_4/CO_2重整、CH_4/H_2O重整及CH_4/CO_2/H_2O重整反应,考察了温度、停留时间等因素对CH_4转化的影响。用气相色谱对气相产物进行分析测定,并用元素分析仪、比表面分析仪对反应前后的半焦进行了分析 【关键词】:CH_4 重整反应 合成气 半焦
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TE665.3
【目录】:
  • 摘要2-6
  • ABSTRACT6-10
  • 目录10-14
  • 符号说明14-16
  • 第一章 文献综述16-32
  • 1.1 引言16-17
  • 1.2 富含CH_4气体的几种利用途径17
  • 1.3 CH_4活化机理的研究17-18
  • 1.4 富含 CH_4气体转化制备合成气的方法18-22
  • 1.4.1 CH_4的水蒸汽重整制备合成气19-20
  • 1.4.2 CH_4部分氧化法20
  • 1.4.3 CH_4的 CO_2重整20-21
  • 1.4.4 三元重整21-22
  • 1.4.5 CH_4转化制备合成气的催化剂22
  • 1.5 甲烷转化制备合成气过程的主要化学反应22-23
  • 1.6 国内外制备合成气的新工艺23-29
  • 1.6.1 煤与甲烷共气化制备合成气24-25
  • 1.6.2 利用太阳能转化 CH_4气体25-26
  • 1.6.3 利用焦炉煤气制氢技术26-27
  • 1.6.4 利用焦炉煤气制合成气27-29
  • 1.7 项目的研究内容和目标29-32
  • 第二章 实验装置及实验过程32-44
  • 2.1 实验方案32
  • 2.1.1 实验目的32
  • 2.1.2 原料的选择32
  • 2.2 实验装置32-35
  • 2.2.1 炉温的控制和计算33-35
  • 2.2.2 停留时间35
  • 2.3 气体产物的分析和计算35-42
  • 2.3.1 色谱分析系统35-36
  • 2.3.2 色谱工作条件36-37
  • 2.3.3 色谱分析计算方法37-42
  • 2.4 CH_4/CO_2转化率的计算42
  • 2.5 固体产物的分析42-44
  • 2.5.1 元素分析42
  • 2.5.2 比表面分析42-44
  • 第三章 半焦在 CH_4转化过程中的作用44-60
  • 3.1 CH_4的分解转化44-46
  • 3.1.1 CH_4在空管中的热分解44-45
  • 3.1.2 非催化的 CH_4/CO_2与 CH_4/H_2O重整反应45-46
  • 3.2 半焦存在时 CH_4的转化情况46-48
  • 3.2.1 半焦存在时 CH_4的热分解46-47
  • 3.2.2 半焦存在时 CH_4/CO_2与 CH_4/H_2O重整反应47-48
  • 3.3 CH_4转化过程中气体产物组成的分析48-60
  • 3.3.1 CH_4的热分解反应49-50
  • 3.3.2 CH_4/CO_2重整反应50-52
  • 3.3.3 CH_4的水蒸气重整反应52-55
  • 3.3.4 CH_4/CO_2/水蒸气重整反应55-57
  • 3.3.5 水煤气变换反应对气体产物组成的影响57-59
  • 3.3.6 结论59-60
  • 第四章 半焦在 CH_4重整反应中的催化寿命60-68
  • 4.1 CH_4热分解实验60-62
  • 4.2 CH_4/CO_2重整反应62-63
  • 4.3 半焦酸洗对CH_4转化率的影响63-64
  • 4.4 讨论64-66
  • 4.4.1 停留时间对 CH_4转化率的影响64-65
  • 4.4.2 半焦表面性质对 CH_4转化率的影响65-66
  • 4.5 结论66-68
  • 第五章 CH_4热分解的动力学研究68-80
  • 5.1 动力学公式的推导68-71
  • 5.1.1 膨胀因子δ68-69
  • 5.1.2 平推流反应器设计方程的推导69-71
  • 5.2 动力学实验71-73
  • 5.2.1 流量的控制72
  • 5.2.2 CH_4分解的动力学计算公式72-73
  • 5.3 实验结果73-75
  • 5.4 讨论75-80
  • 5.4.1 CH_4分解反应级数的确定75-76
  • 5.4.2 气体的流动状态76-77
  • 5.4.3 CH_4分解动力学77-78
  • 5.4.4 CH_4/CO_2重整反应动力学78-80
  • 第六章 分析表征80-86
  • 6.1 元素分析80-82
  • 6.2 比表面分析82-86
  • 第七章 结论86-90
  • 7.1 引言86
  • 7.2 主要结论86-87
  • 7.3 不足之处87-88
  • 7.4 今后的工作方向88-90
  • 参考文献90-94
  • 致谢94-96
  • 发表论文96


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