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)展起來的潔凈煤技術(shù)因其能夠?qū)崿F(xiàn)近零排放而受到越來越多的青睞，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)，利用實驗和數(shù)值模擬手段，針對固定床反應(yīng)器中的煤加氫氣化的影響因素對氣化產(chǎn)物的影響進行了研究。
　　搭建了用于煤加氫氣化實驗的固定床反應(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驗操作流程。之后進行了一系列的氣體密封性實驗，以考察實驗臺的密封性能。進行了一個標(biāo)準(zhǔn)煤樣的全工況系列的煤加氫氣化實驗，以考察反應(yīng)溫度和壓力對氣化產(chǎn)物組分的影響。進行了四個標(biāo)準(zhǔn)煤樣的正交系列煤加氫氣化實驗，以考察壓力、溫度和煤樣對氣化產(chǎn)物組分的影響，并利用正交實驗原理找出最優(yōu)氣化反應(yīng)條件。最后又針對以上四個煤樣進行了相應(yīng)的熱解實驗，以考察熱解過程對加氫氣化產(chǎn)物CH4產(chǎn)量的影響。
　　實驗表明，在某一特定的溫

3、度下，存在一個拐點，當(dāng)壓力大于該拐點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參數(shù)范圍內(nèi)，壓力、溫度、煤樣三個因素對氣化產(chǎn)物CH4產(chǎn)量的影響的主次順序為：溫度、煤樣、壓力。其中，溫度和煤樣對產(chǎn)物CH4的產(chǎn)量有高度顯著的影響，壓力對其無顯著性影響。熱解過程生成的甲烷量非常小，其對加氫氣化過程產(chǎn)生的甲烷貢獻很小。
　　使用ChemKin軟件，利用化