褐煤催化氣化性能及機(jī)理研究：以勝利褐煤為例

第1章褐煤催化氣化研究進(jìn)展 001
1.1褐煤催化氣化研究目的與意義 003
1.2褐煤結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與反應(yīng)性 007
1.2.1褐煤組成與結(jié)構(gòu) 007
1.2.2褐煤結(jié)構(gòu)演變與水蒸氣氣化反應(yīng)性能的研究 013
1.3褐煤氣化技術(shù)簡(jiǎn)介 018
1.3.1煤氣化基本原理 018
1.3.2煤氣化技術(shù)的分類(lèi) 021
1.4金屬組分催化氣化研究進(jìn)展 023
1.4.1固有礦物質(zhì)對(duì)煤催化氣化的影響 023
1.4.2鈣對(duì)煤催化氣化的影響 024
1.5褐煤催化氣化機(jī)理 026
1.5.1“氧傳遞”機(jī)理 027
1.5.2“電子傳遞”機(jī)理 027
1.6小結(jié) 029
參考文獻(xiàn) 030

第2章褐煤催化氣化研究方法 039
2.1褐煤處理方法 041
2.1.1脫礦煤樣制備 041
2.1.2氧化石墨樣品制備 042
2.1.3浸漬法添加鈣組分樣品的制備 043
2.1.4煤焦樣品制備 043
2.2反應(yīng)性能測(cè)試儀器與設(shè)備 044
2.2.1實(shí)驗(yàn)裝置 044
2.2.2消除外擴(kuò)散影響 044
2.2.3消除內(nèi)擴(kuò)散影響 046
2.2.4實(shí)驗(yàn)方法 047
2.2.5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 048
2.3物化性質(zhì)測(cè)試儀器與分析方法 049
2.3.1氣相色譜分析(GC) 049
2.3.2工業(yè)分析和元素分析 049
2.3.3礦物質(zhì)成分分析 050
2.3.4掃描電子顯微鏡-能譜分析(SEM-EDS) 050
2.3.5X射線(xiàn)熒光光譜分析(XRF) 050
2.3.6X射線(xiàn)衍射分析(XRD) 051
2.3.7傅里葉紅外光譜分析(FT-IR) 052
2.3.8固體核磁共振分析(NMR) 052
2.3.9比表面積測(cè)試(BET) 053
2.3.10拉曼光譜分析(Raman) 053
2.3.11X射線(xiàn)光電子能譜分析(XPS) 053

第3章勝利褐煤催化氣化性能研究 055
3.1簡(jiǎn)介 057
3.2研究方法 057
3.3催化氣化反應(yīng)性能 059
3.3.1合成氣生成速率 059
3.3.2碳轉(zhuǎn)化率及反應(yīng)速率 060
3.3.3合成氣產(chǎn)率及H2 CO值 062
3.4勝利褐煤物理化學(xué)性質(zhì) 065
3.4.1形貌分析 066
3.4.2金屬組分分析 067
3.5小結(jié) 068
參考文獻(xiàn) 070

第4章勝利褐煤鈣催化效應(yīng)的影響 073
4.1簡(jiǎn)介 075
4.2研究方法 076
4.2.1鈣化合物及鈣添加量摻雜制備方法 076
4.2.2制焦及焦后摻雜鈣組分制備方法 076
4.3鈣催化效應(yīng)影響因素 077
4.3.1鈣化合物優(yōu)選 077
4.3.2鈣添加量?jī)?yōu)化 079
4.4鈣催化氣化反應(yīng)性能 083
4.4.1合成氣生成速率 084
4.4.2氣化反應(yīng)速率 087
4.4.3合成氣累積產(chǎn)率及H2 CO 088
4.5鈣改性褐煤物理化學(xué)性質(zhì) 090
4.5.1官能團(tuán)分析 090
4.5.2碳結(jié)構(gòu)分析 095
4.6脫礦煤樣熱解氣體逸出規(guī)律 097
4.7小結(jié) 100
參考文獻(xiàn) 101

第5章勝利褐煤鈣催化機(jī)理研究 105
5.1簡(jiǎn)介 107
5.2研究方法 108
5.2.1添鈣煤焦制備方法 108
5.2.2模型化合物添鈣及其熱解樣品制備方法 109
5.3鈣催化結(jié)構(gòu)體解析 109
5.3.1水蒸氣氣化性能 110
5.3.2物化性質(zhì)分析 113
5.3.3鈣催化結(jié)構(gòu)體的形成及其對(duì)煤焦結(jié)構(gòu)影響的分析 121
5.4模型化合物模擬鈣催化結(jié)構(gòu)體 122
5.4.1水蒸氣氣化性能 122
5.4.2物理化學(xué)性質(zhì) 125
5.5鈣催化勝利褐煤氣化機(jī)理分析討論 133
5.5.1中間體形成 133
5.5.2機(jī)理分析 134
參考文獻(xiàn) 138

第6章煤熱失重動(dòng)力學(xué)機(jī)理分析 143
6.1動(dòng)力學(xué)計(jì)算 145
6.1.1微分法 147
6.1.2積分法 147
6.1.3積分法 148
6.2熱解特性及動(dòng)力學(xué) 148
6.2.1煤階對(duì)熱解失重特性影響 149
6.2.2煤階對(duì)熱解動(dòng)力學(xué)影響 154
6.2.3勝利褐煤不同熱解轉(zhuǎn)化率下的熱解特性 160
6.2.4勝利褐煤不同熱解轉(zhuǎn)化率下的熱解動(dòng)力學(xué) 162
6.2.5勝利褐煤固有礦物質(zhì)對(duì)熱解失重影響 165
6.2.6勝利褐煤固有礦物質(zhì)熱解動(dòng)力學(xué)分析 168
6.3空氣氣氛下氣化反應(yīng)特性及動(dòng)力學(xué) 169
6.3.1空氣氣氛下煤階對(duì)氣化失重特性影響 170
6.3.2空氣氣氛下煤階對(duì)氣化動(dòng)力學(xué)影響 172
6.3.3氧氣濃度對(duì)勝利褐煤氣化特性影響 175
6.3.4不同氧氣濃度勝利褐煤氣化動(dòng)力學(xué) 177
6.3.5勝利褐煤熱解焦氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 181
6.3.6勝利褐煤固有礦物質(zhì)對(duì)氣化動(dòng)力學(xué)的影響 183
參考文獻(xiàn) 184

第7章褐煤催化氣化結(jié)論與展望 187