煤炭清潔高效利用

第一篇SJ 型低溫干餾方爐的溫度與壓力場(chǎng)研究
第1章低溫干餾方爐技術(shù)概述001
1.1低溫干餾方爐發(fā)展的背景及意義001
1.2煤低溫干餾及影響因素002
1.2.1煤化程度的影響003
1.2.2入爐煤粒徑的影響003
1.2.3壓力的影響003
1.2.4煤的水分含量003
1.2.5熱解終溫的影響004
1.2.6熄焦方法的影響004
1.3低溫干餾爐的分類004
1.3.1外熱式干餾爐004
1.3.2內(nèi)熱式干餾爐005
1.4國(guó)內(nèi)外煤低溫干餾研究進(jìn)展005
1.4.1國(guó)內(nèi)低溫干餾技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀006
1.4.2國(guó)外低溫?zé)峤饧夹g(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀006
1.5CFD 模擬軟件FLUENT 簡(jiǎn)介007
1.5.1FLUENT 的軟件結(jié)構(gòu)及其求解流程007
1.5.2FLUENT 在干餾爐中的研究進(jìn)展007
1.6背景及主要內(nèi)容008
第2章蘭炭爐物料平衡計(jì)算010
2.1工廠采集數(shù)據(jù)整理010
2.1.1干餾爐主要工藝參數(shù)010
2.1.2煤氣熱值計(jì)算011
2.1.3煤氣密度計(jì)算011
2.1.4煤氣實(shí)際燃燒量計(jì)算012
2.2蘭炭爐物料平衡收入項(xiàng)計(jì)算013
2.2.1入爐煤量013
2.2.2入爐煤氣量013
2.2.3入爐空氣量014
2.3物料平衡支出項(xiàng)計(jì)算014
2.3.1蘭炭量014
2.3.2焦油量015
2.3.3氨量015
2.3.4全煤氣量015
2.3.5水量016
2.4差值016
2.5物料平衡匯總017
2.6本章小結(jié)018
第3章蘭炭爐熱平衡計(jì)算019
3.1熱平衡收入項(xiàng)計(jì)算019
3.1.1煤氣的燃燒熱019
3.1.2煤氣的顯熱020
3.1.3空氣的顯熱021
3.1.4入爐煤的顯熱021
3.2熱平衡支出項(xiàng)計(jì)算022
3.2.1蘭炭帶走的熱量022
3.2.2焦油帶走的熱量022
3.2.3氨帶走的熱量023
3.2.4全煤氣帶走的熱量023
3.2.5水分帶走的熱量024
3.2.6爐體散熱量024
3.2.7差值025
3.3熱平衡匯總026
3.3.1熱平衡匯總表026
3.3.2熱平衡影響因素026
3.4干餾爐的熱工效率027
3.4.1熱工效率計(jì)算027
3.4.2熱工效率分析027
3.5煉焦耗熱量028
3.5.1濕煤耗熱量028
3.5.2干煤耗熱量028
3.6煤焦比（干） 028
3.7主要技術(shù)指標(biāo)匯總028
3.8本章小結(jié)029
第4章SJ 型低溫干餾方爐溫度和壓力的模擬030
4.1幾何模型建立與網(wǎng)格劃分030
4.2數(shù)學(xué)模型的建立031
4.2.1流體流動(dòng)和傳熱的控制方程031
4.2.2氣體流動(dòng)模型032
4.2.3氣相燃燒模型033
4.2.4傳熱模型033
4.2.5多孔介質(zhì)模型034
4.3邊界條件034
4.3.1入口邊界條件035
4.3.2出口邊界條件035
4.3.3壁面邊界條件035
4.4SJ 型蘭炭爐溫度場(chǎng)模擬035
4.4.1不同粒徑入爐煤縱向中心與橫向中心截面溫度場(chǎng)分布036
4.4.2縱向中心截面不同煤層高度的溫度分布特點(diǎn)040
4.4.3爐內(nèi)最高溫度與粒徑的關(guān)系041
4.4.4SJ 型爐內(nèi)溫度區(qū)間百分率與粒徑的關(guān)系042
4.5不同粒徑縱向中心截面壓力場(chǎng)分布043
4.6模擬數(shù)據(jù)與工廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析046
4.7本章小結(jié)047
第5章熄焦方式對(duì)蘭炭的特征影響分析048
5.1概述048
5.2水蒸氣熄焦工藝簡(jiǎn)介048
5.3樣品選取及分析儀器049
5.4工業(yè)分析049
5.5強(qiáng)度分析050
5.6傅里葉紅外分析050
5.7拉曼光譜分析051
5.8X 射線衍射分析051
5.9孔徑、孔比表面積分析052
5.9.1等溫吸附圖分析052
5.9.2孔徑-累計(jì)比表面積分析052
5.9.3孔徑-累計(jì)孔體積分析052
5.10壓汞測(cè)試053
5.10.1孔隙率測(cè)試053
5.10.2MIP 測(cè)試蘭炭孔隙參數(shù)053
5.10.3壓汞曲線054
5.10.4孔徑分布054
5.11掃描電子顯微鏡分析055
5.12本章小結(jié)056
第6章蘭炭干熄焦過(guò)程的溫度場(chǎng)與壓力場(chǎng)分布057
6.1蘭炭干熄焦技術(shù)057
6.2建模與網(wǎng)格劃分057
6.3噴水后的溫度場(chǎng)與壓力場(chǎng)分布058
6.4不同熄焦水量的溫度場(chǎng)分布059
6.5本章小結(jié)060
本篇結(jié)論061
參考文獻(xiàn)062
第二篇粉煤成型-干餾雙效黏結(jié)劑制備及作用機(jī)制
第7章粉煤成型-干餾雙效黏結(jié)劑概述064
7.1概述064
7.2低階煤分級(jí)分質(zhì)利用現(xiàn)狀065
7.2.1低階煤分級(jí)分質(zhì)利用技術(shù)065
7.2.2低階煤干餾技術(shù)067
7.3低階粉煤成型干餾過(guò)程的影響因素068
7.3.1粉煤粒度068
7.3.2水分添加量069
7.3.3成型壓力069
7.3.4成型方式069
7.4黏結(jié)劑國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展071
7.4.1有機(jī)黏結(jié)劑071
7.4.2無(wú)機(jī)黏結(jié)劑071
7.4.3復(fù)配黏結(jié)劑071
7.5粉煤成型干餾過(guò)程及黏結(jié)作用機(jī)制072
7.5.1粉煤成型過(guò)程及黏結(jié)作用機(jī)制072
7.5.2型煤干餾過(guò)程及黏結(jié)作用機(jī)制073
7.6背景、意義及內(nèi)容073
第8章實(shí)驗(yàn)部分075
8.1實(shí)驗(yàn)原料075
8.2實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備075
8.3樣品的測(cè)試與表征076
第9章粉煤成型干餾雙效黏結(jié)劑的制備078
9.1概述078
9.2馬鈴薯渣基黏結(jié)劑的制備及其對(duì)粉煤成型干餾的影響079
9.2.1馬鈴薯渣的預(yù)處理079
9.2.2馬鈴薯渣基黏結(jié)劑及型煤型焦的制備079
9.2.3馬鈴薯渣基黏結(jié)劑對(duì)型煤型焦抗壓強(qiáng)度的影響080
9.3蘭炭廢水基酚醛樹(shù)脂的引入及其對(duì)粉煤成型干餾的影響084
9.3.1蘭炭廢水基酚醛樹(shù)脂交聯(lián)劑的制備084
9.3.2引入交聯(lián)劑的黏結(jié)劑制備084
9.3.3交聯(lián)劑摻入量對(duì)型煤型焦抗壓強(qiáng)度的影響085
9.4金屬鎂渣的引入及其對(duì)粉煤成型干餾的影響085
9.4.1金屬鎂渣的預(yù)處理086
9.4.2金屬鎂渣中主要成分分析086
9.4.3引入金屬鎂渣及氧化物黏結(jié)劑的制備方法086
9.4.4金屬鎂渣及氧化物對(duì)型煤型焦的抗壓強(qiáng)度的影響086
9.5本章小結(jié)088
第10章粉煤成型干餾雙效黏結(jié)劑的作用機(jī)制研究089
10.1概述089
10.2馬鈴薯渣基黏結(jié)劑的黏結(jié)機(jī)制分析089
10.2.1官能團(tuán)分析089
10.2.2微晶結(jié)構(gòu)分析090
10.2.3微觀結(jié)構(gòu)分析091
10.2.4熱解機(jī)理分析092
10.3引入蘭炭廢水基酚醛樹(shù)脂交聯(lián)劑的黏結(jié)機(jī)制分析094
10.3.1引入交聯(lián)劑的官能團(tuán)分析094
10.3.2引入交聯(lián)劑的微晶結(jié)構(gòu)分析094
10.3.3引入交聯(lián)劑的微觀結(jié)構(gòu)分析095
10.3.4引入交聯(lián)劑的熱解機(jī)理分析095
10.4引入金屬鎂渣及氧化物的作用機(jī)制分析097
10.4.1工業(yè)分析097
10.4.2熱解機(jī)理分析099
10.5本章小結(jié)103
第11章粉煤成型干餾的產(chǎn)品評(píng)價(jià)104
11.1概述104
11.2粉煤成型干餾的TG-MS 分析104
11.2.1小分子物質(zhì)104
11.2.2烴類物質(zhì)104
11.3粉煤成型干餾經(jīng)濟(jì)性分析106
11.3.1粉煤成型干餾黏結(jié)劑成本106
11.3.2粉煤成型干餾的財(cái)務(wù)核算106
11.3.3傳統(tǒng)塊煤干餾財(cái)務(wù)核算107
11.3.4粉煤成型干餾與傳統(tǒng)塊煤干餾財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)對(duì)比108
11.4本章小結(jié)108
第12章粉煤微波熱解及制備電石性能評(píng)價(jià)109
12.1概述109
12.2實(shí)驗(yàn)部分109
12.2.1實(shí)驗(yàn)原料及準(zhǔn)備109
12.2.2微波熱解實(shí)驗(yàn)109
12.2.3樣品分析110
12.3結(jié)果與討論111
12.3.1原煤的分析111
12.3.2微波和常規(guī)熱解產(chǎn)物分布對(duì)比112
12.3.3微波和常規(guī)熱解氣相組成與含量對(duì)比113
12.3.4微波和常規(guī)熱解半焦對(duì)比114
12.3.5煤/CaO 混合物微波熱解三相產(chǎn)率和氣相產(chǎn)物分布117
12.3.6煤/CaO 混合物微波熱解半焦分析119
12.3.7電石性能表征121
12.4本章小結(jié)123
本篇結(jié)論124
參考文獻(xiàn)125
第三篇神府煤低溫定向催化熱解及機(jī)理研究
第13章神府煤低溫定向催化技術(shù)概述129
13.1研究背景129
13.2煤熱解概述130
13.2.1煤熱解的定義130
13.2.2影響煤熱解焦油收率的因素130
13.2.3煤熱解機(jī)理研究132
13.3煤的催化熱解概述132
13.4國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀133
13.4.1催化劑研究現(xiàn)狀133
13.4.2煤催化熱解工藝現(xiàn)狀134
13.5研究?jī)?nèi)容的提出135
13.6研究的內(nèi)容和意義135
第14章神府煤中低溫定向直接催化熱解及機(jī)理研究136
14.1概述136
14.2實(shí)驗(yàn)部分136
14.2.1實(shí)驗(yàn)原料136
14.2.2實(shí)驗(yàn)裝置137
14.2.3焦油計(jì)算公式137
14.3結(jié)果與討論138
14.3.1熱解溫度對(duì)原煤出油率的影響138
14.3.2鐵鹽催化劑種類對(duì)原煤出油率的影響138
14.3.3鐵鹽催化劑的添加量對(duì)原煤出油率的影響139
14.3.4不同酸處理對(duì)原煤焦油產(chǎn)率的影響140
14.3.5硫酸鐵催化劑對(duì)熱解煤氣組分的影響141
14.3.6神府煤添加硫酸鐵催化劑的熱解情況分析141
14.3.7熱分析動(dòng)力學(xué)方程的建立142
14.3.8焦油組分GC-MS 分析144
14.4本章小結(jié)146
第15章神府煤中低溫定向間接催化熱解及機(jī)理研究148
15.1概述148
15.2實(shí)驗(yàn)部分148
15.2.1實(shí)驗(yàn)原料148
15.2.2載體催化劑的制備149
15.3結(jié)果與討論149
15.3.1Ni/Co/ZSM-5 催化劑的表征149
15.3.2不同催化劑在不同條件下對(duì)熱解氣體組分的影響153
15.3.3不同催化劑在不同條件下對(duì)煤焦油組分分布的影響156
15.4本章小結(jié)158
第16章神府煤中低溫直接間接協(xié)同催化熱解研究160
16.1概述160
16.2實(shí)驗(yàn)部分161
16.3結(jié)果與討論161
16.3.1熱解溫度對(duì)煤氣組分分布的影響161
16.3.2催化劑添加量對(duì)煤氣組分分布的影響162
16.3.3硫酸鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)煤氣組分分布的影響162
16.3.4熱解溫度對(duì)焦油組分分布的影響163
16.3.5催化劑添加量對(duì)焦油組分分布的影響163
16.3.6硫酸鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)焦油組分分布的影響164
16.3.7響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)165
16.3.8響應(yīng)曲面模型及回歸方程顯著性檢驗(yàn)165
16.3.9響應(yīng)曲面法優(yōu)化分析166
16.3.10驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)169
16.4本章小結(jié)169
本篇結(jié)論171
參考文獻(xiàn)173
第四篇蘭炭廢水酚/氨組分制備多孔炭結(jié)構(gòu)調(diào)控及儲(chǔ)電儲(chǔ)熱性能研究
第17章蘭炭廢水酚/氨組分制備多孔炭技術(shù)概述177
17.1蘭炭廢水概述177
17.1.1蘭炭廢水的來(lái)源177
17.1.2蘭炭廢水的水質(zhì)特征和危害178
17.1.3蘭炭廢水的處理方法178
17.2酚醛樹(shù)脂概述179
17.2.1酚醛樹(shù)脂簡(jiǎn)介179
17.2.2酚醛樹(shù)脂的應(yīng)用180
17.3酚醛多孔炭概述182
17.3.1酚醛多孔炭簡(jiǎn)介182
17.3.2酚醛多孔炭的制備183
17.3.3酚醛多孔炭的應(yīng)用184
17.4國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀185
17.5研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線187
17.5.1研究?jī)?nèi)容187
17.5.2技術(shù)路線188
第18章實(shí)驗(yàn)部分189
18.1實(shí)驗(yàn)原料189
18.2試劑與儀器189
18.3分析測(cè)試方法191
18.3.1蘭炭廢水水質(zhì)分析方法191
18.3.2酚醛樹(shù)脂的表征方法193
18.3.3酚醛多孔炭的表征方法196
18.3.4酚醛多孔炭的電化學(xué)性能測(cè)試197
18.3.5熱化學(xué)性能測(cè)試198
第19章蘭炭廢水資源化制備酚醛樹(shù)脂研究200
19.1實(shí)驗(yàn)過(guò)程200
19.2蘭炭廢水的水質(zhì)分析200
19.3制備條件對(duì)酚醛樹(shù)脂質(zhì)量的影響204
19.3.1廢水pH 值對(duì)合成酚醛樹(shù)脂質(zhì)量的影響204
19.3.2反應(yīng)時(shí)間對(duì)合成酚醛樹(shù)脂質(zhì)量的影響204
19.3.3反應(yīng)溫度對(duì)合成酚醛樹(shù)脂質(zhì)量的影響205
19.3.4甲醛加入量對(duì)酚醛樹(shù)脂質(zhì)量的影響205
19.3.5響應(yīng)曲面法優(yōu)化酚醛樹(shù)脂的制備條件206
19.4蘭炭廢水衍生酚醛樹(shù)脂的性能和組分表征210
19.4.1酚醛樹(shù)脂固含量的測(cè)定210
19.4.2酚醛樹(shù)脂殘?zhí)柯实臏y(cè)定211
19.4.3酚醛樹(shù)脂凝膠時(shí)間的測(cè)定211
19.4.4酚醛樹(shù)脂黏度的測(cè)定211
19.4.5酚醛樹(shù)脂游離酚的測(cè)定212
19.4.6酚醛樹(shù)脂游離醛的測(cè)定213
19.4.7酚醛樹(shù)脂紅外光譜表征213
19.4.8酚醛樹(shù)脂SEM 表征214
19.4.9酚醛樹(shù)脂TG-DSC 表征214
19.4.10酚醛樹(shù)脂XPS 表征215
19.5蘭炭廢水衍生酚醛樹(shù)脂規(guī)模化制備探索216
19.5.1蘭炭廢水基酚醛樹(shù)脂試驗(yàn)放大及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)216
19.5.2蘭炭廢水制備酚醛樹(shù)脂后的水質(zhì)分析217
19.6蘭炭廢水中酚/氨組分的轉(zhuǎn)化機(jī)制及產(chǎn)物熱解動(dòng)力學(xué)219
19.6.1酚醛樹(shù)脂與烏洛托品的制備220
19.6.2單酚酚醛樹(shù)脂的表征及熱解動(dòng)力學(xué)研究220
19.6.3混合酚酚醛樹(shù)脂的表征及熱解動(dòng)力學(xué)研究224
19.6.4單銨/混銨烏洛托品的表征及熱解動(dòng)力學(xué)研究226
19.7本章小結(jié)229
第20章KOH 活化對(duì)酚醛多孔炭結(jié)構(gòu)及性能調(diào)控230
20.1實(shí)驗(yàn)流程230
20.2制備條件對(duì)酚醛多孔炭性能的影響231
20.2.1堿脂比對(duì)酚醛多孔炭性能的影響231
20.2.2炭化-活化溫度對(duì)酚醛多孔炭性能的影響231
20.2.3恒溫時(shí)間對(duì)酚醛多孔炭性能的影響232
20.2.4KOH 活化酚醛樹(shù)脂制備多孔炭的響應(yīng)曲面優(yōu)化232
20.3KOH 活化后酚醛多孔炭的結(jié)構(gòu)變化239
20.3.1KOH 活化后酚醛多孔炭的X 射線衍射和拉曼分析239
20.3.2KOH 活化后酚醛多孔炭形貌及雜原子分布分析239
20.3.3KOH 活化后酚醛多孔炭的比表面積分析240
20.4KOH 活化后酚醛多孔炭N/O/S 元素變化241
20.5KOH 活化后酚醛多孔炭的電化學(xué)性能變化242
20.6KOH 對(duì)蘭炭廢水基酚醛樹(shù)脂的活化造孔機(jī)制245
20.6.1KOH 活化過(guò)程中單酚對(duì)酚醛多孔炭的貢獻(xiàn)246
20.6.2KOH 活化酚醛樹(shù)脂的熱分析及其對(duì)多孔炭的造孔機(jī)理247
20.6.3KOH 活化烏洛托品的熱分析及其對(duì)多孔炭的造孔機(jī)理250
20.6.4KOH 活化混合酚銨樹(shù)脂的熱分析及其對(duì)多孔炭的造孔機(jī)理251
20.6.5KOH 活化過(guò)程中酚/氨組分對(duì)多孔炭孔道貢獻(xiàn)253
20.7KOH 活化對(duì)酚醛多孔炭結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的作用機(jī)理258
20.8本章小結(jié)259
第21章Na2CO3 活化對(duì)酚醛多孔炭結(jié)構(gòu)及性能調(diào)控261
21.1實(shí)驗(yàn)流程261
21.2制備條件對(duì)酚醛多孔炭性能的影響262
21.2.1活化劑對(duì)酚醛多孔炭吸附性能的影響262
21.2.2鹽脂比對(duì)酚醛多孔炭性能的影響263
21.2.3炭化-活化溫度對(duì)酚醛多孔炭性能的影響263
21.2.4炭化-活化時(shí)間對(duì)酚醛多孔炭性能的影響264
21.2.5Na2CO3 活化酚醛樹(shù)脂制備多孔炭的響應(yīng)曲面優(yōu)化264
21.3Na2CO3 活化后酚醛多孔炭的結(jié)構(gòu)變化271
21.3.1酚醛多孔炭XRD 和拉曼分析271
21.3.2Na2CO3 活化后酚醛多孔炭形貌及雜原子分布分析271
21.3.3酚醛多孔炭BET 分析272
21.4Na2CO3 活化后酚醛多孔炭的N/O/S 元素變化273
21.5不同酚醛多孔炭的雜原子比較研究274
21.6Na2CO3 活化后酚醛多孔炭的電化學(xué)性能變化275
21.6.1溫度對(duì)酚醛多孔炭電化學(xué)性能的影響276
21.6.2最優(yōu)條件所制酚醛多孔炭的電性能測(cè)試277
21.7Na2CO3 對(duì)蘭炭廢水基酚醛樹(shù)脂的模板/活化雙重造孔機(jī)制278
21.7.1Na2CO3 活化對(duì)酚醛多孔炭性能的影響278
21.7.2Na2CO3 活化酚醛樹(shù)脂的熱分析及其對(duì)多孔炭的造孔機(jī)理280
21.7.3Na2CO3 活化烏洛托品的熱分析及其對(duì)多孔炭的造孔機(jī)理282
21.7.4Na2CO3 活化混合酚銨樹(shù)脂的熱分析及其對(duì)多孔炭的造孔機(jī)理283
21.7.5Na2CO3 活化過(guò)程中酚/氨組分對(duì)多孔炭孔道貢獻(xiàn)285
21.8Na2CO3 活化對(duì)酚醛多孔炭結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的作用機(jī)理290
21.9本章小結(jié)291
第22章酚醛多孔炭相變復(fù)合材料制備及儲(chǔ)熱性能研究292
22.1概述292
22.2酚醛多孔炭相變復(fù)合材料制備292
22.3酚醛多孔炭形貌結(jié)構(gòu)表征292
22.4相變復(fù)合材料的表征與分析295
22.4.1形貌結(jié)構(gòu)分析295
22.4.2泄漏測(cè)試296
22.4.3熱化學(xué)性能分析297
22.4.4光熱轉(zhuǎn)換應(yīng)用299
22.5本章小結(jié)300
本篇結(jié)論301
參考文獻(xiàn)303