低阶煤热解建模及其分级利用

本书以低阶煤的分级高效利用为主线，对低阶煤热解特性和热解产物的深加工试验研究进行了详细阐述。通过实验和模拟相结合的方式，对低阶煤热解反应动力学特性、颗粒尺度下煤脱挥发分过程中的传热-反应耦合过程进行了揭示；对低阶煤与生物质热解、产物半焦的气化及焦油的提质均进行了一定程度的基础研究。本书提出的低阶煤热解动力学模型，大大提高了动力学模拟精度，能够更加准确地定量描述低阶煤热解全过程，为低阶煤分级高效多联产技术的工业化应用提供参考依据。
本书可供化工相关专业的科研工作者、大学教师和研究生学习参考。还可供煤科学与相关领域的技术人员使用。

第1章 绪论 001
1.1 研究背景及意义 002
1.2 低阶煤热解研究现状 003
1.2.1 低阶煤热解 003
1.2.2 低阶煤催化热解 009
1.2.3 低阶煤与生物质共热解 011
1.2.4 低阶煤热解机理及动力学研究 015
1.3 热解产物半焦利用技术现状 023
1.3.1 半焦气化的主要反应 023
1.3.2 气化剂对半焦气化的影响 024
1.3.3 半焦催化气化 026
1.4 热解产物焦油提质研究现状 027
1.4.1 焦油加氢脱氧 028
1.4.2 焦油催化裂解 028
1.4.3 焦油水蒸气重整 029
1.4.4 焦油中含氧化合物酸性组分的催化研究进展 030
参考文献 033

第2章 低阶煤热解宏观动力学模型的建立 041
2.1 引言 042
2.2 热重分析 043
2.2.1 实验煤样物性及热重分析 043
2.2.2 DAEM理论基础 046
2.2.3 热解动力学分析 048
2.3 单颗粒模型分析 051
2.3.1 煤颗粒热解过程分析 051
2.3.2 单颗粒模型的假设 052
2.3.3 单颗粒数学模型的建立 053
2.3.4 模型的求解 055
2.3.5 单颗粒模型研究 056
参考文献 062

第3章 低阶煤热解3DAEM动力学模型的建立 065
3.1 引言 066
3.2 热重实验及实验结果分析 067
3.2.1 煤样的工业分析和元素分析 067
3.2.2 热重实验结果分析 068
3.3 3DAEM模型的建立 074
3.3.1 3DAEM数学模型 074
3.3.2 模型求解方法 075
3.3.3 3DAEM动力学分析 076
参考文献 081

第4章 低阶煤与生物质共热解基础实验研究 083
4.1 引言 084
4.2 低阶煤与生物质共热解实验过程 084
4.2.1 实验原料 084
4.2.2 实验过程 085
4.3 生物质和煤热解的热重分析 086
4.3.1 煤和生物质单独热解 086
4.3.2 煤和生物质共热解 089
4.3.3 生物质与煤共热解机理分析 091
4.4 共热解对热解产物分布的影响 092
4.4.1 不同温度对内蒙古兴和煤热解产物分布的影响 092
4.4.2 不同配比对共热解产物分布的影响 095
参考文献 099

第5章 半焦水蒸气气化流化床研究 101
5.1 引言 102
5.2 气化实验过程 103
5.2.1 实验原料 103
5.2.2 实验装置及实验过程 103
5.2.3 进料器与进料速率的标定 105
5.2.4 数据处理 107
5.3 气化反应 107
5.3.1 半焦水蒸气-O2气化反应 107
5.3.2 影响半焦水蒸气-O2气化反应的因素 108
5.4 半焦水蒸气-O2催化气化研究 114
5.4.1 反应器温度的影响 114
5.4.2 当量比ER的影响 115
5.4.3 K2CO3催化气化机理 117
参考文献 118

第6章 焦油模型化合物甲酸分解的催化研究 121
6.1 引言 122
6.2 催化剂的制备及表征分析 124
6.2.1 催化剂的制备过程 124
6.2.2 催化剂表征方法及结果 124
6.3 催化剂催化甲酸分解性能研究 133
6.3.1 不同条件对催化性能的影响 133
6.3.2 催化剂的稳定性测试 138
参考文献 140