文档介绍：煤炭无焦油炭化研究 Studies on Carbonization of Coal without Generation of Tar 学科专业:化学研究生:郑娟娟指导教师:周亚平教授天津大学理学院学院二零一二年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名: 签字日期: 年月日我是爱天大的! ! 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名: 导师签名: 签字日期: 年月日签字日期: 年月日- 1 - 摘要 “能源,环境,发展”是当今人类所面临的三大主题,能源的合理开发与利用将直接影响环境保护和人类社会的可持续发展。煤是我国主要能源,也是能源的未来,但是煤炭正面临着激烈的挑战,特别是在环境领域。所以必须加快我国能源结构的主动适应和调整,大力发展煤炭的科学、高效和洁净利用。基于我国“以煤为主”的能源资源和氢能源的燃烧值高、清洁无污染、可再生等显著优点,本实验室提出一种新型煤制氢技术,具体的流程为:氧化亚铁与水蒸气反应生成氢气,氧化亚铁被氧化为四氧化三铁;四氧化三铁在一氧化碳作用下还原成氧化亚铁并同时产生二氧化碳; 反应产生的二氧化碳与碳材料反应生成一氧化碳。本论文通过研究煤的无焦油炭化技术,实现煤炭能源的清洁利用,即将煤炭直接分解为清洁燃料和无机炭,后者可作为制氢工艺中生产一氧化碳的碳源,从而实现以煤换氢的连续、稳定生产。煤炭化的主要产物是无机炭、焦油和煤气。煤气具有较大的热值,可分离加以利用或为制氢流程供热,而焦油可利用价值不高,且危害性极大,所以本实验的研究目的是尽量降低焦油的产率,同时改善煤气的品质,最大限度地实现煤炭的洁净高效利用。实验中利用自行设计加工的三段加热式竖式管式炉,选用三种不同类型的煤:褐煤、焦煤和瘦煤,主要考察反应温度、升温速率、添加不同催化剂等因素对的煤炭化产物的影响,分别选择最佳的工艺条件。镍基催化剂是煤焦油催化裂解的有效催化剂。实验中制备了各种添加不同金属(镁、镧、钼、铈等)的新型镍基催化剂,实验表明:添加助剂 Mg 和 La 的镍基催化剂效果最显著,可以最大程度降低焦油的产率同时改善煤气组成,提高可燃气含量,因为 Mg 可稳定镍的晶粒尺寸, La 能显著提高镍的表面积从而提高催化性能。实验结果表明瘦煤的焦油产率可降至 % ,煤气含量为 % , 其中可燃气含量高达 % 。关键词: 煤制氢技术煤炭化温度焦油镍基催化剂 - 1 - ABSTRACT "Energy, Environment and Development" are the three major themes that people are facing today, and the rational development and util ization of the energy will directly affect the environmental protect ion and sustainable development of human society. Coal is not only the main energy in our country, but also the energy’s future. But coal is facing a fierce challenge, especi ally in the environmental field. So it is necessary to speed up the initiative adaptation and adjustment for the energy structure of our country, and vigorously develop the sc ientific, efficient and clean use of coal. Base