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题名	螺旋混合反应器热解工艺研究
作者	张梦蝶
学位类别	硕士
答辩日期	2010-05-28
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	宋文立
关键词	螺旋混合反应器 低温热解 快速热解
其他题名	Investigation on pyrolysis process with a screw mixer reactor
学位专业	化学工艺
中文摘要	煤是一种由多种有机物和无机物组成的复合混合物，煤的快速热解工艺可以在较温和的条件下得到优质焦油，洁净的半焦和煤气，因此，考虑了煤的结构和热转化特性的多联产工艺将是一种高效的煤转化技术。中国科学院过程工程研究所郭慕孙院士提出了基于循环流化床技术的煤拔头工艺，该工艺可与电厂循环流化床锅炉相结合，实现油、气、热、电的多联产。 本文设计、搭建并调试了一套高6m，处理能力为2.5kg/h 的热态螺旋混合反应器热解实验装置，该装置采用固体热载体与燃料混合快速加热的热解方式，有效的防止了半焦颗粒间以及半焦与装置器壁间的粘结，使固体物料在装置中运行流畅。根据螺旋混合反应器的试运行实验结果，对装置进行了改造，进一步提高了系统运行的稳定性；设计的适合气速较低气体除尘的装置，有效的去除了焦油中的细小颗粒，保障了焦油在冷凝系统的流动性，提高了装置运行的稳定性并简化了焦油的后续处理，实验证明本螺旋反应装置具有较好的热态运行可靠性。 采用热重分析仪对两种烟煤与一种油页岩进行了热解实验，结果显示这三种燃料的热解析出挥发分总量和热解最大失重速率随着其挥发分含量（Vd）的增大而提高，总结多人实验结果发现煤的干燥无灰基挥发分（Vdaf）含量对热解起始温度有显著影响，两者存在较好的线性关系，随着煤种干燥无灰基挥发分含量的提高，热解起始温度降低。实验采用的两种烟煤干燥无灰基挥发分含量相近，煤化程度相似，热解起始温度接近。 在螺旋混合反应器热解装置上对上述两种烟煤和一种油页岩进行了连续性快速热解实验，以石英砂为固体热载体，考察了不同热解温度对热解气液产品产率、组成和性质的影响规律，为“煤拔头”工艺的放大提供一定的理论和设计依据。实验结果表明：烟煤在所考察的温度范围（460-520℃）内，提高热解温度，气体收率和液体收率均呈单调上升趋势。热解反应温度对热解气的组成有显著影响，CH4是气体烃组分中含量最高的组分。在所考察的温度范围内，焦油中富含苯酚衍生物、稠环烃、以及苯衍生物。焦油中苯酚衍生物含量随温度升高有所降低，而芳烃含量显著提高。油页岩在所考察的温度范围（450-520℃）内，热解温度增加气体收率上升，但是液体产物收率于500℃时达到最大值，之后略有下降，热解煤气热值随热解温度升高而急剧增加最高可接近30MJ/Nm3，热解气中H2和CO2含量较高。热解水含量较低，热解温度达到520℃时热解水增幅较大，页岩油以碳氢化合物为主，碳氢化合物中以C11-C20居多，在低温条件下所得页岩油重质组分较多，烷烃多，而在较高温度下所得焦油轻质组分多，烯烃多。关键词：螺旋混合反应器，低温热解，快速热解
英文摘要	Coal is kind of complex mixture with different organic and inorganic compounds. High quality tar, char and clean coal gas can be produced via coal fast pyrolysis process under mild conditions. Coal poly-generation technology, which takes accounts of both the structures of molecular within coal and the characteristics of thermo-conversion of it, was believed to be a rather promising and efficient way for the utilization of coal. A new process for coal pyrolysis called the coal-topping process was proposed by Prof. Kwauk Mooson, Institute of Process Engineering. The co-production of oil, gas, heat and electricity could be realized when coal topping process was integrated with circulating fluidized bed(CFB) boilers in power plant.
公开日期	2013-09-17
页码	88
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1526]
专题	过程工程研究所_研究所（批量导入）
推荐引用方式 GB/T 7714	张梦蝶. 螺旋混合反应器热解工艺研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010.

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