煤气化过程中形成NO_x的前驱体研究

【摘要】： 本文研究了在CO_2和水蒸气气化条件下，不同的气化条件对煤、煤焦气化生成NO_x及其前驱物HCN和NH_3的影响。考察的因素有：煤种、温度、粒径、流速、加煤方式、反应持续时间，气化剂的类型。 通过对气化实验的研究得到以下结论： (1) 挥发份的气化是HCN和NO的主要来源； (2) 随反应温度的升高，HCN的量增加，NO的量减少，NH_3的量在800℃达到最大； (3) 煤CO_2气化过程中生成的NO会被CO或焦还原； (4) 水蒸气气化效率远远大于CO_2，气化生成大量的NH_3； (5) 煤水蒸气气化产生的气态含氮化合物最高，焦CO_2气化生成的最少； (6) 煤水蒸气气化时间比煤CO_2气化时间长； (7) 煤气化过程中NH_3的释放时间长，而HCN的释放时间很短； (8) Drayton煤中氮的价键结合方式可能比神木煤强； (9) 用同样的气化剂，发现温度和反应持续时间是影响煤、煤焦气化生成HCN和NH_3的最重要的因素。 【关键词】：煤 CO_2/水蒸汽 气化反应 HCN NH_3 NO_x 离子色谱
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TQ541
【目录】：

• Abstract2-4
• 摘要4-5
• 目录5-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 课题的提出及研究意义8-9
• 1.2 国内外的研究概况9-10
• 1.3 煤中氮的存在形式10
• 1.4 气化中影响煤反应性的因素10-12
• 1.4.1 煤阶的影响10
• 1.4.2 焦的热变化10-11
• 1.4.3 孔结构的影响11
• 1.4.4 煤的化学结构11-12
• 1.5 煤气化中氮的分配及其影响因素12-17
• 1.5.1 煤气化中氮的分配12-14
• 1.5.2 煤气化中影响气态含氮化合物分配的因素14-17
• 1.5.2.1 气化床与气化剂14-16
• 1.5.2.2 气化条件16
• 1.5.2.3 气化剂中O_2及CH_4的量16-17
• 1.6 本课题的研究目的和内容17-18
• 第二章 煤气化实验方案的建立18-34
• 2.1 煤种的选择18
• 2.2 实验方案的确定18-25
• 2.2.1 反应装置与工艺流程18-21
• 2.2.1.1 反应装置18-20
• 2.2.1.2 工艺流程20-21
• 2.2.2 分析方法21-25
• 2.2.2.1 分析仪器21-23
• 2.2.2.2 标准曲线的制作23-25
• 2.3 气体流速的测定和吸收液的选择25-28
• 2.3.1 气体流速的测定25-27
• 2.3.2 吸收液的选择27-28
• 2.4 加热炉温度分布28-29
• 2.5 煤样性质分析29-30
• 2.6 实验方案30-34
• 2.6.1 煤CO_2气化30-33
• 2.6.1.1 对NOx前驱物HCN和NH_3的测定30-31
• 2.6.1.2 对煤气化生成NOx的测定31-33
• 2.6.2 焦-CO_2气化，水蒸气气化33
• 2.6.3 煤-水蒸气气化33
• 2.6.4 逆流实验33-34
• 第三章 煤气化实验结果与讨论34-75
• 3.1 影响煤-CO_2气化生成HCN和NH_3的因素34-44
• 3.1.1 drop-in加煤方式气化终温对生成HCN和NH_3的影响35-37
• 3.1.2 drop-in加煤方式煤种对生成HCN和NH_3的影响37-39
• 3.1.3 drop-in加煤方式粒径对生成HCN和NH_3的影响39-41
• 3.1.4 drop-in加煤方式流速对生成HCN和NH_3的影响41-42
• 3.1.5 加煤方式对生成HCN和NH_3的影响42-44
• 3.2 煤-CO_2气化影响生成NO的因素44-51
• 3.2.1 煤种对煤CO_2气化生成NO量的影响46-47
• 3.2.2 温度对煤CO_2气化生成NO的影响47-48
• 3.2.3 粒径对煤CO_2气化生成NO的影响48-50
• 3.2.4 流速对煤CO_2气化生成NO的影响50-51
• 3.3 焦-CO_2气化对形成HCN和NH_3的影响因素分析51-55
• 3.4 煤-水蒸气气化对形成HCN和NH_3的影响因素分析55-61
• 3.4.1 温度对煤水蒸气气化时生成HCN和NH_3量的影响56-59
• 3.4.2 煤种对水蒸气气化产生HCN和NH_3的影响59-61
• 3.5 焦的水蒸气气化影响HCN和NH_3形成的因素61-64
• 3.6 停留时间对各种气化条件下生成含氮化合物的影响64-70
• 3.7 验证实验70-75
• 第四章 煤气化实验总结论75-78
• 4.1 实验总结75-76
• 4.2 创新点76
• 4.3 实验不足76
• 4.4 研究展望76-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-82
• 发表论文82

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