结 论 18

致 谢 19

参 考 文 献 20

第 II 页 本科毕业设计说明书

1 绪论

1。1 研究目的及意义

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将煤在中高温条件下热解所得的半焦作为一种廉价的多孔材料，可用于吸附脱出污染物、 催化剂载体和锅炉燃料。对褐煤热解半焦的研究始于 1972 年，并在 1987 年开始应用与吸附 脱污以达到保护环境的目的[1]。利用半焦吸附有害气体，可以起到保护环境的作用，例如使 用褐煤半焦吸附并固定汽车排气管内的燃料蒸汽文献综述；净化焚烧植物所产生的气体以及吸附气体 燃料中的汞元素等。此外，煤焦作为催化剂或者催化剂载体也有着广泛的应用，例如在 CH4- CO2 干重整制氢的反应中，氢作为一种新型的清洁能源，其燃烧产物只有水，不会对环境 产生污染，但目前的制氢工艺还不够成熟，使得氢燃料无法普及。CH4 - CO2 干重整作为一 种具有经济与环保双重效益的制氢手段，不仅能够制取氢气，还能够有效利用温室气体 CO2， 成为热门研究的热点课题之一[2]。Ni 作为一种相对廉价的金属，对 CH4 - CO2 干重整反应有 较好的催化作用，因此在目前的工业生产中有着广泛的应用。然而实际的生产过程中，Ni 基 催化剂很容易因积碳而失活，因而使用的载体的性质，在 CH4 - CO2 干重整制氢反应中扮演 着一个至关重要的角色。煤焦作为一种廉价的多孔碳质材料，对 CH4 - CO2 干重整也有一定 的催化作用。使用煤焦作为 Ni 基催化剂的载体，合理的应用了煤焦及 Ni 基催化剂的优点， 使得催化效果得以加强[3]。中国煤炭资源丰富，品种齐全，是世界上最大的煤炭生产国和消 耗国，也是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一[4]。大量煤直接燃烧，造成 SO2 和烟 尘排放量过高[5]。将煤催化气化后再燃烧，是实现煤炭的高效燃烧利用以及降低污染物的排 放的关键技术之一[6]。而不同的煤阶的煤热解后得到的半焦的性质不尽相同，因此其吸附、 催化以及气化燃烧性质也有所不同。通过实验研究不同煤阶热解半焦的吸附、催化及热解燃 烧特性之间的差异，对未来工业生产中的选材具有重要意义。来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

1。2 国内外研究现状

1。2。1 煤焦吸附特性

1。2。2 煤焦催化特性

1。2。3 煤焦气化特性

1。3 主要研究内容

本课题主要通过将三种不同的煤阶（无烟煤、烟煤和褐煤）使用高温管式炉在 700 oC、 Ar 气氛下慢速热解 10 min 后得到煤焦，然后使用热重分析仪分别进行煤焦的 SO2 吸附特性 实验及在不同气氛下热解实验，通过热重实验得到煤焦吸附 SO2 时的 TG 曲线，得出不同煤 阶半焦对 SO2 吸附量的差异，从而比较煤阶对其煤阶吸附特性的影响。此外，通过比较不同 煤阶煤焦在不同气氛下气化时的 TG 曲线，可以得出煤阶以及气化剂种类对煤焦气化率的影 响。最后，使用煤焦作为催化剂催化 CH4 - CO2 干重整制氢反应则是在管式炉中进行，利用 气袋收集管式炉出进口处的气体，然后通过使用气相色谱仪分析管式炉进出口处 CH4、CO2、 H2 和 CO 的浓度变化情况，从而比较各种煤焦的催化效率的差异。