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《大连理工大学》 2000年
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溶胀预处理对煤结构及煤液化性能的影响

王勇  
【摘要】: 为了更有效地利用煤炭资源,发展洁净煤技术,对煤直接液化的研究又重新 成为热点。而且随着新型高聚物材料的迅速发展,作为聚合物单体的芳香化合物 的需求也越来越大,为煤直接液化制取芳烃化合物带来了机遇。 本文对大柳塔次烟煤(DL)和扎赉诺尔褐煤(ZL)及其溶胀预处理煤的结 构特征的变化和液化性能进行了研究。在50ml间歇微型液化反应釜装置上,考 察了溶胀剂、溶胀时间、煤种、催化剂、液化温度、反应气氛等对原煤及其溶胀 预处理煤的液化转化率、芳烃产率的等影响。并利用扫描电子显微镜、红外光谱、 热重分析仪、自动吸附扫描仪等对原煤和溶胀煤的结构的变化进行了表征。 研究结果表明,溶胀作用改变了煤的结构,使煤中大分子骨架的网络结构的 交联缔合度降低,结构变得疏松;随着溶剂的脱除,溶解的小分子和与溶剂有很 强作用力的分子在煤表面富集,小分子的流动性增强。溶胀煤的热解活化能比原 煤有显著降低,大柳塔煤及其溶胀煤的平均活化能分别为:原煤29.66kJ/mol, 吡啶溶胀煤19.99kJ/mol,四氢呋喃溶胀煤23.87kJ/mol。 对于溶胀煤液化,ZL的吡啶溶胀煤的液化总转化率和油气产率最高,分别 为61.45%和58.31%(24h溶胀处理);而DL煤THF溶胀24h后的芳烃产率最 高12.69%,相对于原煤提高了近35%。溶剂的碱性越强,溶胀率越高;极性溶 剂对低阶煤的溶胀效果更好。 溶胀煤在氮气气氛下得到了与氢气气氛下相当的液化转化率,而原煤在氮气 气氛下的液化转化率很低,这表明溶胀使煤自身的供氢能力得到提高。溶胀对液 化的作用在较温和的条件下效果更明显,只是转化率相对较低;在高温下液化转 化率较高,溶胀的作用不再突出。 催化剂的引入使煤液化得到了更高的转化率和芳烃产率。DL原煤原位水浸 渍3wt%Fe含量的Fe_2S_3时,油气产率和芳烃产率分别为58.78%和15.02%;DL 原煤水浸渍3wt%含量的ATTM时,油气产率和芳烃产率分别为66.17%和 18.03%,相对于原煤芳烃产率提高了91.6%。 溶胀后再浸渍催化剂的煤样和在表面活性剂溶液中担载催化剂的煤样均取得 了更高的液化转化率。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TQ529

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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