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微波改性与掺混煤液化残渣对石油焦气化活性的影响研究

作　者: 张保申
导　师: 王辅臣
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 石油焦煤直接液化残渣微波气化反应速率动力学模型
分类号: TQ541
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文以石油焦为原料,采用常压高温热重分析系统,研究了微波处理后的石油焦在1050～1200℃内与CO2的高温气化反应特性,并采用四种动力学模型对微波处理后石油焦气化反应速率曲线进行拟合；同时分别借助加压热重分析系统和差热-热重同步分析仪,考察了900～1050℃内煤直接液化残渣对石油焦CO2气化反应特性的影响、850～1150℃内煤直接液化残渣对石油焦H2O气化反应特性的影响。在1050～1200℃内,微波照射时间的延长和照射功率的增大均能促进石油焦C02气化反应速率的提高,但随着微波照射温度的升高,石油焦气化反应速率先增加后减小；在相同气化条件下,在碱性介质下经过微波处理的石油焦气化效果要好于中性处理介质下的石油焦；经过微波处理后的石油焦气化反应速率随着碳转化率的增加先增大后减小,具有单峰特征,因此运用正态分布函数模型和随机孔模型进行拟合具有较强的优势,而混合模型和未反应芯缩核模型的拟合效果相对较差。在化学反应控制的温度范围内,煤直接液化残渣具有较好的气化反应活性。研究表明,热解前后煤直接液化残渣对石油焦气化亦具有明显的促进作用,并随着煤直接液化残渣添加量的增加,石油焦气化反应速率增加；虽然煤直接液化残渣焦的气化反应活性降低,但是在相同的添加量下,煤直接液化残渣焦对石油焦气化反应活性的影响更为显著。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-11
  1.1 研究背景  9
  1.2 研究意义  9
  1.3 研究内容  9-11
第2章文献综述  11-24
  2.1 石油焦的性质及利用  11-15
    2.1.1 石油焦性质  11
    2.1.2 石油焦的气化反应  11-12
    2.1.3 影响石油焦气化的因素  12-14
    2.1.4 石油焦气化技术的发展  14-15
    2.1.5 石油焦气化研究现状  15
  2.2 煤直接液化残渣的性质及利用  15-19
    2.2.1 煤直接液化残渣概述  15-17
    2.2.2 煤直接液化残渣的研究与应用  17-19
    2.2.3 煤直接液化残渣的气化特性研究进展  19
  2.3 微波技术处理石油焦  19-24
    2.3.1 微波技术概述  19-21
    2.3.2 微波化学简介  21
    2.3.3 微波加热基本原理及特点  21-22
    2.3.4 微波技术在气化领域内的应用  22-24
第3章微波改性后石油焦气化特性的研究  24-39
  3.1 实验部分  24-28
    3.1.1 微波快速消解系统  24
    3.1.2 常压高温热重分析系统  24-25
    3.1.3 差热-热重同步分析仪  25-26
    3.1.4 分析测试手段  26-27
    3.1.5 石油焦样品  27
    3.1.6 微波处理后石油焦气化实验  27-28
    3.1.7 实验数据处理  28
  3.2 结果与讨论  28-38
    3.2.1 微波照射时间对石油焦CO_2气化特性的影响  28-32
    3.2.2 微波照射功率对石油焦CO_2气化特性的影响  32-33
    3.2.3 微波照射温度对石油焦CO_2气化特性的影响  33-35
    3.2.4 微波处理介质对石油焦CO_2气化特性的影响  35-36
    3.2.5 气化温度对微波处理石油焦气化特性的影响  36-37
    3.2.6 气化剂对微波处理石油焦气化特性的影响  37-38
  3.3 本章小结  38-39
第4章微波改性后石油焦气化动力学模型  39-52
  4.1 气化动力学模型  39-41
  4.2 实验部分  41
  4.3 结果与讨论  41-51
    4.3.1 微波照射时间不同的石油焦气化动力学模型  41-43
    4.3.2 微波照射功率不同的石油焦气化动力学模型  43-44
    4.3.3 微波照射温度不同的石油焦气化动力学模型  44-45
    4.3.4 不同气化温度下微波改性石油焦CO_2气化动力学模型  45-48
    4.3.5 正态分布函数模型对不同石油焦CO_2气化速率曲线的拟合  48-51
  4.4 本章小结  51-52
第5章煤直接液化残渣对石油焦气化特性的影响  52-68
  5.1 实验部分  52-54
    5.1.1 加压热重分析系统  52-53
    5.1.2 分析测试手段  53-54
    5.1.3 实验原料  54
    5.1.4 石油焦与煤直接液化残渣共气化实验  54
  5.2 煤直接液化残渣气化反应特性  54-59
    5.2.1 煤直接液化残渣CO_2气化反应特性  54-55
    5.2.2 煤直接液化残渣H_2O气化反应特性  55-58
    5.2.3 煤直接液化残渣加压气化反应特性  58-59
  5.3 煤直接液化残渣对石油焦气化特性的影响  59-62
    5.3.1 煤直接液化残渣对石油焦CO_2气化特性的影响  59-61
    5.3.2 煤直接液化残渣对石油焦H_2O气化特性的影响  61-62
  5.4 热解煤直接液化残渣对石油焦气化特性的影响  62-64
  5.5 石油焦与煤直接液化残渣共气化反应过程的进一步探讨  64-67
  5.6 本章小结  67-68
第6章全文总结  68-70
参考文献  70-75
致谢  75

微波改性与掺混煤液化残渣对石油焦气化活性的影响研究

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