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胜利褐煤含氧官能团赋存形态及其在液化预反应中脱除的研究 赵鹏 褐煤煤化程度低,液化反应性较高,可以在较温和的条件下加氢液化,这对液化装置操作的安全性和稳定性是有利的,但褐煤中的氧含量较高,在液化反应过程中与氢反应生成水,导致液化的氢耗量增高,液化成本提高。我国可供直接液化的煤炭资源中约有一半是褐煤,在充分利用褐煤液化反应性高的优点的同时,必须克服高氧含量导致的高氢耗的弊端。鉴于此,本文选取“胜利褐煤含氧官能团赋存形态及其在液化预反应中脱除的研究”作为研究课题,寻找液化预反应阶段最佳脱氧率的试验条件,将褐煤中尽可能多的氧以CO和CO_2的形式脱除,减少由于加氢生成水造成氢气的无谓消耗。本文选择经验公式法和X光电子能谱法研究胜利褐煤中含氧官能团的赋存形态,把褐煤中的含氧官能团分为三种类型：碳氧单键类(醚键和羟基),羰基基团和羧基基团,研究发现它们的含量依次减少。将XPS分析与元素分析结合得到不同形态含氧官能团在煤中的绝对含量,进而计算出含氧官能团在液化预反应中生成CO和CO_2的限度,为后面试验结论奠定基础。其次,本文分别对没有催化剂以及4种不同类型催化剂(MnO_2、MoO_3、Fe_2O_3和炭窑口黄铁矿)在不同温度下参与反应的胜利褐煤脱氧率进行研究,做了高压釜试验。高压釜试验结果表明,本文所用催化剂中,有无催化剂参与的反应褐煤脱氧率差别不大,只是MnO_2参煤炭科学研究总院硕士学位论文与的反应脱氧率稍高,氢初压从10MPa降到1 MPa无催化剂反应的脱氧率有明显提高,较佳的试验条件为IMPa无催化剂在360一400℃的反应。本试验为褐煤液化工艺的改进提供了降低氢耗的一条思路,即在煤浆进入反应器之前,先加热至360~400℃左右,进入一个预反应器和分离器,在此阶段褐煤中的氧最大限度地以COx的形式脱除。与液化工艺试验结果比较表明本试验提供的数据对于褐煤液化工艺的改进有重要的参考价值,理论上计算可节约氢气0.32个百分点,占液化氢耗的4.1%,减少褐煤中的氧与氢结合成水造成经济上的无谓浪费,提高氢气的利用率,降低成本。…… [关键词]：褐煤;液化;含氧官能团;脱氧 [文献类型]：硕士论文 [文献出处]：煤炭科学研究总院2003年
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