神府煤与葵花秆催化共热解特性研究

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1、论文题目：神府煤与葵花秆催化共热解特性研究专业：化学工艺硕士生：赵丹丹(签名)指导教师：周安宁任秀彬(签名)摘要将煤与生物质共热解不仅可以有效利用生物质资源，并且可提高煤的转化利用率。本文以神府煤和陕北特色优势生物质资源葵花秆为原料，研究其在固定床反应器中的共热解反应特性。首先对葵花秆单独热解的条件进行了优化研究；然后在神府煤与葵花秆共热解实验的基础上，制备了以煤为载体的负载型铁系催化剂，分析了催化剂对神府煤与葵花秆共热解的影响规律。在固定床热解装置上，研究了工艺条件(如：气氛，温度和气流量)对葵花秆热解产物分布的影响。正交试验研究表明，葵花秆的最佳热解条件为：

2、热解气氛为CO2、气流量为60mL/min、反应温度为600℃，热解焦油产率最高可达27.47%。利用GC-MS对热解焦油进行了分析，结果表明焦油的主要成分包括酮、酚、酸、醛、萘、苯等六类化合物，其中酚类物质含量高达46.58%。半焦的红外光谱及孔结构及比表面积分析表明，不同气氛下，热解半焦的表面官能团差异不大，半焦的平均孔径约为48.8nm。气相色谱分析结果表明，CO2、H2和CH4气氛也参与了葵花秆的热解反应，其在热解过程中的转化率依次为36.9%、35.5%、24.5%。在固定床热解装置上，研究了神府煤与葵花秆共热解特性。当神府煤与葵花秆在不同气氛下热解时

3、，H2气氛下焦油产率最高。对H2气氛下不同比例的神府煤与葵花秆进行共热解，发现随着神府煤与葵花秆质量比的增加，共热解焦油产率基本呈降低趋势。当m神府煤：m葵花秆=4:6，气体流量为60mL/min，温度为600℃，升温速率为10℃/min，终温保持1h时，焦油产率最高为22.8%。在此条件下二者共热解具有加和效应。研究探讨了催化剂及其添加方式对神府煤与葵花秆共热解的影响，发现采用过量浸渍法使Fe(NO3)3负载在煤粉上，催化剂可提高二者共热解焦油产率，共热解呈现良好的协同效应。当添加6%Fe(NO3)3催化剂，m神府煤：m葵花秆=4:6，气体流量60mL/min

4、时，热解温度600℃，升温速率10℃/min，终温停留1h时，共热解焦油产率最高为29.98%，比计算值高出7.76%。二者共热解具有明显的协同效应。依据原煤、催化剂及共热解半焦的XRD分析和热解焦油组分分析结果，综合分析发现Fe(NO3)3在高温下分解成铁氧化物和氮氧化物。铁氧化物能促使H2及生物质中的富氢物质解离出更多的H•自由基，从而提高神府煤与葵花秆共热解的焦油收率，使二者产生协同效应。万方数据关键词：神府煤；葵花秆；催化；共热解研究类型：应用研究万方数据Subject：Studyoncatalyticco-pyrolysischaracteristic

5、sofShenfucoalandSunflowerstalkSpecialty：ChemicalTechnologyName：ZhaoDandan（Signature）Instructor：ZhouAnningRenXiubin（Signature）ABSTRACTCo-pyrolysisofcoalandbiomassnotonlycanutilizebiomassresourceseffectively,butalsoimprovecoalconversionefficiency.Inthispaper,co-pyrolysischaracteristics

6、ofShenfucoalandSunflowerstalk,whichisaspecialandregnantbiomassinnorthofShaanxiProvince,wasinvestigatedinatubularfixed-bedreactor.Firstly,thepyrolysisconditionofSunflowerstalkwasstudied.Then,basedontheexperimentsofShenfucoalandSunflowerstalkco-pyrolysis,aseriesofironcatalystwithShenfu

7、coalasthecarrierwereprepared,andtheeffectsonco-pyrolysiswereanalyseddetailedly.Effectofconditionsuchasatmosphere,temperatureandgasflowrateonthedistributionofproductsinthepyrolysisofSunflowerstalkwereinvestigatedinthetubularfixed-bedreactor.Theresultsoforthogonalexperimentshowthattheb

8、estpyrolysis