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《太原理工大学》 2004年
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含碳物质的电弧等离子体热解研究

关有俊  
【摘要】:电弧等离子体属于低温等离子体中的热等离子体,具有能量集中、气氛可控、可进行磁控等优点。本文着重研究了煤在等离子体热解制乙炔过程中的一系列参数,并通过研究石墨和炭黑在等离子体中的热解行为从另一方面来说明煤在等离子体热解中的过程,最后应用各种分析测试手段对其产物进行了分析表征。 本文以大同煤为原料,重点考察了供粉速率与煤的转化率、乙炔收率、乙炔在烃类中的选择性、比能耗等主要经济技术指标,考察了煤比焓对乙炔收率和煤转化率的影响以及淬冷对乙炔在产品气中浓度的影响,而后通过改进反应器结构进一步考察了反应器结构的影响。实验结果显示:随着供粉速率的增加,煤的转化率和乙炔收率呈下降的趋势,产品气中乙炔的浓度却有了较大幅度的提高,单位质量乙炔的能耗也有很大幅度的下降。通过实验研究得到了在目前的条件下的最佳供煤速度5.0g/s,乙炔重量百分比浓度9.3%,乙炔收率18%,乙炔的能耗小于18.8kWh/kg,有效能耗小于11.2kWh/kg。煤比焓反映了单位质量煤粉可分配得的能量,在输入功率相同的情况下,随着煤比焓的增加,煤的转化率和收率都增加。在供粉速 太原理工大学硕士研究生学位论文 率相同的情况下,随煤比烩的增加,产品气中的乙炔浓度增加。 适时的淬冷是保证乙炔高收率的关键。合适的反应器构造可延 长反应的历程,在供粉速率较大的情况下不仅可提高乙炔的收 率,还可增加甲烷等副产品的收率。 本文还通过对炭黑和石墨的研究证实了煤在等离子体热 解过程中起主要作用的是煤中的挥发分,虽然气化的碳大部分 可转化成乙炔,但要使碳气化需要很大的能量。在实验中还对 反应残渣进行了分析表征。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TQ221

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